黄东海春季水体后向散射系数的经验模型研究

水体后向散射系数的反演模型研究是 II类水体生物 -光学算法开发的重要组成部分。通过对 2 0 0 3年 4月黄东海试验获得的水面之下遥感反射率 rrs (λ)和后向散射系数 bb (λ)的分析 ,以 bb (4 1 2 )为中间变量 ,根据水体后向散射系数的光谱特点 ,统计获得了 rrs (λ)反演的统计模型。从整体反演的效果可见 ,该模型在试验水域可使 73%的样品反演相对偏差控制在± 30 %之内 ,且多集中于± 1 0 %之内     

石油类污染水体后向散射特性分析——以辽宁省盘锦市双台子河和绕阳河为例

水体悬浮物对溶解在水中的油及乳化油有吸附作用,这种作用会叠加在颗粒物上,对水体的后向散射系数产生影响,而水体后向散射系数是水色遥感的重要参数之一,对建立遥感反演石油类污染浓度半分析模型起着关键性的作用。根据2008年5月在辽宁省盘锦市辽河油田境内双台子河和绕阳河现场测定的水样,对水体组分进行浓度分析,并分别利用分光光度计及后向散射系数测量仪测定水色三要素的吸收系数和水体后向散射系数。根据获取的数据,对石油类污染水体后向散射特性进行分析,分别建立了(1)石油类污染水体后向散射系数光谱模型;(2)石油类污染水体和非石油类污染水体后向散射系数与无机悬浮物浓度的关系模型。研究结果表明:(1)在建立的后向散射系数光谱模型中,幂函数指数平均值为0.87;(2)从相关系数分析来看,对后向散射系数起主要作用的是无机悬浮物浓度,其次是石油类物质浓度,而有机悬浮物浓度几乎没有影响;(3)对于无石油类污染水体,后向散射系数与无机悬浮物浓度为对数关系模型,而与有石油类污染水体更接近线性关系模型。     

基于SAR影像的干旱区冲/洪积扇地貌面定量分期研究−以河西走廊西部沙漠区的疏勒河洪积扇为例

河流作用形成的洪积扇和河流阶地可以提供过去构造活动、气候变化和地貌演变过程的有效记录;而准确划分洪积扇地貌面的期次是开展环境变化及构造活动定量研究的基础。已有研究往往利用L波段数据SAR后向散射系数值作为地貌粗糙度替代参数,进行地貌面定量分期,但并未考虑不同时间数据源对分期结果的影响。以疏勒河洪积扇为研究对象,通过分析多时相L波段SAR数据后验统计指标以及大气评估条件,确定最佳数据源,并运用最大似然分类法对后向散射强度值进行分类,以实现地貌面的定量分期。结果表明：使用分期后验统计指标作为选取最佳时像影像数据的标准,可以获得更好的分期结果;L波段HH单极化数据可得到较好的分期结果,与C波段数据相比,对于不同年龄地貌面的划分更具优势,且数据更易获取,具备自动化分期潜力;SAR影像质量以及分期结果与成像时大气条件密切相关,而与季节相关性不大,因此建议优先选择成像时地表含水量较低的影像,例如,高蒸发强度的夏季。文章提出的这套对遥感数据质量分析并进行地貌面分期的方法可用于完成干旱地区大尺度冲/洪积扇的快速定量分期,为构造和气候的研究提供有价值的信息。     

赤潮水体红光波段反射光谱的模拟及形成机理

赤潮水体红光波段反射光谱中"荧光峰"的红移现象一直备受研究者的广泛关注。本文基于前向辐射传输模型,通过2011年7月9日在大连湾海域实测的赤潮水体吸收系数和后向散射系数模拟了弹性散射作用下的反射光谱,发现在未考虑叶绿素荧光的情况下,红光波段仍存在显著的反射峰,且随叶绿素浓度的增加,反射峰出现红移现象;加入叶绿素荧光后,模拟光谱红光波段反射峰的位置与高度出现不同程度的改变,与实测光谱的更接近;对比模拟光谱与实测光谱可确定,红光波段的反射峰由吸收、后向散射以及叶绿素荧光共同控制,而文献中通常提到的"荧光峰"红移实由浮游藻类红光波段的强吸收作用导致,与叶绿素荧光无关,因此反射峰红移的说法更为合理。     

基于卫星测高后向散射系数的极区海冰分布特性研究

海冰对气候变化非常敏感,了解极地海冰分布范围和表面属性不仅对于极地环境非常重要,对全球温度趋势估计和建立全球气候模型非常关键。ENVISAT卫星可覆盖至南北纬81.4°,其携带的RA2雷达高度计为极地海冰研究提供了周期性的主动微波海冰探测途径。本文用ENVISAT雷达高度计探测的Ku波段后向散射系数对2011年南极和北极各月份的海冰覆盖特征（范围和海冰表面属性）进行了详细研究,利用海水和海冰的不同散射特征,设置后向散射系数阈值为13db可成功分离海冰和海水。除夏季外,雷达高度计和美国冰雪数据中心基于辐射计获取的极区海冰覆盖边界高度符合。因北极中央区域（81.4°N以北）没有轨迹覆盖,本文只估计了南极海冰的覆盖面积,夏季海冰的覆盖范围面积比辐射计探测结果偏大,这和雷达高度计对离散薄冰较强的观测能力关,在海冰密集分布的其他季节结果则有很好的符合,其中冬季面积平均差异为0.17 Mkm2。分析了南极和北极海冰的分布特征差异,和南极相比北极冬季海冰表面较粗糙干燥,而夏季海冰表面湿度较大。本文研究结果表明ENVISAT雷达高度计可准确的探测包括海冰覆盖和海冰表面属性变化在内的海冰季节性演变过程,可在海冰监测、极地科考等领域中发挥重要作用。     

联合Topex/Poseidon与Envisat高度计数据监测我国大陆地表覆盖变化

首次联合Topex/Poseidon(T/P)与Envisat高度计数据,提取了2002年5月至2005年5月期间两高度计Ku波段的后向散射系数,采用连续张力曲线样条格网化方法,有效地解决了数据稀疏区容易出现极值以及对数据密集区进行格网化时不平滑的问题,得到了格网时间序列数据,分析了T/P与Envisat两高度计后向散射系数的统计差异,进而讨论了我国陆地覆盖的空间分布特征,定性地研究了内蒙古高原、华北平原、东北平原、青藏高原、云贵高原、黄土高原、长江中下游平原的后向散射系数的成因机制及其随时间的演化规律,研究结果可为因自然灾害和环境变化而导致地表覆盖变化的监测提供决策支持。     

热带人工林SAR散射组成及对遥感估测叶面积指数的影响

基于RADARSAT SAR数据,利用MIMICS（ Michigan Microwave Canopy Scattering）模型模拟森林组分（冠层、树干层、地表）雷达后向散射,模拟研究表明在稀疏的人工林地区,地表层与森林冠层的直接散射是影响森林总的后向散射中最重要的两个因素。在同样的地表条件与森林环境假设下,阔叶林的模拟结果与影像的一致性要优于针叶林,针叶林由于受到地形起伏的影响,难以利用模型模拟森林的散射情况。同时,研究发现,利用森林郁闭度可以定量的表示森林冠层直接散射与总散射的相关关系,因而在一定的条件下得到冠层直接散射。最后,对该方法进行了简单的验证。、     

多次散射对向上漫射散射系数及漫射吸收系数影响的数值研究

在假定水体表面为镜面、水体中无内光源及非弹性散射的情况下、利用多次散射理论, 研究了在固定体散射函数的情况下, 不同的入射天顶角、单次散射反照率和散射系数对向上漫射散射系数, 上、下行漫射吸收系数的影响。结果表明: 在紧贴水表的下层, 向上漫射散射系数随入射辐射天顶角的增大而增大, 但不随单次散射反照率和散射系数的改变而改变; 当入射辐射为垂直入射时, 向上漫射散射系数的深度廓线随深度呈现单调增的趋势, 并逐步接近一个恒定状态; 随着入射天顶角的增大, 该单调现象发生了变化, 出现先增大后减小, 再逼进恒定状态, 且这个恒定值随单次反照率增大而增大。下行漫射吸收系数随着入射天顶角的增大, 其廓线由单调增加过渡到先增大后减小; 在散射系数和单次散射反照率相同的条件下, 不同入射天顶角的下行漫射吸收系数逐渐收敛于同一稳定的状态。且单次散射率越小, 这种收敛的速度越快, 达到恒定状态的深度也越浅。上行漫射吸收系数的主要特征基本与下行漫射吸收系数类似, 而且两个恒定值均大于属于固有光学参数的吸收系数, 其中向上漫射吸收系数最大。     

X波段VV极化地面杂波测量研究

对X波段，VV极化的外场地杂波试验进行了总结，包括测量系统，原理，测试内容，并提供了后向散射系数测量结果和分析，测量地形包括干草地，裸露土壤和绿麦地。     

基于散射分量系数的极化SAR数据分类

分析了传统的基于散射功率大小的极化SAR数据分类算法,提出了一种基于散射分量系数的改进算法,实现了全极化SAR数据的有效性分类。