海洋光学仪器整理.docxVIP

目录绪论： 人类与海洋2第一章?海洋水体的光学性质1.1?海洋光学中的一些光学性质31.2?海-气交界面的光学性质41.3?光在海水中的衰减51.4?海水中光的散射6第二章?水中能见度2.1?光辐射在海洋中的传播规律82.2?水中能见度102.3?图象在水中的传输112.4?卫星海洋遥感122.5?海色卫星遥感16第三章?水下摄影测量系统3.1?光学水下摄影发展历程193.2?水下电视203.3?井下电视成像技术233.4?井下光纤视频测井技术243.5?美国DHV公司井下视像系统27第四章?海洋激光雷达及其应用4.1?机载海洋激光雷达技术研究发展304.2?海洋激光雷达水深测量方法324.3?海洋激光雷达叶绿素浓度测量方法354.4?机载海洋荧光激光雷达海表面溢油监测系统设计384.5?海洋激光雷达测量海中悬移质44第五章?海洋光学浮标5.1?海洋光学浮标475.2?海洋光学浮标关键技术485.3?海洋光学浮标(MOBY)51第六章?经典海洋光学仪器6.1?水体吸收衰减系数测量仪536.2?光散射仪556.3?典型散射测量仪器586.4?多波段水下光谱辐射计60绪论： 人类与海洋地球71%的面积是海洋，因此可以称之为水球。现今大量的科学证据表明海洋是地球上早期生命的摇篮，而且海洋一直在地球的初级生产中起到了重要的作用。人类很早就开始认识利用海洋，考古证据说明了这点。生命起源：尽管目前对于最早的生命物质从何而来尚无定论，但是生物进化从海洋到陆地，由低级到高级这一发展主线却是不容置疑的。公元前5000-3000年的河姆渡遗址出土8支木桨，这是目前所知世界上最早的水上交通工具。遗址出土的大量鲨、鲸、裸顶鲷等海生鱼类骨骸，证明河姆渡先民已经把活动范围扩大到近海地区。海洋的初级生产力：据测算，海洋的初级生产力每年有6000亿吨，每年可为人类提供6亿吨可食用的高级生物，而目前全世界每年的渔获量约1.2亿吨，就为人类提供了22％的动物蛋白。海洋中的浮游植物通过光合作用，吸收了大量的二氧化碳，并为海洋中其他生物提供了食物来源。尽管相对于陆地海洋的初级生产量不大，但是它所起到的作用是巨大的。与其他学科的关系：1.海洋光学与物理海洋学的研究密切相关。测定海水的光学性质，为研究海流、上升流、海洋锋、水团、海洋细微结构等提供了另一种有效的手段；2.随机海面的光学研究，为遥测海浪方向谱建立了物理模型，并为现场测定海浪要素提供了快速而又有效的手段。3.海洋生物初级生产力的研究和调查，与海中辐照度的分布、海水辐射能密度分布、海中辐射能的贮存等有直接的关系，例如辐照度为海洋初级生产力方程的主要参数。探测海洋的光学遥感传感器的波段、视场角和动态范围等参数，都要根据海面光谱辐射的数据来确定。海洋光学与近代光学海洋辐射传递理论，是水色光学遥感方法的基础。海洋光学的发展目的与近代光学的发展密切相关：光电子学方法是海洋光学测量的主要手段；激光技术的发展，例如可调谐激光、水中新型蓝-绿激光、高时间分辨率激光技术等，已成为海水激光光谱研究的重要手段，是发展海洋探测激光雷达的技术基础。近代光学信息处理和信息传递理论，为海洋中光信息传递的研究及随机量的统计分析研究奠定了基础。研究内容和方法基础研究中包括实验和理论两方面。实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。可见光波段是能透入海中的电磁波的主要波段，其传播规律决定于海洋水体的散射和吸收等性质。各海区的光学性质和海洋水体的组分密切相关，因此海洋光学调查是研究区域海洋光学性质的主要手段。在理论研究方面，海洋辐射传递理论是海洋光学的主要理论基础，从辐射传递方程出发，主要运用随机模拟方法和蒙特卡罗法，建立各种辐射传递模型，包括分层结构海洋水体、均匀海洋水体、海洋－大气系统、窄光束水中传输等模型，再选择水质稳定的海区进行海中辐射场的精确测定，研究其变化规律。第一章?海洋水体的光学性质海水是一种相对透明的介质。海水的成分较复杂，它含有可溶有机物、悬移质、浮游生物等。这些物质对光有较强的吸收和散射。由于海水对光的多次散射，使海洋辐射传递的研究或光在海洋中传播规律的研究成为海洋光学基础研究的核心问题。海洋光学调查的主要目的就是调查海洋的光学性质或光在海中的传播规律，同时由海洋光学参数的测量获取各类海洋学参数，以便进行海洋光学的各种研究。早在19世纪初，就有人用透明度盘目测自然光在海中的铅直衰减。从19世纪末开始，海洋学家才比较注意研究海洋的光学性质，并结合海洋初级生产力的研究，用光电方法测量海洋的辐照度。到了20世纪30年代，瑞典等国的科学家设计制造了测定海水的线性衰减系数、体积散射系数和光辐射场分布的海洋光学仪器，进行了一系列现场测量。从第二次世界大战后到60年代中期，是海洋光学的发展时期：1947～1948年，瑞