第五章 海洋水色遥感 - 海洋遥感PPT
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海洋水色遥感 海洋遥感PPT课件
2021/6/17
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5.4 海洋水色要素浓度反演
（1）叶绿素浓度反演
a.代数法（基于模型的解析算法）
浮游植物色素浓度C的反演：
利用吸收系数：
a( ) aw ( ) f1 ( ) exp( f 2 ( )) C
利用衰减系数：
b( 500 nm) 0.3C 0.62
4.海洋水色遥感的几个基本概念
a. 海洋水体分类
根据Morel等提出的双向分类法，可分为：
- Ⅰ类水体：光学特性主要由浮游植物及其分解物决定；
- Ⅱ类水体：光学特性除了与浮游植物及其分解物有关外，
还由悬浮物、黄色物质决定，其水色由水体的各成分以非
线性方式来影响。
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5.1 概述
综合以上诸式可得：
※遥感反射率：
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r
E d ( ,0 )
Eu ( ,0 ) Q Lu ( ,0 )
Lw
L
(
,
0
)
u
Eu ( ,0 )
R
ti REd ( ,0 ) ti (1 ) R
Lw ( , v )
E0 ( ) cos st ( , s )
常用的经验关系：蓝绿比值经验算法
C A(
Lw (i ) B
)
Lw ( j )
log C log A B log(
Lw (i )
)
Lw ( j )
利用水体随着叶绿素浓度的增大，离水辐射度光谱峰从
蓝波段向绿波段偏移的机理而提出蓝绿比值经验算法。
海洋遥感技术PPT课件
• 例如，微波具有穿透云层、冰层和植被的能力；红 外线则能探测地表温度的变化等。因而遥感使人们对地 球的监测和对地物的观测达到多方位和全天候。
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3.获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点
• 遥感通常为瞬时成像，可获得同一瞬间大面积区域 的景观实况，现实性好；而且可通过不同时相取得的资 料及像片进行对比、分析和研究地物动态变化的情况 （版图3），为环境监测以及研究分析地物发展演化规 律提供了基础。
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（三）遥感信息处理 • 遥感信息处理是指通过各种技术手段对遥感探测所获得的信息
进行的各种处理。 • 例如，为了消除探测中各种干扰和影响，使其信息更准确可靠
而进行的各种校正（辐射校正、几何校正等）处理，为了使所 获遥感图像更清晰，以便于识别和判读，提取信息而进行的各 种增强处理等。为了确保遥感信息应用时的质量和精度，以及 为了充分发挥遥感信息的应用潜力，遥感信息处理是必不可少 的。
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• 世界海洋卫星包括三大类： • 海洋水色卫星、 • 海洋地形卫星 • 海洋环境卫星。
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• 海洋水色卫星是通过星上装载的遥感设备对海洋水色要素进行探测，为海 洋生物资源开发利用、海洋污染监测与防治、海岸带资源开发和海洋科学 研究等提供科学依据和基础数据。
• 最具代表性的海洋水色卫星是1997年8月1日美国宇航局成功发射的专用 海洋水色卫星“海星”，它标志着因水色遥感器“沿海水色扫描仪”在 1986年停止运转而中断了10年的全球海洋水色遥感数据又得以继续，而 且可以得到质量更高的海洋水色资料。
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• 遥感通常是指通过某种传感器装置，在不与被研究对象直接接 触的情况下，获取其特征信息（一般是电磁波的反射辐射和发 射辐射），并对这些信息进行 提取、加工、表达和应用的一门 科学和技术。
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3.获取信息快，更新周期短，具有动态监测特点
• 遥感通常为瞬时成像，可获得同一瞬间大面积区域 的景观实况，现实性好；而且可通过不同时相取得的资 料及像片进行对比、分析和研究地物动态变化的情况 （版图3），为环境监测以及研究分析地物发展演化规 律提供了基础。
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（三）遥感信息处理 • 遥感信息处理是指通过各种技术手段对遥感探测所获得的信息
进行的各种处理。 • 例如，为了消除探测中各种干扰和影响，使其信息更准确可靠
而进行的各种校正（辐射校正、几何校正等）处理，为了使所 获遥感图像更清晰，以便于识别和判读，提取信息而进行的各 种增强处理等。为了确保遥感信息应用时的质量和精度，以及 为了充分发挥遥感信息的应用潜力，遥感信息处理是必不可少 的。
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• 世界海洋卫星包括三大类： • 海洋水色卫星、 • 海洋地形卫星 • 海洋环境卫星。
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• 海洋水色卫星是通过星上装载的遥感设备对海洋水色要素进行探测，为海 洋生物资源开发利用、海洋污染监测与防治、海岸带资源开发和海洋科学 研究等提供科学依据和基础数据。
• 最具代表性的海洋水色卫星是1997年8月1日美国宇航局成功发射的专用 海洋水色卫星“海星”，它标志着因水色遥感器“沿海水色扫描仪”在 1986年停止运转而中断了10年的全球海洋水色遥感数据又得以继续，而 且可以得到质量更高的海洋水色资料。
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• 遥感通常是指通过某种传感器装置，在不与被研究对象直接接 触的情况下，获取其特征信息（一般是电磁波的反射辐射和发 射辐射），并对这些信息进行 提取、加工、表达和应用的一门 科学和技术。
海洋遥感ppt05 海洋遥感的微波基础
5.1 微波遥感的天线
Satellite Oceanic Remote Sensing
5.1 微波遥感的天线
Satellite Oceanic Remote Sensing
5.1 微波遥感的天线
Satellite Oceanic Remote Sensing
抛物面天线结构图
5.1 微波遥感的天线
可得到如下形式的雷达方程 ΦR /ΦT = σG0A/(4π)2R04
该式表明雷达天线接收功率和发射功率的比与斜距的四次方 成反比，因此雷达系统必须具备功率强大的发射机以及灵敏 的接收机。
为从上式中去除天线孔径A，根据增益为G0= 4πA/λ2，上 式可改写为
ΦR /ΦT = σ [G02 λ2/(4π)3R04] 因此，雷达散射截面σ可为
Satellite Oceanic Remote Sensing
5.1 天线的特性
常用的卫星雷达天线
1. 高度计是天底指向、抛物天线及圆形视场。其天线的半 功率波束宽度为 HPBW ～ λ / D
2. 侧视的抛物天线其视场为椭圆形。 3. 矩形的侧视雷达天线其长轴与飞行方向平行。这种天线
结构主要应用于合成孔径雷达SAR。矩形天线在垂直轨 道方向产生宽波束，而在沿轨道方向产生窄波束。 4. 以散射计为代表的高纵横比棒装天线，这种类型的天线 能够产生长而窄的视场，并且视场的长轴与天线的长度 方向垂直，而短轴与天线的宽度方向垂直。
σ = [ΦR /ΦT] [(4π)3R04 / G02λ2]
Satellite Oceanic Remote Sensing
5.2 雷达方程和散射截面
当天线用于观测海洋时，天线的半功率视场AFOV包含面积 比较大的散射和反射表面。如果在整个视场内，海洋的空 间特性是均匀的，则σ与AFOV是线性成正比。
海洋水色遥感
ISSN100922722 CN3721118/P海洋地质动态Marine Geology Letters第25卷第10期Vol25No10文章编号:100922722(2009)1020036206地质构造三维可视化系统设计与实现陈 军1,2,权文婷3,周冠华3,温珍河1,2(1国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室;2青岛海洋地质研究所,青岛266071;3北京师范大学资源学院,北京100875)摘 要:地质构造三维可视化是地质勘探数据处理的重要环节,是正确认识地质构造的重要手段,从而为油藏模拟提供科学的依据。
在与Arcengine技术的支持下,结合地质构造数据特征及其应用要求,设计实现了地质构造三维分析与可视化系统。
试验结果提供了从整体到局部的多角度显示手段与几种常用的数据挖掘方法,从而有助于研究人员准确快速掌握地质构造信息,为进一步的地质研究提供科学依据。
关键词:地质构造;三维可视化;数据挖掘中图分类号:P618.02 文献标识码:A 地质对象相比于地理对象而言,具有平面分布、Z值变化连续、内部信息不完全(或者称地质对象是灰色的)和数据采集代价大等特点[1]。
长期以来,地质工作者习惯于用二维地图产品来抽象形成大脑中的三维地物,这给许多地学专家进行地学分析带来极大不便,单靠二维信息无法较好地描述地质体的三维结构。
为此,多年来地质工作者一直关注地质体三维可视化及建模技术[2]:1992年国际勘探地球物理学家协会和欧洲勘探地球物理学家协会成立了Seg/Eaeg3D建模委员会,开展了3D建模工程;1997年在巴塞罗那召开的国际数学地质会议上,Graeme和Bonham等强调地质材料收稿日期:2009207202基金项目:国家地质大调查专项“我国海域1∶100万地质地球物理系列图”(1212010511302);十一五国家科技支撑项目(2008BAC34B03)作者简介:陈 军(1982—),男,实习研究员,从事地理信息系统与遥感研究.E2mail:chenjun820711@ 3D可视化的重要性[3]。
海洋遥感概述
NASA使用MODIS在2000年11月对全球海洋叶绿素浓度（mg/m3）分布的观测
图中红色代表高浓度，绿色代表中等浓度，蓝色代表 低浓度。图中显示了蓝色的热带海洋只有很低的叶绿 素浓度，故被称为“海中沙漠”。
赤潮监测
利用HY-1A卫星资料进行海洋赤潮监测是HY-1A卫星的重要任务之一，通 过对海洋赤潮的监测，展示HY-1A卫星在海洋环境监测中的应用能力，为 我国海洋防灾减灾服务。对2002年6月15日、9月3日发生在渤海、华东 沿海和黄海赤潮进行监测，得到赤潮发生的地理位置和区域大小数据， 为海洋环境保护管理提供了科学依据。
对于海洋研究的重要性
• 海洋观测难度大，因此更依赖于卫星 遥感观测 • 在全球气候变化、大洋环流、赤潮监 测等多个领域具有重要作用 • 发展前景看好，对于考研以及今后的 个人发展具有重要意义。
我国的海洋遥感
• 2002年5月15日，中国第一颗海洋卫星 （“海洋一号A”）在太原卫星发射中心由 长征火箭发射升空，结束了中国没有海洋 卫星的历史。 • 2007年4月11日，装备更为精良的“海洋一 号B”卫星，由长征二号丙运载火箭在太原 卫星发射中心成功发射升空。 • 2011年8月16日，中国在太原卫星发射中心 用“长征四号乙”运载火箭，将中国第一 颗海洋动力环境监测卫星“海洋二号”成 功送入太空。
资源开发：二十一世纪是海洋的世纪，海洋蕴藏着巨大的资源与能源，
人类早已经认识到占地球表面70.8％的海洋对人类的作用和重要性。开发利 用海洋资源，日益成为国际竞争的重要领域。
人们预测，二十一世纪人类社会的经济发展将更加依赖海洋实际价值的利 用，海洋经济将会以更高的速度发展，人类在充分开发利用海洋的同时，更 加重视海洋资源和环境的保护以求持续发展，这是海洋事业发展的总趋势。
《水体和海洋遥感》课件
详细描述
遥感技术能够监测到水体中微小的污染物，并且能够通过 多光谱、高光谱等手段对污染物进行定性和定量分析，提 高污染治理的效率和效果。
海洋环境监测
总结词
利用遥感技术监测海洋环境状况，为海洋生态保 护提供数据支持。
总结词
遥感技术能够快速获取大面积的海洋环境数据， 并且能够实时监测海洋环境的变化情况，为海洋 灾害预警和应对提供支持。
水体的遥感信息提取方法
遥感图像处理
通过遥感图像处理技术，如辐 射定标、大气校正等，提取出 水体的信息。
水体参数反演
利用遥感数据和反演算法，计 算出水体的各种参数，如水深 、流速、叶绿素浓度等。
水体动态监测
通过比较不同时间段的遥感数 据，监测水体的变化情况，如 洪水、赤潮等。
03
海洋遥感基础
海洋环境的复杂性
输入 标题
详细描述
通过遥感卫星和无人机搭载的红外、多光谱等设备， 获取水下鱼群分布、数量等信息，分析渔业资源的状 况和变化趋势，为渔业管理提供科学依据。
总结词
总结词
遥感技术能够监测到鱼群的数量和分布情况，并且能 够通过多种手段对渔业生产和管理进行优化和调整，
提高渔业生产效益和管理水平。
详细描述
遥感技术能够快速获取大面积的渔业资源数据，并且 能够实时监测鱼群的变化情况，为渔业生产和管理提 供支持。
随着人工智能和机器学习技术的发展，遥感数据 处理算法将不断优化，提高数据处理的速度和准 确性。
遥感数据的应用拓展
生态环境监测
01
遥感数据将更广泛地应用于生态环境监测，包括水体污染、生
态变化、气候变化等领域。
灾害预警与应对
02
利用遥感数据，可以更快速、准确地监测和预警自然灾害，提
遥感技术能够监测到水体中微小的污染物，并且能够通过 多光谱、高光谱等手段对污染物进行定性和定量分析，提 高污染治理的效率和效果。
海洋环境监测
总结词
利用遥感技术监测海洋环境状况，为海洋生态保 护提供数据支持。
总结词
遥感技术能够快速获取大面积的海洋环境数据， 并且能够实时监测海洋环境的变化情况，为海洋 灾害预警和应对提供支持。
水体的遥感信息提取方法
遥感图像处理
通过遥感图像处理技术，如辐 射定标、大气校正等，提取出 水体的信息。
水体参数反演
利用遥感数据和反演算法，计 算出水体的各种参数，如水深 、流速、叶绿素浓度等。
水体动态监测
通过比较不同时间段的遥感数 据，监测水体的变化情况，如 洪水、赤潮等。
03
海洋遥感基础
海洋环境的复杂性
输入 标题
详细描述
通过遥感卫星和无人机搭载的红外、多光谱等设备， 获取水下鱼群分布、数量等信息，分析渔业资源的状 况和变化趋势，为渔业管理提供科学依据。
总结词
总结词
遥感技术能够监测到鱼群的数量和分布情况，并且能 够通过多种手段对渔业生产和管理进行优化和调整，
提高渔业生产效益和管理水平。
详细描述
遥感技术能够快速获取大面积的渔业资源数据，并且 能够实时监测鱼群的变化情况，为渔业生产和管理提 供支持。
随着人工智能和机器学习技术的发展，遥感数据 处理算法将不断优化，提高数据处理的速度和准 确性。
遥感数据的应用拓展
生态环境监测
01
遥感数据将更广泛地应用于生态环境监测，包括水体污染、生
态变化、气候变化等领域。
灾害预警与应对
02
利用遥感数据，可以更快速、准确地监测和预警自然灾害，提
海洋科学认知—海洋遥感
大连海洋大学海洋环境工程学院 李微
大连海洋大学海洋环境工程学院 李微
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气象数据监测
大连海洋大学海洋环境工程学院 李微
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欧洲航天局Envisat卫星于4月22日拍到这张 墨西哥湾海面漂浮泄漏原油的照片，如图所示， 黑色的原油带距离路易斯安那州并不远。
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4月25日，浮油面积扩大并发出微光
(MODIS)
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在这张摄于4月28日的航空照片上，墨西哥 湾海面某处形成一条“原油河”。
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海洋表面现象监测
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其他应用实例介绍
大连海洋大学海洋环境工程学院 李微
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舌状Байду номын сангаас角洲 人工截
流
黄河三角洲在上世纪六七十年代发现了丰厚的油 气资源，成为了我国第二大石油基地—胜利油田。 但是油田的勘探开发也随之带来周边沙环咀境的变化， 我们利用3S技术对黄河三角洲河口进行动态监测与 预报。
➢遥感概述 ➢海洋遥感概述 ➢海洋卫星 ➢应用实例
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海洋遥感的应用
➢ 海洋渔业方面 ➢ 海洋水色环境监测 ➢ 海表温度监测 ➢ 海洋灾害监测与预报 ➢ 气象数据监测 ➢ 海洋表面现象监测
遥感 完整版课件PPT
Leabharlann 遥感技术及其应用遥感应用
(1)资源普查 (2)环境灾害监测 灾害监测——旱情、水灾、滑坡、虫害, 森林火灾、泥石流、地震、农林病等，有利 于防灾减灾。
阅读
遥感与洪涝灾害监测
1998年5月21日14点
1998年8月22日15点
洞庭湖地区气象卫星水情监测
活动
比较三幅图像，说一说，遥感 影像可以帮助我们分析哪些问题?
遥感技术及其应用
遥感技术系统
(1) 组成 传感器——是远距 离感测地物环境辐 射或反射电磁波的 仪器，如照相机、 扫描仪等。
遥感技术系统
遥感技术及其应用 遥感技术系统
(2)工作流程
物体反射或辐射电磁波传感器收集、传输信息
地面系统接收并处理、分析信息用户应用
遥感技术及其应用
遥感类型
分类标准
遥感平台的高度 传感器的工作特 点 电磁波的波谱范 围
例(2004·广东、广西)：在遥感技术中，可以 根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。
读图回答(1)-(3)题。
(1)图中，重度病 害植物反射率高于健
康植物反射率的波段
是( ) ① 红外线 ② X光 ③ 可见光 ④ 紫外线
植物的反射波谱特征变化
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③
例(2004·广东、广西)：在遥感技术中，可以 根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。
专题卫星
航天 遥感
航天飞机 宇宙飞船 航天空间站
覆盖范围大，不受领空限制, 可进行定期、重复观测
航空 遥感
飞机
机动性强，可以根据研究主 题选择恰当的传感器、适当 的飞行高度和飞行区域
近地 遥感
飞机
可用于城市遥感、海面污染 监测、森林火灾监测等中高 分辨率的遥感活动
(1)资源普查 (2)环境灾害监测 灾害监测——旱情、水灾、滑坡、虫害, 森林火灾、泥石流、地震、农林病等，有利 于防灾减灾。
阅读
遥感与洪涝灾害监测
1998年5月21日14点
1998年8月22日15点
洞庭湖地区气象卫星水情监测
活动
比较三幅图像，说一说，遥感 影像可以帮助我们分析哪些问题?
遥感技术及其应用
遥感技术系统
(1) 组成 传感器——是远距 离感测地物环境辐 射或反射电磁波的 仪器，如照相机、 扫描仪等。
遥感技术系统
遥感技术及其应用 遥感技术系统
(2)工作流程
物体反射或辐射电磁波传感器收集、传输信息
地面系统接收并处理、分析信息用户应用
遥感技术及其应用
遥感类型
分类标准
遥感平台的高度 传感器的工作特 点 电磁波的波谱范 围
例(2004·广东、广西)：在遥感技术中，可以 根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。
读图回答(1)-(3)题。
(1)图中，重度病 害植物反射率高于健
康植物反射率的波段
是( ) ① 红外线 ② X光 ③ 可见光 ④ 紫外线
植物的反射波谱特征变化
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①③
例(2004·广东、广西)：在遥感技术中，可以 根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。
专题卫星
航天 遥感
航天飞机 宇宙飞船 航天空间站
覆盖范围大，不受领空限制, 可进行定期、重复观测
航空 遥感
飞机
机动性强，可以根据研究主 题选择恰当的传感器、适当 的飞行高度和飞行区域
近地 遥感
飞机
可用于城市遥感、海面污染 监测、森林火灾监测等中高 分辨率的遥感活动