NOAA的海洋遥感.pdfVIP

维普资讯 NOAA的海洋遥感 RichardSpinrad 美国国家海洋与大气管理局 (NOAA)下属的国家海洋服务处 (NOS)对遥感应用 有很长的历史，负责对海岸带和海洋环境进行实时监测。美国建议整合海洋观测系统， 以便保持其在海洋监测和研究领域中的领先地位。本文简述了该机构利用遥感方法在海 岸带及海洋监测和研究中的应用。 全国性海岸线调查 海岸边缘是陆地与海洋系统的分界，也是陆地人类活动对海水环境影响及海洋物理 过程对人类居住影响的焦点。清晰了解海岸线位置及其变化趋势，是海岸带可持续发展 的关键。另外全国性的海岸线是海洋区划，包括专属经济区分界的基线。NOS的主要 任务之一就是调查美国的海岸线分布，提供准确、可靠、不断更新的动态数据。这是一 个极其繁重的任务，包括长达近95，000英里不断变化的岸线。NOAA海图的岸线是 指平均高潮 (MHW)时的陆／水分界。 通常岸线是在数字摄影制图环境中，用航空摄影数据，经潮汐校正后提取的。尽管 该方法可靠性好，但耗时，且岸线的确定依赖于影像解释。N0S正在研究、设计新的 综合方法进行海岸调查。现代遥感技术，如激光雷达 (L )、干涉合成孔径雷达 (IfSAR)、超光谱 (imagingspectroscopy)和高分辨率卫星影像等，均可能应用于海洋 环境调查。正在进行的几个研究方法项目集中于如何利用这些技术提高海岸线划分的有 效性。 激光雷达，一种主动遥感技术，可应用于高精度海岸带地形测量。该技术在数据采 集方面有较大的优势，不象航空摄影受到太阳入射角的制约。而且一次采集的激光雷达 数据，可以根据多重潮汐基准，如平均低潮面 (MLLW)和平均高潮面，提取不同的 岸线矢量。 为支持这些新技术的启动，NOS正在开发高程基准转换工具 (VDatum)，使用户 可以将高程转换到通用的参照系。该方法有可能自动从高分辨率的激光雷达数据中直接 提取岸线。不论距基准点多远，均可准确确定潮汐基准，提供标准一致、可用数学推导 的岸线。 正在进行的研究项 目旨在通过遥感方法的融合，增强岸线填图能力。这些项 目包括 数字影像和超光谱与激光雷达的融合，提高岸线 自动提取及其属性分类的能力。 一 78 — 维普资讯 浅水区测深调查 NOS负责调查3．4多百万平方英里专属经济区和总共近111，450平方英里的近岸 水域。常规方法，如回声测深、多波束和旁测深纳，在浅水区作业不仅耗时，而且危 险。NOAA认为激光雷达对广泛而困难的近岸海区是可行的方法。 激光雷达已发展为近岸海域水文地理学研究行之有效、费用合理的方法。机载激光 雷达使用扫描、脉冲激光束穿透水体，对相对较清澈的浅水海域进行测深。在浅水近岸 环境，装备激光雷达的飞机在同样的时间内可以覆盖传统方法的10倍海域。 业已证实激光雷达在很清澈的水域可以穿透大于70m的水深。有时返回的深度会 受到水体清澈度的影响，正如高浊度影响激光束的穿透深度。其应用包括海岸水文地理 调查、船舶勘察前的普查和偏远地区的评价。 NOS考虑经济及效率等因素，激光雷达测深采用4m分辨率采集数据。尽管激光雷 达不能完全取代传统方法，因为这样的分辨率不足以识别所有障碍物，但对近岸海域的 海底地形调查中仍扮演关键角色。在美国西部、东北部及阿拉斯加一些崎岖的岩石海 岸，激光雷达是获取沿岸数据的唯一遥感方法，这些地区水体清澈。另一些地区，如阿 拉斯加和墨西哥湾，激光雷达可以测定大范围内由于地壳升降造成的海底深度变化。 NOAA看到激光雷达在这些海域进行测深具有特殊的价值，不仅省时省力，而且安全 可靠。 三、美国及太平洋区珊瑚礁调查 许多人专门到海岸带娱乐。珊瑚礁生态系统是最具生物多样性、最复杂和最美丽的 海洋环境之一。这种脆弱的生态环境很容易受到自然和人类活动的破坏。过度捕捞、径 流和极端天气事件都是珊瑚礁退化的原因。尽管珊瑚礁重要且脆弱，但经常缺乏详细的 珊瑚分布水深、位置及其类型等基础图件。随着环境的不断恶化，我国大量的珊瑚礁只 分布于夏威夷或太平洋一些偏远或人类不易达到的海域，这使得研究和保护更加困难。 N