完善海洋遥感理论 发展海洋遥感技术——评《星载合成孔径雷达海洋遥感导论》

正合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)作为一种主动式微波侧视成像雷达,具备全天时、全天候、高分辨率、宽刈幅成像的优势,是可见光、红外传感器及其他微波传感器所不具备的。自美国于1978年发射第一颗海洋遥感卫星SEASAT以来,SAR海洋遥感理论、SAR海洋遥感探测技术与应用研究始终是海洋学研究的热点问题之一。20世纪90年代,航天飞机成像雷达以及X波段SAR(SIR-C/X-SAR)运行之后,多波段、多极化、多入射角和多观测模式成为SAR海洋遥感研究的主流发展方向。SAR遥感图像     

海洋动力过程光学遥感探测示例--水面舰船航速探测

初步探讨了光学遥感应用于海洋动力过程探测的可能性以及水动力学调制对海洋动力过程光学遥感成像的影响.阐明了Kelvin尾迹的横波在光学遥感影像中成像的原理,并利用深水环境下波速与波长的关系探测了IKONOS影像和航天飞机照片中船只的航速.     

高光谱遥感技术的发展与应用

高光谱遥感图像由于其高光谱分辨率的特点正在受到国内外的广泛关注。主要介绍了国内外有关成像光谱技术的发展过程，包括成像光谱仪的发展历程，高光谱数据处理技术的发展现状，对高光谱遥感技术在海洋遥感、地质勘探、军事等领域的应用，做了较为详细的介绍。最后对高光谱遥感的发展趋势作了展望。     

星载SAR近岸海上风能遥感研究进展

星载SAR已成为近岸海上风能资源研究的新技术手段之一。本文回顾了SAR近岸海上风能遥感研究进展,特别是国内外星载SAR近岸海上风能遥感探测技术研究、遥感应用研究以及SAR风机尾流遥感探测研究的发展。同时针对星载SAR近岸海上风能遥感研究目前存在的问题和今后有待研究的方向进行了探讨。     

海面溢油紫外推扫相机航空遥感监测校飞结果分析

海面溢油是最常见的海洋污染物之一,对这类污染进行遥感监测并做出早期快速预报十分重要。研制并验证一种新型的紫外航空遥感推扫成像的方法:在2008年紫外氮化镓(GaN)基512元线列阵探测器关键技术获得突破的基础上,于2009年研制成功一台推扫成像的紫外原理样机(包含2个可见光波段),紫外波段的瞬时视场角500μrad,视场角15°,在一个标准太阳常数下信噪比不小于2 500。在黄海日照近岸海域完成的航空校飞表明,海面溢油目标的紫外推扫图像清晰可辨,达到相机预期设计的全部技术指标,成功验证紫外GaN基线列探测推扫成像技术的可行性;还表明高探测灵敏度的紫外推扫成像技术能够适用于监测海面溢油的薄油膜污染,为未来航空甚至空间平台条件下监测海洋以及内陆水体的溢油污染提供一种新型的光学遥感探测手段。     

海洋溢油遥感探测技术现状及预见

海洋溢油作为当今海洋污染最严重的问题之一,早已引起我国政府及各相关职能机构的高度重视。多年来,国内外都在积极探索研究溢油污染精细探测方法,遥感溢油探测技术是其中的研究热点之一。文章从海面油、沉潜油两种溢油类型总结了国内外遥感溢油探测技术的现状及面临的主要问题。海面油的技术发展较全面,但仍受多项技术困难制约;沉潜油的探测已列入重点计划,但离业务化应用仍有较大差距;并就未来在海洋溢油遥感探测技术方面的发展趋势作出了展望。     

海岸带高光谱影像分类技术研究

以海岸带地物分类研究为重要对象,针对传统海岸带区域地物及海水等目标分类技术的局限性,通过分析海岸带地物的光谱特征以及在高光谱数据中的表征,研究高光谱成像技术在海岸带遥感应用中的有效性。实验结果表明相对传统的遥感影像分类技术,高光谱海岸带分类显得更为精细,也展示了高光谱技术在海洋遥感中的巨大应用前景?     

多光谱遥感水深反演及其水下碍航物探测技术

针对采用传统海洋测量手段难以获取危险及争议海区的水深和水下碍航物信息,提出了基于卫星遥感进行水深反演和水下碍航物探测的新思路。探讨了多光谱遥感水深反演的数据预处理方法、遥感水深反演模型的构建及水下碍航物遥感探测方法,并开展了相应的实验验证。实验表明,采用卫星遥感手段可以快速地获取测量船只不易到达海区的水深和水下碍航物信息,研究成果对海洋测绘技术的发展具有一定的指导意义和应用价值。     

基于多波束测深系统的水下成像技术

为实现多波束测深系统的一体化探测功能,研究分析了利用快拍法进行多波束水下成像的基本原理,并考虑实际中的水声环境和多波束测深系统自身的复杂性,对用于成像的位置数据和散射强度数据进行了修正,湖上试验数据的处理结果表明了该方法对水中目标的探测能力,验证了其工程应用的可行性。     

合成孔径声纳技术以及在海底探测中的应用研究

合成孔径声纳技术逐渐成为海底探测领域的热门研究方向,其在地貌成像、沉底和掩埋小目标成像、海底管道探测等方面的应用均取得重要进展。文中系统阐述了合成孔径声纳技术的工作原理和研究现状,重点介绍了双频双侧合成孔径声纳的技术优势。结合海底管线探查案例,详细分析了该设备的应用情况,并与浅地层剖面仪实际获取的图像进行了对比,验证了双频合成孔径声纳在海底探测中的适应性和探测能力,最后对该技术的研究与应用方向进行了展望。     

变差函数及其在多波段机载成像光谱仪数据处理中的应用

遥感的空间信息反映一定范围内象元在空间上的关系，对成像光谱仪遥感数据而言，空间结构变代表一个局部区域中各象元之间光谱辐射能量的关联状态，在图像上反映为灰度变化，利用空间信息来开拓图像分析技术可获得遥感目标很高的正确识别率，变差函数是联系遥感目标和图像中空间变化特征的有用工具，实验变差函数的计算结果表明遥感目标种类与变差图之间的定量化空间关系，可以在成像光谱图像处理中发挥作用。     

基于无人机载多光谱相机的海面溢油分类方法研究

海洋溢油事故发生后,及时准确地探测油污分布情况极为重要.无人机载多光谱探测海面油膜是高效的溢油监测手段之一,它能弥补卫星遥感的滞后性、精度低等不足,具有灵活性高、实时性强等优点.本研究研制了无人机载多光谱油污探测系统并进行了水面油膜机载探测实验,分别利用最大似然法、最小距离法以及光谱角填图法对成像结果进行分类,并将3种...     

海洋高光谱遥感研究进展

海洋遥感是２０世纪后期海洋科学取得重大进展的关键技术之一。所谓海洋遥感就是利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理 ,从各种平台观测和研究海洋的一项技术［１］。海洋遥感具有观测周期短 ,时间频率高的优势 ,可实现大面积、实时、同步、连续而密集的海洋探测 ,较好地适应了海洋各种现象和过程的特点。随着光电子技术和计算机技术水平的提高 ,遥感传感器的技术性能不断提高。高光谱遥感(Ｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇ)是当前遥感技术的前沿领域 ,它是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获得有关数据 ［…     

光滑表面内孤立波光学遥感图像的实验研究

基于光学遥感图像的内孤立波参数反演是一项重要的工作。本文在实验室条件下提出一种新方法用于模拟光滑表面情况下内孤立波的光学遥感成像。基于二维内波水槽、LED平板面光源和CCD相机搭建仿真光学遥感系统探测内孤立波。水平表面的光学遥感图像和垂向内孤立波传播图像被同时探测,旨在探讨在光滑表面下,光学遥感与内孤立波的响应。结果表明,内孤立波传播经过时,CCD1相机获得暗纹,暗纹的特性随光源入射角的变化而变化。光学遥感特征参数和垂向波要素相对应。实验还显示光学遥感图像的暗纹宽度与内孤立波的半波宽度在不同内孤立波振幅下呈现正相关关系。该系统有着现象清晰,重复性高的优点,为定量研究光学遥感成像机理提供科学依据。     

应用极化合成孔径雷达检测海上溢油研究进展

海上溢油给海洋生态环境带来严重的影响,快速准确地探测溢油对于防灾减灾具有重要的意义。利用卫星遥感探测溢油已成为目前主要的检测手段,大多采用合成孔径雷达(SAR)数据,运用图像处理的方法,开展了多种溢油提取算法的研究,取得了较好的结果,但由于海洋的类溢油现象存在,造成提取信息的精度达不到要求。近年来,国内外运用极化SAR数据开展溢油信息提取研究,从极化分解与相位差等角度对溢油特性分析,能有效地区分一些类溢油现象,得到了较理想的结果。分析了应用SAR数据开展溢油信息提取的研究状况,总结了溢油极化SAR探测的研究,指出了目前研究中存在的不足,并提出了今后溢油极化SAR遥感监测的方向。     

水下主动电场面形阵列布置及成像方法研究

随着人们对海洋资源的不断开发,水下探测技术的所需要求越来越高,为了综合解决水下黑暗复杂环境快速探测成像需求及装置安装便捷性问题,对一种水下主动电场探测阵列布置及其成像方法进行了研究。主要依据水下主动电场定位探测原理,仿照弱电鱼探测活动进行阵列布置,通过搭载发射电极与接收电极阵列模仿弱电鱼电场发射器官与电场接收器官实现目标探测。使用 FFT 处理信号得到各接收电极的幅值, 通过差分得到水下阵列接收信号的强度变化,再运用插值算法画出阵列强度图从而对目标物体进行二维成像。 实验对不同形状的金属物体进行探测并成像,验证了方法的可行性与有效性。     

河口水环境遥感监测研究进展——以赤潮和溢油为例

从河口地区对赤潮和溢油的监测需求出发,阐述了利用遥感技术监测赤潮和溢油等问题的有效性和优越性。回顾了河口地区赤潮和溢油遥感监测的发展历程、探测机理和影响因素,并探讨了历史上不同卫星传感器对赤潮和溢油监测的优势和不足。通过对最新研究成果的总结,讨论了水环境遥感监测存在的问题,并对未来水环境遥感平台发展趋势和新的研究方向进行了展望。     

世界首颗静止轨道海洋水色卫星应用研究进展

海洋环境参数和赤潮、绿潮等海洋灾害在一天之内会有明显的变化,需要高频率的观测才能满足监测的需求,极轨水色卫星观测频率低,而静止轨道水色卫星在观测频率方面具有绝对优势。2010年韩国发射了世界上第一颗静止轨道海洋水色卫星GOCI(Geostationary Ocean Color Imager),使小时级时间分辨率的水色遥感成为现实,各国科学家围绕该数据迅速开展了大量研究工作。本文首先介绍了GOCI遥感器的主要参数信息及其数据处理软件,然后综述了GOCI自问世至2016年的主要研究进展,涉及卫星数据处理、产品质量评价、海洋环境探测、海洋灾害监测、海洋动力过程探测、大气探测等方面,以期对我国水色遥感特别是静止轨道水色遥感应用研究提供参考。     

高光谱遥感技术在海洋研究的应用及展望

在分析高光谱遥感特点的基础上,从其在海洋应用的基础研究和在海洋与海岸带资源环境监测研究2个方面,论述了高光谱遥感在海水叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、污染物和表层水温、海冰、海岸带探测的应用和研究进展,最后本文提出了高光谱遥感在海洋研究中着重发展的几个问题:(1)建设海洋及海岸带要素的地物光谱数据库;(2)开展海洋遥感信息系统建设;(3)开展基于高光谱遥感数据的海洋系统光学特性提取模型的研究;(4)开展基于高光谱遥感数据的海陆系统交互作用的环境效应研究.     

浅海水深光学遥感研究进展

通过分析1978年至今水深光学遥感的国内外主要研究成果,从被动光学遥感、主动光学遥感、遥感融合探测三个方面,对光学遥感浅海水深反演方法进行了系统性总结,对比分析了水深反演方法的优势和不足,探讨了存在的技术问题,并展望了浅海水深光学遥感技术的发展趋势。总结得到:主动光学遥感的水深探测精度最高,在0~15m浅海水深段,激光雷达遥感探测误差在厘米级,但仅限于机载平台;遥感融合探测方法精度次之,水深反演精度一般可比单源单时相提高10多个百分点;被动光学遥感中的高光谱水深反演精度一般要高于多光谱,平均相对误差可低至15%。被动光学遥感水深反演精度相对较低,但是数据源丰富、覆盖范围广、时效性强、水深反演模型较丰富,是目前浅海水深遥感反演的主要方法。主动光学遥感由于机动性强、测深精度较高,逐步成为应用和研究的热点,但是受空管以及飞机平台的航程限制,个别敏感区域飞机也不能到达。水深遥感融合探测可以充分地利用已有遥感影像资源,有效地挖掘多源、多时相信息,有助于提高水深遥感反演精度,但是多源遥感影像融合时会存在空间尺度问题,多时相反演融合中也会有底质及水下地形变化等因素对水深反演精度的影响。