SeaWiFS探测1997年闽南赤潮模型研究

在１９９７年秋季厦门附近海域微吓灌赤潮水体现场反射光谱测量的基础上,根据对ＳｅｓＷｉＦＳ可见光范围内各波段离水辐射率变化的分析,提出３、４、５波段离水辐射率差值（Ｌｗ５＋Ｌｗ３－２Ｌｗ４）〉Ｃ模型,用它计算了１９９７年１１月和１２月 潮时相的ＳｅａＷｉＦＳ图象,结果和赤潮发生的实际状况一致。     

我国海区SeaWiFS资料大气校正

利用光谱辐射传输理论，结合海上同步实测资料，开发出我国海区SeaWiFS资料大气校正模型。经卫星资料处理结果比对，本模型在一类水体，基本消除了412nm和443nm波段离水辐射率小于0的现象；在二类水体，利用临近一类水体的大气条件进行了有效的大气校正；同时建立了670nm,765nm,865nm波段的大气校正模型，这三个面适用于高浓度悬浮泥沙的信息提取。本模型用于处理我国海区的SeaWiFS资料比美国NASA模型更适合我国海区特定的大气和海洋环境，为SeaWiFS资料海洋水色信息提取和我国海洋一号（HY－1）及风云一号（FY－1C）卫星资料的大气校正研究提供了技术基础。     

一种实用的二类水体Sea WiFS资料大气校正方法

SeaWiFS是美国NASA于1997年8月发射的“海视宽视野传感器”(sea-viewing wide-field-of-viewsensor,简称SeaWiFS[1]),专门用于海洋水色遥感,代表了当今水色遥感的最高水平.SeaWiFS提供了8个波段的辐射值(412,443,490,510,555,670,765,865nm),1～6波段波带宽度为20nm,7和8波段波带宽度为40nm.     

基于子空间划分和耀斑抑制的赤潮高光谱高精度快速检测研究

高光谱数据波段多、数据量大,波段间存在信息冗余,影响了赤潮高光谱遥感检测速度。又由于海面太阳耀斑的存在,导致高光谱图像耀斑区的光谱反射远大于周边水体的离水辐亮度,严重影响了赤潮高光谱遥感检测精度。文中提出了互信息子空间划分结合最大信息熵的特征波段提取方法 ME,并与MP、CE和CP 3种方法进行对比分析,采用了3种滤波方法和6个滤波窗口进行耀斑抑制,探讨耀斑对赤潮高光谱遥感检测精度的影响。结果表明:提出的ME方法不仅具有良好的保谱性质,而且在保持原有赤潮检测精度的基础上,相较于原始全波段高光谱数据减少了近一半的检测时间;7×7滤波窗口的Median滤波方法对应的赤潮检测精度最高,达到了96.25%,相比未经滤波高光谱图像的检测精度提高了6.33%。因此,基于子空间划分的特征波段提取和耀斑抑制可实现赤潮高光谱高精度快速检测。     

海洋遥感数据缺值对EOF和REOF时空分布分析的影响

本文分别采用经验正交函数EOF和旋转经验正交函数REOF两种方法,对中国海(14°～40°N、105°～132°E)1998年1月～1999年8月之间SeaWiFS归一化离水辐射率Lwn(490nm)数据,进行时空分布分析研究.结果表明:在不同时间区段、不同空间范围,利用EOF和REOF分解得到的典型要素场时空分布存在较小差异,在时间、空间分布上较稳定.同时也说明,被云遮掩的部分遥感数据对EOF和REOF分析结果影响是很小的.     

光谱仪测量离水辐射率的处理方法

本文概述了利用光谱仪在水面之上进行水表光学特性测量的主要方法（水面之上测量法）,以及处理和计算离水辐射率、归一化离水辐射率及遥感反射率等水表光学特性参数的主要方法。对１９９８年在东海３个站点的测量数据进行了处理和分析,并与剖面法计算结果进行了比较。     

中高空间分辨率宽波段光学卫星传感器参数赤潮探测影响研究

中高空间分辨率宽波段光学卫星已成为赤潮监测的主要数据源,但与水色卫星传感器不同,中高空间分辨率卫星传感器主要面向陆地应用,其波段数量少、宽度大,由此对赤潮探测带来的影响尚待研究。为此,本文基于不同优势种赤潮实测高光谱数据、时空同步的GF-1 WFV2、GF-1 WFV3传感器影像、Sentinel-2A MSI传感器影像及GF-6 WFV传感器影像,探究了波段设置、光谱响应函数、信噪比及空间分辨率对赤潮探测的影响,并分析了红边波段赤潮探测优势。结果表明:波段设置对赤潮探测影响大,特别是红光波段和红边波段的中心波长和波段宽度;波段设置相同的情况下,赤潮探测精度受光谱响应函数的影响大,受信噪比的影响较小;空间分辨率对赤潮探测的影响较大,空间分辨率的提升有助于提高赤潮探测的精度。红边波段赤潮探测实验表明,较之红光波段,基于红边波段的赤潮探测具有明显的优势,平均F1-Score提高了11%。本文的研究结果一方面可为赤潮中高空间分辨率卫星探测的数据选取提供理论依据,另一方面可为中高空间分辨率卫星传感器的设计提供参考。     

光学仪器实验室绝对辐射定标及现场质量跟踪

为保证现场测量离水辐射率的精度，对现场测量光谱仪进行严格的实验室绝对辐射定标是必不可少的。另外，由于现场试验环境复杂，要在野外长期试验，需要随时监测仪器的工作状态是否稳定。文章以加拿大Satlantic公司的光学仪器航空模拟器（SAS－Ⅱ）为例业阐述实验室绝对辐射定标的方法，类似可推广至同类光学传感器的实验室绝对辐射定标；根据SeaWiFS质量监控器（SQM－Ⅱ）监测剖面仪／表面仪的变化来阐述现场质量跟踪的方法。     

海水层辐射校准技术研究

为提高光学资料的利用率，确保光学遥感信息的精确度，必须对卫星获得的资料进行辐射校准，本文着重阐述我们通过在我国典型海区实测获取与卫星同步的海面归一化离水辐射率，对实用的大气模型进行选择及参数修正的研究，对卫星遥感资料获得的海面离水辐射率进行校准，论文给出了研究的一些主要结果。     

离水辐射非朗伯特性的Monte Carlo模拟及分析

水体光场的非朗伯特性(二向性)是目前水色反演算法中的误差因素之一。随着新一代高精度水色遥感器的发射,原来的许多次要因素已变得不可忽略。为研究水体光场的非朗伯特性,首先建立了一个三维MonteCarlo海洋光学模型,并利用国际上提出的7个海洋光学标准问题中的4个对模型的正确性进行了检验;在此基础上,模拟了不同太阳天顶角、体成分等参数对离水辐射率的方向特性的影响。模拟结果表明,在一定的遥感器-太阳-像元几何条件下,同一水体的光场二向性带来的离水辐射率变化可能大于已有的业务化水色大气修正算法反演高水辐射率的误差。模拟结果对水色遥感中正确进行现场数据获取及遥感与地面数据比对有一定的意义。