第十一海洋遥感和浮标观测.pptxVIP

第十一章 海洋遥感和浮标观测 主要内容 遥感概论 海洋遥感的观测内容 浮标与潜标观测 习题 1 11.1 遥感概述 传统海洋观测方法不能得到大面积、同时观测 遥感手段弥补了此空白 2 一、什么是遥感? 遥感：Remote Sensing (遥远的感知) 20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术 定义：应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术 遥感系统： 被测目标 信息的获取 信息的传输与记录 信息的处理 信息的应用 3 二、海洋遥感发展历史 1. 航空海洋遥感 航空遥感直接用于海洋水文物理研究始于20世纪50年代 航空摄影 空投XBT测量海温垂直剖面 机载雷达 4 二、海洋遥感发展历史 2. 卫星海洋遥感 卫星遥感始于20世纪60年代 最早用于气象研究 20世纪70年代海洋学家从气象卫星数据中成功提取海面温度等信息，开启卫星海洋遥感 气象卫星、陆地卫星、海洋卫星均可用于海洋观测 1978年6月26日美国发射了世界上第一颗海洋卫星Seasat-1 5 二、海洋遥感发展历史 中国的海洋遥感卫星 海洋一号 2002年5月15日发射，设计寿命2年 配置海洋水色扫描仪和CCD成像仪 用于观测海水光学特征、叶绿素浓度、海表温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物和海洋污染物质，并兼顾观测海水、浅海地形、海流特征和海面上大气气溶胶等要素 6 二、海洋遥感发展历史 中国的海洋遥感卫星 海洋二号 2011年8月16日发射，设计寿命3年 海洋动力环境卫星 装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计等 主要用于探测海面风场、温度场、海面高度、浪场、流场等，以获取全球海洋风矢量场和表面风应力数据及全球高分辨率大洋环流、海洋大地水准面、重力场和极地冰盖数据 7 三、海洋遥感传感器 可见光传感器 被动遥感传感器 只能在晴朗无云的白天得到有效观测 分辨率高，可用于绘制海岸线，监视可见污染，估算水面悬浮物浓度等 红外传感器 被动遥感传感器 可观测海面温度 微波传感器 主动遥感传感器 可全天时、全天候工作 可获得全球海洋降雨率、海流、海浪、海表面风、海冰等信息 8 9 Seasat-1 太阳同步近极地近圆形 轨道 能覆盖全球95%的地区 五种传感器中的四种为 微波传感器 10 雨云7号Nimbus-7 太阳同步极地轨道 日本海洋观测卫星MOS1 太阳同步轨道 11 欧空局ERS-1/2 太阳同步极地轨道 加拿大雷达卫星RADARSAT-1/2 11.2 海洋遥感的观测内容 12 遥感观测层次 微波、红外遥感 观测海洋表面现象 遥感海表温度与传统观测海表温度区别? 可见光遥感 可观测海洋表面现象，如海洋污染等 也可观测海洋内部特征，如水色等 一、海表温度 海洋中应用最广泛的一种，反演算法已很成熟，形成业务化 无云海区：遥感的绝对准确度可达到1?C，相对准确度±0.5?C 主要遥感仪器：机载红外辐射计、海水温度扫描仪、海洋水色扫描仪、高分辨率辐射计、可见光、红外线扫描仪、微波辐射计等 13 由TERRA 卫星的中等分辨率成像光谱辐射计(MODIS)观测数据反演获得的全球海表面温度 15 AQUA/AMSR-E全球海表温度 二、海表盐度 观测原理 盐度能影响海水的介电常数，从而影响到海水的微波发射率 传感器：微波 工作波段：21 cm L波段 16 三、海面风场 观测原理 海面风导致海面粗糙度，影响微波后向散射信号强度 传感器：微波散射计(专用)、高度计、微波辐射计、合成孔径雷达 17 海区天气 传感器种类 资料情况 有云层或轻度降水 微波散射计 范围0~20 m/s；风速准确度±2 m/s，风向准确度±20?；空间分辨率25 km 微波辐射计 范围5~35 m/s；准确度±25% 18 QuikSCAT产品－全球风场 产品日期： 2009/10/20 升轨时间：当地时间06:00 降轨时间：当地时间18:00 19 20 四、海浪 主要为解决表面波场问题 观测原理 表面波浪对海面上小尺度波的调制 传感器： 高度计 有效波高，范围1~20 m，准确度±1 m 合成孔径雷达 通过海浪谱得到有效波高、传播方向 21 22 高度计接收的回波波形 回波前沿上升时间与有效波高相关, 斜率近似反比 波峰反射 波谷反射 23 Sun and Kawamura, 2009 C波段ERS SAR海浪参数反演 24 五、海流 观测表面流场 原理 运动流体的表面相对于水准面产生倾斜，倾斜坡度正比于流速－地转流 传感器： 雷达高度计 先测海面坡度再计算地转流速，准确度约±20 cm/s 25 26 高度计观测示意图 27 六、海表面高度异常 七、浅海测深 原理 可见光遥感：阳光穿透深度内