后向散射系数测量仪实验室定标技术

水体后向散射系数(bb)是水色遥感的重要参数之一,其现场准确测量的关键是测试仪器的严格定标。文章将针对我们从美国Hobilabs公司引进的HS-6后向散射测量仪的实验室定标和定标中的注意事项、数据结果分析以及自然光对实验室定标的影响进行阐述。     

太湖水体光学衰减系数的特征及参数化

利用2001-2002年周年太湖全湖不同湖区湖泊光学及表层水样的实测资料,分析了太湖水体表层光学衰减系数与透明度、无机和有机颗粒物质及叶绿素a的相关关系,建立了表层水光学衰减系数与无机、有机颗粒物质及叶绿素a多元线性回归方程。结果表明,光学衰减系数与透明度的关系为：Kdg0.096 1.852/ST;表层水光学衰减系数与无机、有机颗粒物质及叶绿素a多元线性回归方程为：Kd=0.219 0.0768Ciss 0.214Cdet 0.006Cchl;光学衰减系数变化的主要影响因子是无机及有机颗粒物。     

南沙群岛海域水体漫衰减系数Kd(490)的特性研究

对南沙群岛海区水体Kd(490）的特性进行了深入分析和探讨,研究结果表明：Kd（490）的垂直分布与同步测量的海水叶绿素a浓度的垂直分布有很强的相关性;Kd（490）的垂直分布反映出该区域海水存在较强的分层现象,研究中还发现上行辐亮度漫衰减系数KL（490）与Kd（490）垂直变化趋势相当一致,但是以二者达到最大值的深度为界,上层水体的KL（490）值稍大于Kd(490）值,在这一深度以下则相反。     

基于机载LiDAR测深水体波形的漫衰减系数提取方法

漫衰减系数是一个重要的海洋光学参数,能够为水体环境变化、水质分析以及水产养殖等方面提供基础性数据。针对目前船载实地测量效率与分辨率低、卫星遥感反演精度与分辨率较低的局限性,本文提出一种基于机载LiDAR测深水体波形的漫衰减系数提取方法。该方法首先通过分层异构模型的机载LiDAR波形分解算法得到水体散射回波,利用激光在水体中的衰减特性,构建漫衰减系数提取模型,最终获取大面积水域漫衰减系数的空间分布。采用西沙甘泉岛与江苏连云港两个航次的实测数据对所提算法进行了验证,本算法无需每个测深点的水底底部回波强度和深度即可反演得到漫衰减系数,并且在浑浊水域也可取得较好的效果,表明在中国近海利用机载LiDAR测深系统能够有效获取高精度的漫衰减系数。     

卫星高度计海上定标场及定标方法研究进展

介绍了卫星高度计定标中海面高度和后向散射系数的定标方法。在后向散射系数的定标中介绍了利用有源定标器和微波辐射计定标两种方法。结合卫星高度计的特点,提出了海上定标场选取所需注意的问题,并介绍了目前比较成功的几个定标场及其定标结果,旨在为我国今后发射的卫星高度计绝对定标和定标场的选取提供依据。     

黄海、东海二类水体漫衰减系数与透明度反演模式研究

黄海、东海是典型的二类水体区域,总悬浮物含量高,水体光学特性复杂.利用2003年春秋季黄海、东海水色联合试验中获取的高质量现场实测数据,建立了由遥感反射比反演水体在490nm波段的漫衰减系数和海水透明度的统计反演模式.这两种模式皆采用490,555,670nm三个波段的组合,漫衰减系数的反演值和实测值的相关系数为0.96,平均相对误差为17.2%;透明度的反演值与实测值的相关系数为0.95,平均相对误差为16.8%.对两种反演模式对遥感反射比输入误差的敏感性进行了分析,结果表明反演模式对±5%的遥感反射比输入误差导致490nm波段的漫衰减系数反演误差最大为27.3%,透明度最大误差为22.7%,并利用2003年春秋季同一海区的实测数据对模型进行了检验,漫衰减系数的平均相对误差为25.0%,透明度的为16.5%.给出了412,443,510,520,555,565nm各波段的漫衰减系数同波段490nm的漫衰减系数之间的关系,结果表明,在400~600nm波段中的每一个波段的漫衰减系数与490nm波段的漫衰减系数的相关性较高,相关系数都超过了0.98.这样利用建立的各波段漫衰减系数关系模型可以从一个已知波段的漫衰减系数反演出其他任何波段的漫衰减系数,这就在水色反演和应用中大大减少了未知因子的个数.     

利用超声共振法测量声速和声衰减系数

本文介绍利用超声共振法测量声速和声衰减系数的原理及自来水和乙醇的测量结果。文中首次导出了超声共振腔的 Ｑ 值和声衰减系数的关系,为干涉仪法精确测量声衰减系数提供了理论依据,并介绍了一种实用的测量方法。     

HJ-1A星辐射定标及近海水体大气校正的精度验证

以应用HJ-1A星数据进行近海水体定量反演为目的,对HJ-1A星CCD的星上定标系数的精度进行验证,并基于Landsat-5TM数据对其进行交叉定标。在此基础上反演近海水体的反射率,将反演结果与实测水体反射率进行比较发现:对HJ-1A星CCD数据进行交叉定标能在一定程度上能提高近海水体反射率反演的精度。结果表明,HJ-1A星CCD影像的星上定标系数不够精确,在利用该数据进行近海水体的定量反演研究时,需要利用交叉定标对星上定标参数进行修正。     

XCTD定标方法研究

文章简要介绍了投弃式电导率、温度、深度剖面测量仪(XCTD)的定标原理,并对现行的两种定标方法—五点定标和三点定标方法进行了比较研究。指出:与五点定标相比,三点定标方法具有高效、快速的优点,更适于大批量生产的要求。     

长江口邻近海域冬季漫衰减系数及其遥感反演

利用2012年和2013年冬季长江口邻近海域的实测数据,分析了该区域漫衰减系数光谱特征,490nm波段向下漫衰减系数(Kd(490))的空间分布及影响因子,建立了该研究区域新的冬季漫衰减系数反演模型,并建立了研究区域内Kd(490)与有效光合辐射衰减系数(Kd(PAR))的关系。结果表明:长江口邻近区域Kd490值随着离岸距离的减小逐渐增大,最大值达到了1.8m-1,杭州湾邻近区域情况类似,舟山岛附近出现了Kd(490)的最大值2.8m-1。总悬浮物对Kd(490)的影响较大,悬浮物浓度与Kd(490)相关度大于0.86。黄色物质和叶绿素a对其影响较小,与Kd(490)相关度均小于0.25。本文建立了三波段遥感反射率与Kd(490)的反演模式:lg[Kd(490)]=a[Rrs(590)/Rrs(510)]+b[Rrs(670)/Rrs(510)],对比反演与实测结果显示:均方根误差为0.098m-1,平均相对误差为12.43%,决定系数为0.916;光合有效辐射衰减系数(Kd(PAR))与Kd(490)的关系:Kd(PAR)=0.495exp(0.8602Kd(490))-0.2217,对比反演与实测结果显示:均方根误差为0.102m-1,平均相对误差为14.62%,决定系数为0.927。     

水下光谱吸收衰减仪(ac-s)的使用与数据处理技术

水色遥感的半分析模式是建立在对海洋水体固有光学量的测量数据基础之上,这一数据测量主要用的仪器就是光谱吸收衰减仪(ac-s).根据2006年在东海开展夏季与冬季两个航次的调查情况,介绍了ac-s的软硬件安装、测试、定标技术.详述了仪器清洁、干燥、维护保养等基本方法,针对实测中的注意事项与出现的一些问题作了分析讨论,并介绍了实测结果的数据校正与分析方法,以期对应用这一仪器进行海上实测、深入研究中国近岸二类水体的性质以帮助.     

数字滤波技术在电磁海流计中的应用

鉴于数字信号处理技术的广泛应用,数字滤波技术的诸多优点,电磁测流方法的信号微弱性,介绍了数字滤波技术在电磁海流计中的应用实例,并给出了信号分析的相关图形。     

太湖水体浮游植物光谱吸收系数参数化模型研究

针对太湖水域特有藻种组成的浮游植物光谱吸收系数,利用实测数据对Ciotti光谱吸收系数模型进行改进和演化,得到新的基于藻类粒径组成(模型3)和种类组成(模型4)的太湖水体浮游植物光谱吸收系数模型。对模型进行比较发现,模型3和模型4能够较好地模拟太湖水体浮游植物的光谱吸收系数,分别适用于中、低和高叶绿素质量浓度的太湖水体浮游植物的光谱吸收系数的拟合。     

潍坊流速仪检定水槽升级技术改造

介绍了如何将一个设备简陋、技术性能较差、仅允许用于仪器维护部门的三级水槽,成功地改造成国家一级水槽的经验。介绍了潍坊水槽槽体、轨道改造方案及关键技术,重点阐述了流速仪检定车的设计和创新,对车速的准确度和重复性进行了计算分析,并与国内同类水槽的技术性能进行了对比分析。     

Absolute Calibration of the TOPEX/POSEIDON Altimeters using UK Tide Gauges, GPS, and Precise, Local Geoid-Differences

This article describes an "absolute" calibration of TOPEX/POSEIDON (T/P) altimeter bias using UK tide gauges equipped with Global Positioning System (GPS) receivers. The method is an extension of earlier work using the Newhaven tide gauge in the English Channel. However, the present analysis extends the research to a number of gauges around the UK and incorporates several improvements. The time-averaged TOPEX and POSEIDON biases are obtained with a precision of approximately 2 and 3 cm, respectively. The research complements work on bias determination by other groups in the T/P Science Working Team and can, in principle, be applied at other locations for which precise, local geoid-differences are available. The relatively sparse POSEIDON data set has been used as a test of our ability to perform an absolute calibration of upcoming Jason-1 altimetry as soon as possible after launch.     

Absolute Calibration of the TOPEX/POSEIDON Altimeters using UK Tide Gauges,GPS, and Precise,Local Geoid-Differences

This article describes an "absolute" calibration of TOPEX/POSEIDON (T/P) altimeter bias using UK tide gauges equipped with Global Positioning System (GPS) receivers. The method is an extension of earlier work using the Newhaven tide gauge in the English Channel. However, the present analysis extends the research to a number of gauges around the UK and incorporates several improvements. The time-averaged TOPEX and POSEIDON biases are obtained with a precision of approximately 2 and 3 cm, respectively. The research complements work on bias determination by other groups in the T/P Science Working Team and can, in principle, be applied at other locations for which precise, local geoid-differences are available. The relatively sparse POSEIDON data set has been used as a test of our ability to perform an absolute calibration of upcoming Jason-1 altimetry as soon as possible after launch.     

海洋仪器计量检定校准数据处理系统

随着海洋仪器在海洋调查、海洋监测、海洋科研等领域的广泛应用,开展海洋仪器的计量检定校准工作成为了国家海洋计量站最基本的业务工作之一。“海洋仪器计量检定校准数据处理系统”是专门为海洋仪器计量检定、校准数据的处理而设计的软件系统,文章详细介绍了该系统的结构和功能。     

拖缆式验潮仪结构设计和实现

以2003年完成定型生产并投入使用的新型号拖缆式验潮仪为例,简要介绍了设备的设计思想、实现方法和新特技术的应用,涉及到嵌入式计算机的选型、智能探头、汉字和图形人机界面、多路串行通讯、潮汐数据实时获取和系统在应用升级等设计细节。     

国内外CTD校准实验室及校准技术研究的现状和展望

本文在叙述ＣＴＤ剖面仪和传感器校准方法的基础上,介绍了当前国内外ＣＴＤ校准技术研究和校准设备的现状。提出了我国应加强ＣＴＤ传感器动态校准的研究,同时,应研制精度慢温盐水盐力罐,用于在实验室内研究建立ＣＴＤ传感器数学模型的方法。