卫星遥感业务系统海表温度误差控制方法

提高卫星遥感海表温度的反演精度是各种反演模型追求的目标,也是遥感系统业务化应用的关键.据相关文献报道,在晴空无云的条件下遥感海表温度的精度达到了0.5℃,但考虑到影响海表温度反演精度的多种因素,在遥感业务系统真正实现SST精度在1℃以内是非常困难的.在北太平洋渔场速报制作系统中,对遥感海表温度与船测温度误差统计显示均方根误差达到5.71℃,匹配点误差分布显示存在大量较大的负误差值,最大的为-17.2℃,遥感温度图也反映出存在片状温度低值区,这些区域很可能被错误地当作冷涡或冷锋区,严重干扰渔情分析,这些异常的温度误差很难通过海表温度反演模式和云检测技术来消除.采用一种标准海表温度参考图用于温度误差控制技术,可有效地检测温度反演异常值,将均方根值从5.71℃降低到1.75℃,如果采用2℃阈值控制计算均方根值,则海表温度精度达到0.785℃.该方法基本消除了遥感海表温度的低值现象,明显提高了遥感海表温度的精度,并已成功地应用于北太平洋渔区的海况速报产品制作中.     

利用SeaWiFS资料反演我国海域气溶胶粒子密度分布

在卫星数据反演气溶胶光学厚度产品的基础上,讨论了二次反演大气柱中气溶胶粒子密度的问题.通过理论分析,利用多波段气溶胶光学厚度提取大气柱中气溶胶粒子密度是可行的,并指出能否准确确定多波段气溶胶光学厚度会直接影响粒子密度的反演结果.定义并分析了气溶胶粒子消光体积权重系数随粒子半径的变化,表明从气溶胶光学厚度中反演大气柱中气溶胶积聚模态和粗模态粒子密度的结果是可信的.利用SeaWiFS气溶胶光学厚度产品,运用蒙特卡罗法反演了2002年我国海域上空大气柱中积聚模态和粗模态气溶胶粒子密度,结果表明,积聚模态粒子密度比粗模态的高2~3个量级,它们的空间分布趋势一致;我国近岸海域大气柱中气溶胶粒子密度高于离岸海域的;春季气溶胶粒子密度高于其他季节的,特别在黄海、东海海区是如此.     

利用海岸线的海洋遥感图像控制点(GCP)自动匹配法

研究一种利用海岸线自动确定海上地面控制点(GCP)的方法.借助边缘检测技术提取海岸线,将海岸线的点全部作为控制点的备选集合,利用相关松弛法寻找同名点,建立一种可靠判别机制来保证海岸线上GCP的正确性,通过平均法和插值法求取海上GCP的值.利用本方法可以方便地得到分布密集的GCP值,其中海上GCP值具有子像元精度.同时研究了一种新的几何变换方法,即用插值法直接求取需校正图像的几何变换坐标,随着插值密度的增加,求得海上GCP值的点就越多,最后使所有点的坐标值通过插值方法计算得到,代替二元n次方程组进行空间坐标变换,使遥感图像的几何配准误差在某种程度上达到0,利用该方法对海洋遥感资料进行几何配准,可以提高配准的精度和节省机时,为遥感资料的动态监测和数据库建设创造了有利条件.     

太湖秋季水体遥感反射比的简单经验估测模型

2004年10月现场测量了太湖水体的遥感反射比、后向散射系数以及其他必要参数,实验室测量了水体的悬浮颗粒物质浓度.首先把太湖划分为3个大区,即遥感反射比受湖底影响的区域(影响区)、不受湖底影响的区域(非影响区)以及可能受湖底影响的区域(可能影响区),然后再把太湖分为高混浊、中混浊、低清澈以及高清澈等4类水体类型,分别列出了各种水体区域类型的相关属性数据.在整个太湖区域范围内,建立了后向散射和悬浮颗粒物质浓度的经验回归模型;仅在非影响区内,建立了遥感反射比和后向散射的经验回归模型,并可以利用悬浮颗粒物质浓度直接估测遥感反射比.最后详细分析了模型的精度.     

湖泊水质遥感的几个关键问题

我国目前约有面积大于1km2的湖泊有3000个,绝大部分属高叶绿素和高悬浮物浓度水体,属于典型的Ⅱ类水体,物质组成多样,水体的光学辐射传输复杂,且有大范围的光学浅水.我国的湖泊水质/水色遥感虽然取得了一定进展,但借鉴海洋水色遥感的相关理论和经验,还需要解决以下四个关键问题:1)兼顾海洋沿海水质遥感,发展专用的静止卫星湖泊水质遥感器;2)在当前多光谱遥感资料基础上研发高光谱湖泊水质因子提取的遥感定量化模型,提高反演精度;3)深化湖底底质对湖泊水质/水质遥感影响研究,发展湖底水质遥感反射率精确计算模型;4)发展适用于湖泊水体区域性Ⅱ类水体大气校正方法,并集成反演、遥感产品制作、分发等技术,构建湖泊水体水质/水色业务化运行体系.     

中国海洋卫星遥感应用进展

我国海洋遥感应用自20世纪70年代起步以来，取得了长足发展，构建了覆盖海洋水色、海洋动力和海洋监视监测的三大系列海洋卫星，并初步形成了具有优势互补的卫星海洋遥感业务化应用体系。本文回顾了我国海洋卫星遥感应用取得的重要进展，重点介绍了卫星遥感在海洋环境与资源监测、海洋灾害监测、海洋权益维护、海洋环境预报与安全保障等方面所构建的典型应用示范系统，以及开展的典型业务化监测应用。最后，文章对我国海洋卫星遥感应用下一步发展进行了展望分析。     

珠江口溶解有机物的遥感动态监测

河口有色溶解有机物（colored dissolved organic matter,CDOM）的分布是各种物理-生物地球化学过程共同作用的结果。为实现河口高动态变化CDOM的监测，遥感是一种重要的手段。由珠江口四个不同季节的航次获得的实测数据，本文构建了一个遥感算法以反演CDOM在400 nm的吸收系数（a_CDOM （400））。该算法使用以波段反射率比值R_rs （667）/R_rs （443）和R_rs （748）/R_rs （412）为自变量。将构建的算法应用于2002-2014年的MODIS/Aqua数据，本文计算了珠江口不同季节的a_CDOM （400）气候态分布。CDOM的分布主要受珠江径流量和区域水下地形特征的影响。沿着垂直于水深梯度的断面，气候态a_CDOM （400）呈指数减少（y=ae^bx,b<0），但不同季节差异很大。珠江口CDOM主要是河流淡水输运而来。其中，富里酸比例随盐度的增加而降低。基于构建的算法、CDOM保守混合方程和径流量，本文由MODIS/Aqua数据进一步估算了2002-2014年夏季和冬季珠江DOC的有效入海浓度和有效入海通量。珠江的有效入海浓度和有效入海通量都与流量存在正相关关系，且在夏季的相关性更明显，R2分别为0.698和0.9657。     

大太阳天顶角下水色卫星叶绿素遥感探测能力研究

本文利用考虑地球曲率的矢量辐射传输模型PCOART-SA，对大太阳天顶角下叶绿素浓度的卫星遥感探测极限能力进行了模拟研究。结果表明:太阳-传感器几何参数，尤其是太阳天顶角对叶绿素浓度变化的探测极限能力影响较大；大太阳天顶角下，卫星对叶绿素浓度变化的探测能力下降十几倍。在典型陆架水体（叶绿素浓度为1 μg/L），低太阳天顶角（30°）时，叶绿素浓度变化探测极限为0.012 8 μg/L（约为原浓度的1.2%），而大太阳天顶角（80°）时，探测极限为0.136 μg/L（约为原浓度的13.6%）。相比于太阳天顶角，观测天顶角增大造成的叶绿素浓度探测能力衰减较小。叶绿素浓度越高，吸收作用越强，对卫星遥感器的辐射探测灵敏度、定标及大气校正精度的要求越高。     

U形管采样技术研究

深部流体样品是深井工程的重要组成部分,介绍了获取深部流体样品的一种方法---U形管采样技术。通过对U形管采样技术原理进行研究分析,设计研制U形管取样器具并进行野外试验,取样深度达到井深500 m,最大流量达到40 L/h,取得了较好的效果。