HY-2卫星扫描微波辐射计数据反演北极海冰漂移速度

本文基于最大互相关法,利用海洋二号（HY-2）卫星扫描微波辐射计37 GHz通道多时相垂直极化亮温数据,获取了北极海冰漂移速度。采用2012年和2013年国际北极浮标计划海冰现场观测数据,对利用微波辐射计亮温资料反演的冬季北极海冰漂移速度进行了定量验证,结果表明:流速和流向均方根误差分别为1.12 cm/s和16.37°,从一定程度上说明了HY-2卫星扫描微波辐射计亮温数据反演海冰漂移速度的可行性。此外,使用美国国防气象卫星F-17搭载的专用微波成像仪91 GHz通道垂直极化亮温,采用高斯拉普拉斯滤波方法进行处理,结合最大互相关法反演的海冰漂移速度,优于法国海洋开发研究院海冰漂移速度产品。     

10cm机载微波辐射计 8mm机载扫描微波辐射计航遥海冰资料的初步分析

无源航空微波遥感探测海冰是遥感技术一项重要内容。本文在概述微波辐射计测量海冰原理的基础上,对10cm机载微波辐射计和8mm机载扫描微波辐射计在辽东湾,航空遥感监测海冰中所获取的冰情资料进行初步判读分析和讨论。     

基于FY-3C微波辐射计数据的极区海冰密集度反演方法研究

极区海冰影响大气和海洋环流,对全球气候变化起着重要的作用。海冰密集度是表征海冰时空变化特征的重要参数之一。本文研究了利用FY-3C微波扫描辐射计亮温数据反演极区海冰密集度的方法。经过时空匹配、线性回归,修正了FY-3C微波辐射计亮温数据。使用两种天气滤波器和海冰掩模滤除了大气影响所造成的开阔海域虚假海冰;使用最小密集度模板去除陆地污染效应。通过计算2016年、2017年极区海冰面积及范围两个参数,对得到的海冰密集度产品进行了验证,两年的海冰范围和面积趋势基本与NSIDC产品一致,平均差异小于3%。本研究结果为发布我国自主卫星的极区海冰密集度业务化产品奠定了基础,制作的产品可保障面临中断的40多年极区海冰记录的连续性。     

机载合成孔径雷达的海冰监测分析

严重冰情是重要海洋自然灾害之一,往往造成国计民生的重大损失。本文概要介绍了我国“七五”期间在海冰航空遥感技术研究方面的进展,重点讨论了机载合成孔径雷达(SAR)的全天时、全天候、高分辨率、高信噪比和对云层的穿透能力强等特点,以及使用机载地球资源侧视雷达(ERR)系统,对渤海进行的首次SAR测冰试验结果。所获得的分辨率为3m×3m和成图比例为1:10万的辽东湾海冰相嵌图象,清楚地给出了固定冰带、流冰冰型、流冰密集度、冰块大小、冰脊、冰间水域和流水区外缘线等参量。SAR监测和分析海冰的研究结果具有重要的科学和实用价值。     

海洋微波辐射计动态特性分析

海洋微波辐射计是用来测量海面油膜厚度及其他海水环境参数的仪器,它的性能与其安装在船舶上的动力特性有密切关系.     

渤海海冰微波散射特性研究

Microwave remote sensing has become the primary means for sea-ice research, and has been supported by a great deal of field experiments and theoretical studies regarding sea-ice microwave scattering. However, these studies have been barely carried in the Bohai Sea. The sea-ice microwave scattering mechanism was first developed for the thin sea ice with slight roughness in the Bohai Sea in the winter of 2012, and included the backscattering coefficients which were measured on the different conditions of three bands(L, C and X), two polarizations(HH and VV), and incident angles of 20° to 60°, using a ground-based scatterometer and the synchronous physical parameters of the sea-ice temperature, density, thickness, salinity, and so on. The theoretical model of the sea-ice electromagnetic scattering is obtained based on these physical parameters. The research regarding the sea-ice microwave scattering mechanism is carried out through two means, which includes the comparison between the field microwave scattering data and the simulation results of the theoretical model, as well as the feature analysis of the four components of the sea-ice electromagnetic scattering. It is revealed that the sea-ice microwave scattering data and the theoretical simulation results vary in the same trend with the incident angles. Also, there is a visible variant in the sensitivity of every component to the different bands.For example, the C and X bands are sensitive to the top surface, the X band is sensitive to the scatterers, and the L and C bands are sensitive to the bottom surface, and so on. It is suggested that the features of the sea-ice surfaces and scatterers can be retrieved by the further research in the future. This experiment can provide an experimental and theoretical foundation for research regarding the sea-ice microwave scattering characteristics in the Bohai Sea.     

卫星微波辐射计外定标方法浅析

本文就微波辐射计外定标方法的概念及原理进行了较为详细的论述，详细阐明了微波遥感中辐射传输方程的基本形式及其各项的意义，给出了当前较为完善的其中各项参数的具体表达式，最后提出了一种适合我们实际的海洋外定标的方法。     

微波辐射计遥感海洋盐度的研究进展

介绍了微波辐射计遥感海洋盐度的原理,回顾了在海水微波辐射亮度温度模型,机载、星载微波辐射计遥感海洋盐度实验,以及星载微波辐射计研究计划方面的进展。指出了为提高海洋盐度测量精度和空间分辨率,在盐度遥感机理、微波辐射计、及盐度反演研究方面的发展趋势。     

机载SAR在海冰航空监测中的应用研究

文章研究了机载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)在海冰航空监视监测中的应用,阐述了SAR数据获取、预处理、信息提取与解译图成图的整个流程。研究了机载SAR用于我国海冰监测业务化运行的可行性。     

机载犛犃犚在海冰航空监测中的应用研究

文章研究了机载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）在海冰航空监视监测中的应用,阐述了SAR数据获取、预处理、信息提取与解译图成图的整个流程。研究了机载SAR用于我国海冰监测业务化运行的可行性。     

微波辐射计海面温度的数据质量控制

根据星载微波辐射计反演海洋大气参数的过程,分析了仿真实验中线性反演算法和非线性反演算法对反演结果的数据质量控制能力。AMSR-E观测数据的非线性反演结果分析对仿真实验的结论进行了验证,得到了肯定的结果。实验结果表明:星载微波辐射计的非线性反演算法物理意义明确、结果可靠,有良好的数据质量控制能力,具有业务化应用的潜力。     

RPG-HATPRO-G3地基微波辐射计反演产品评估

RPG-HATPRO-G3地基微波辐射计采用"多通道并行测量技术",性能稳定,反演精度高。应用该微波辐射计和常规L波段探空数据,比较了微波辐射计反演数据与探空测值的差异。结果表明:温度、水汽密度与常规探空资料比较有很好的线性相关性,对仪器维护后可以提高数据质量;相对湿度数据离散度较高。比较无降水时不同高度下微波辐射计反演数据的精度,温度在1 000 m以下低层平均误差和均方根误差较小;水汽密度的平均误差和均方根误差均为近地面较大,随高度而减小;相对湿度的平均误差和均方根误差都明显较大,温度和水汽密度的准确性高于相对湿度。降水时不同高度的温度、水汽密度和相对湿度的平均误差和均方根误差变化趋势均与无降水时相似,但是误差值明显偏大;降水时反演温度在2 000 m以下误差较小,水汽密度在3 000 m以下反演值较探空测值大,相对湿度在降水时的误差较大。     

星载微波辐射计空间分辨率增强算法研究

由于天线尺寸和重量受到限制,星载微波辐射计的空间分辨率通常都比较低.同时在测量地理参数时往往要用到辐射计的多个频率通道测量值,这就需要把不同通道的空间分辨率统一成某个较高空间分辨率.因此,出于应用的目的,利用微波辐射计空间分辨率增强算法来得到较高分辨率的图像很有必要.简单介绍了增强星载微波辐射计图像空间分辨率的几种算法,详细叙述了Backus-Gilbert反演算法的原理.设计了带有一些地物特征的人工合成图像,并使用BG反演算法对一模拟辐射计的生成图像进行了增强处理.从处理前后的图像对比可知,无论辐射计测量是否含有噪声,BG反演算法都很好地提高了辐射计生成图像的空间分辨率.在考虑噪声时,通过分析增强处理后图像与人工合成图像之间的相关性,仔细挑选协调参数,对分辨率和噪声进行了较好的折中处理.     

海冰厚度的微波辐射遥感模式研究

本文从电磁波在分层介质中的传播理论出发,导出了适合我国北部海区一年生海冰的微波辐射遥感三层介质模式.与实测数据对比表明,当微波波长为10cm时,相干模式在海冰厚度小于20 cm范围内、非相干模式在20～40 cm范围内分别给出较好的拟合结果.以这些理论模式为依据可建立海冰厚度的微波遥感反演软件.文中给出了利用这些理论模式和实测数据推算出的辽东湾不同类型海冰的相对复介电常数,其数值范围为(0.5～4.0)-j(0.07～0.19).     

机载超低频雷达探测海洋内波

机载超低频雷达探测海洋内波是海洋内波探测的新方法。海洋内波使海水电导率垂向分布发生扰动,当雷达发射的电磁波探测信号传播到内波扰动界面,电磁信号发生反射,部分反射信号再次穿透海面传播到空气中并被天线捕捉,雷达系统通过处理内波界面处的反射信号并抑制海面的反射信号实现对海洋内波的探测。根据麦克斯韦方程和海水的物理性质,推导出超低频电磁波在海水中的传播特性,研究海水温度、盐度变化对海水电导率的影响,根据KDV方程解和垂向特征函数解构造了海洋内波垂向结构,仿真了雷达接收到的海表面处、内波界面处的反射信号及其延迟时间,仿真结果表明,可以使用该方法探测海洋内波。     

基于亚马逊热带雨林的微波辐射计定标基准分析

亚马逊热带雨林作为稳定地物目标,适合进行星载微波辐射计的外定标。但近些年亚马逊热带雨林受人为破坏严重,植被覆盖面积减少,植被覆盖率降低,适合进行外定标的区域较往年发生了变化。文中依据亚马逊热带雨林近些年的归一化植被指数(NDVI)的变化情况,发现纬度位于3°S^2°N,经度位于74°W^69°W范围内的区域植被覆盖率高,适合进行星载微波辐射计外定标。文中以AMSR2 L1R亮温数据为基准,对比分析了该区域在2015-2017年3 a的亮温变化趋势,并以此作为该区域的定标基准。分析发现,该区域在非厄尔尼诺事件期间的亮温变化趋势呈现出特定的季节变化规律:在每年的6-7月,亮温值达到最低;在11-12月,亮温值达到最高,7-11月波动上升,12-6月波动下降。在厄尔尼诺事件发生期间会出现亮温值异常现象。     

C波段紧缩极化SAR海冰探测能力评估

The C-band synthetic aperture radar(SAR) data from the Bohai Sea of China, the Labrador Sea in the Arctic and the Weddell Sea in the Antarctic are used to analyze and discuss the sea ice full polarimetric information reconstruction ability under compact polarimetric modes. The type of compact polarimetric mode which has the highest reconstructed accuracy is analyzed, along with the performance impact of the reconstructed pseudo quad-pol SAR data on the sea ice detection and sea ice classification. According to the assessment and analysis, it is recommended to adopt the CTLR mode for reconstructing the polarimetric parameters σ_(HH)~0,σ_(VV)~0, H and α,while for reconstructing the polarimetric parameters σ_(HV)~0, ρ_(H-V), λ_1 and λ_2, it is recommended to use the π/4 mode.Moreover, it is recommended to use the π/4 mode in studying the action effects between the electromagnetic waves and sea ice, but it is recommended to use the CTLR mode for studying the sea ice classification.     

红外和微波辐射计反演海表面温度的比较

介绍了红外辐射计和微波辐射计测量海表面温度的原理,分析了它们各自在反演海表面温度时的差异。在全球范围的海表面温度的遥感蛉测中,红外辐射计和微波辐射计的遥感精度受到多种因素影响。传感器本身的噪音、算法反演精度、传感器分辨率、搭载卫星的全球覆盖率等自身因素使辐射计的探测资料产生差别：大气状况、海面风速、测量海洋不同深度海水的表征温度等外界因子也同时影响着红外辐射计和微波辐射计的遥感精度。了解红外波段和微波波段的辐射计在各方面的优劣,有助于发挥各自特长,有效提高卫星监测海表面温度的精度。