第三章海洋卫星与陆地卫星卫星海洋学课件

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陆地、气象及海洋卫星

于2001年10月18日发射成功,由美国DigitalGlobe公司发射。太阳同步轨道，卫星轨道高度450 km，轨道倾角97.2°，重访
周期1-6天。
数据类型多波段全波段
波段范围/ μm 蓝：0.45~0.52 绿：0.52~0.60 红：0.63~0.69 近红外：0.76~0.90
/
Landsat系列
Landsat卫星的轨道
太阳同步轨道
轨道为太阳同步的近极地圆形轨道，保证北半球中纬度地区获得中等太阳高度角的上午影像，且卫星通过某一地点的地方时相同（上午10点穿越赤道）。
每16至18天覆盖地球一次(重复覆盖周期)。
Landsat 5卫星
Landsat 5卫星轨道参数
• 资源三号02星（ZY3-02）：2016年5月30日发射，实现了2 米分辨率级别的三线阵立体影像高精度获取能力。
中国资源卫星应用中心
资源三号卫星
中国资源卫星
环境减灾卫星—HJ系列
（5）中国环境减灾卫星系列
环境减灾卫星于2003年启动，由A、B两颗中分辨率光学小卫星和于2009年发射升空的一颗合成孔径雷达小卫星C星组成。
SPOT卫星系列
(High Resolution Geometry)传感器具有新的特征：1）更高分辨率的卫星影像， 2.5m的分辨率的全色波段和10m分辨率多光谱波段；2）采用12000像元的CCD 探测器，以维持60km的地面数据宽度；3）采用了新的技术来实现以上特征，例如采用新的数据压缩方法、并利用150Mbit/s的速率传输下行数据。SPOT5/6采用。
无
无 8bit
19.5米
有（-32°～+32°）
宽视场成像仪 (WFI) 推扫式（分立相机）

R第3章4 海洋遥感卫星

四波段CCD成像仪获得海陆交互作用区域的实时图像资料进行海岸带动态监测技术指标: 星下点地面分辨率：250米每行象元数： 2048 偏振度： ≤5％
四波段CCD成像仪
目标反波监测内容波长(μm) 射率段 1 0.42～0.50 0.20 污染、植被、水色、冰、水下地形 2 3
二、日本的“海洋观测卫星”系列（MOS1）
1978年2月发射，太阳同步轨道。后改名
为“桃花” 1号(MOMO-1)。
“海洋观测卫星”1号B(MOS-1B)于1990年发射，后改名为“桃花”1号B(MOMO—
1B)。两星的星体相同，主要参数基本相同。
MOS1主要参数：
轨道为近圆形近极地太阳同步轨道，高907.8km，倾角 99.1°；绕地球周期6190.5s，每天绕地球13.958圈；回归周期 17天，在一个回归周期中绕地球237圈；降交点时刻为上午10:05；相邻轨迹在赤道的间距为 159km。载有3种传感器：多谱段电子自扫描辐射计(MESSR)、可见光-热红外辐射计(VTIR)和微波辐射计(MSR)。
地面扫描带的宽度:1500km。
用途:监测海洋水色和海洋表面温度。
MOS1 微波辐射计(MSR)
工作在K频段的双频微波辐射计。
主要用于水蒸汽量、冰量、雪量、雨量、气温、
锋面、油污等的观察。
三、“欧洲遥感卫星”(ERS)系列
ERS—l于1991年发射，ERS—2于1995年发射。
圆形极地太阳同步轨道，高度782km-785km，
ERS
主要用于：
海洋学、冰川学、海冰制图、海洋污染
监测、船舶定位、导航、水准面测量、
海洋岩石圈的地球物理及地球固体潮和
土地利用制图等领域。

中国海洋大学卫星海洋学课程大纲(理论课程)

附件2：中国海洋大学卫星海洋学课程大纲（理论课程）英文名称: Satellite Oceanography【开课单位】海洋环境学院海洋系【课程模块】专业知识【课程编号】【课程类别】必修【学时数】48 （理论实践）【学分数】 3备注：课程模块为公共基础、通识教育、学科基础、专业知识或工作技能；课程类别为必修或选修。

一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。

（一）教学对象海洋科学专业本科生（必修），地学领域其他专业（可选修）。

（二）教学目标及修读要求1、教学目标（课程结束后学生在知识、技能和态度三个层面达到的目标）知识方面：使学生理解遥感原理及其卫星在海洋学观测中的应用，并且学会获取和实际使用卫星资料；了解国内外卫星遥感基本信息；掌握电磁波辐射与传播的基本理论；理解大气和海水的吸收和散射机理；理解可见光水色扫描仪、热红外与微波辐射计等仪器原理；掌握叶绿素、海面温度、盐度等物理要素的基本遥感机理。

技能方面：学会获取和读取卫星遥感资料、实际使用卫星遥感数据绘图和做简单的统计分析，并且学会撰写科学研究的技术报告。

态度：培养学生理论联系实际的科学研究态度2、修读要求（简要说明课程的性质，与其他专业课程群的关系，学生应具备的基本专业素质和技能等）《卫星海洋学》是海洋科学专业的专业必修课，属于理论课。

该门课程是海洋科学专业7门核心课程之一，属于大学物理（光学、电磁学）在海洋学领域的延伸课程，可培养学生在海洋学领域的科研能力。

与其他专业课程之间没有隶属关系，但是与《物理海洋学》联系比较密切。

《物理海洋学》为海洋学研究提供理论基础，《卫星海洋学》为海洋学研究提供观测数据和方法。

选课前学生应具备良好的数学物理基础，以及计算机使用、绘图和统计分析的技能。

（三）先修课程（参照2011版人才培养方案中的课程名称，课程名称要准确）高等数学I1，高等数学I2，大学物理I1，大学物理I2，大学物理I3，概率统计，大学计算机基础，Fortran程序设计二、教学内容（一）第一章绪论1、主要内容：➢卫星海洋遥感的应用：什么是卫星海洋学，卫星海洋学探测的发展阶段；➢中国气象卫星的发展：极轨和地球静止气象卫星系统；➢中国海洋卫星的发展：海洋系列卫星，海洋卫星和气象卫星的比较；➢中国卫星发展的现状和目标；➢数据分发：包括数据共享方式、数据格式和数据分级；➢海洋遥感信息和数据相关网站介绍➢讲解和布置大作业2、教学要求：➢了解国内外卫星遥感基本信息；➢了解大作业形式和要求，布置大作业。

遥感第三章海洋卫星与陆地卫星

第三章海洋卫星与陆地卫星§3.1装载有微波传感器的海洋卫星（Ocean-Looking Satellite with Microwave Sensors）因为微波能够穿透云层，特别是有较大功率的主动微波雷达能够穿透较厚的云层，故带有微波传感器的海洋卫星经常被誉为全天候遥感卫星。

表3-1列出了装载有微波传感器的海洋卫星信息。

表3-1: 装载有微波雷达的海洋卫星装载有微波传感器的海洋卫星属于海洋环境监测卫星，它的特点是扫描范围大，便于探测大面积海洋环境要素，例如海面风、海平面高度和海表面温度等。

装载有可见光和红外波段传感器的陆地卫星属于陆地包括海岸带资源观测卫星，它的特点是扫描范围较小，但分辨率特别高，便于精确观测小面积土地资源极其变化。

装载有合成孔径雷达的卫星既可以用于探测海洋环境要素，例如油污染和生物膜等生化要素、以及海洋内波、海面巨浪和海浪谱等动力要素，也可以用于探测陆地环境要素，例如水火灾害等，还可以用于探测陆地资源要素，例如地下水和矿产资源等。

因此，装载有合成孔径雷达的卫星是多用途卫星。

微波传感器包括高度计、散射计、合成孔径雷达和微波辐射计。

高度计是一个垂直探测的主动雷达，可以测量卫星与地球之间距离、海面地形和粗糙度，并由此估计风速、表面海流和平均波高。

散射计是一个宽刈幅主动雷达，通过测量海表面粗糙度可以计算海面风速和风向。

合成孔径雷达是一个具有高空间分辨率的主动雷达，它利用多卜勒效应获得高空间分辨率，可测量涌浪、内波、降雨、海流边界、海冰位置及性质、和大块浮冰的速度等。

微波辐射计是一个被动微波雷达，它可以测量海面反射、散射和自发辐射的辐射度和微波亮温，并由此可估计风速、水蒸气、降水率、海表面温度、海表面盐度和冰覆盖量等§3.2 欧洲遥感卫星ERS-1 和ERS-2欧洲遥感卫星ERS-1 和ERS-2分别于1991年和1995年由欧空局发射。

由于ERS-1/2采用了先进的微波遥感技术来获取全天候与全天时的图象，比起传统的光学遥感图象有着独特的优点。

海洋卫星与陆地卫星

EO系列 EO-1（2000）
SPOT系列 SPOT-5 (2002) SPOT-4 (1998) SPOT-2 (1990)
美国
美国法国
1. MSS(多光谱扫描仪)分辨率：轨道：太阳同步极
30 m (波段1～4)
轨
2. TM(主题绘图仪)分辨率：30 高度：约705 km
m(波段1～4), 120 m(波段6)
运行轨道和其它
RADARSAT (1995/11-)
QuikSCAT (1999-)
ADEOS-1 (1996-97) ADEOS-II (02/12-03/10)
CSA/ Canada
NA USA/ NASDA /Japan 同上
SAR(合成孔径雷达) 刈幅：100 km (标准方式)
55 km(高分辨率方式) 分辨率： 28 m×30 m (标准方式)
✓于2002年3月发射，2003年5月正式投入运行 ✓主要传感器
•高级合成孔径雷达ASAR •改进型沿轨迹扫描辐射计AATSR •中等分辨率成像光谱辐射计MERIS •微波辐射计MWR、雷达高度计RA-2、……
ENVISAT：欧空局最大的环境监测卫星 ASAR： ENVISAT最大的传感器
✓多模式、多极化、大幅宽、多入射角 ✓最高地面分辨率：25m ✓覆盖范围最宽400km
家空间研究中心的单频率Ku波段13.65 PASS：卫星绕地球公转的一半的
GHz的高度计
时间(对应南北纬度66度之间的星
3、TMR (TOPEX’s Microwave
下轨迹)
Radiometer) 频率： 18, 21, 37 GHz
CYCLE：由254个PASS组成(对应
一个约10天的重复周期)

商务星球版七年级上册地理素养课件第三章海洋与陆地

大陆漂移说的其他证据 (1)根据测量,大西洋在扩张,太平洋在收缩。 (2)南极大陆白雪皑皑的地下埋藏着丰富的煤炭资源。 (3)人造地球卫星的精密测量表明:太平洋上的夏威夷群岛与美洲大陆之间以平均每年5.1厘米的速度靠近。 (4)地中海在收缩,红海在扩张。
图3 - 2 - 5 世界板块的分布(教材P52) 1.全球大致划分为七大板块和若干个小板块。 2.各大板块处于不断的运动中,有的碰撞挤压,有的张裂拉伸。 3.板块内部地壳比较稳定,板块交界地带地壳比较活跃。 4.七大板块中,只有太平洋板块几乎全部是海洋,其余板块既包括大陆,也包括海洋。
陆半球是地球上以西经1°32',北纬47°13'为中心的半球。该中心点在法国罗亚尔河河口。陆半球是相对于水半球的半球。陆半球有全球七分之六的陆地,包括欧洲、非洲、北美洲、亚洲大部分以及南美洲大部分。欧洲位于陆半球的中心。因陆半球的海洋面积大于陆地面积, 所以陆半球是指大部分的陆地所在的半球。
学科素养课件
商务星球·地理七年级上
第三章海洋与陆地
第一节海陆分布
图3 - 1 - 1 海陆面积比例示意(教材P42) 1.蓝色表示海洋,绿色表示陆地。 2.陆地面积占29%,海洋面积占71%(三分陆地,七分海洋)。
为什么我们把这个星球叫“地球”,而不叫“水球”? 这是因为人类的生产生活大都是在陆地上进行的,陆地相对于海洋来讲,对人类的影响更加巨大。
(4)北冰洋——“北极之海” 北冰洋大致以北极为中心,介于亚洲、欧洲和北美洲的北岸之间, 面积1 475万平方千米,为世界四大洋中面积最小、深度最浅的洋。由于终年气候严寒,绝大部分被冰层覆盖,因此曾经一度被称为 “北极海”“北冰海”,现在称之为“北冰洋”。
第三章海洋与陆地

七年级地理《海洋与陆地》课件(商务星球版)

温、热三带”，此描述的大洲为（ C ）
A．亚洲
B．非洲
C．北美洲
D．南美洲
５、下列海陆变迁由地壳运动引起是( B ) A.荷兰的填海造陆 B.大西洋的形成 C.冲击岛屿的形成 D.三角洲的形成
６、印度洋海啸是由哪两个板块碰撞造成的（ B） A.太平洋板块和印度洋 B. 印度洋板块和亚欧板块 C.印度洋板块和非洲板块 D.太平洋板块和美洲板块
北美洲 A
南美洲太平洋 B
北冰洋欧C洲 E
亚洲
D
非洲印度洋
大西洋
大洋F洲
南极G洲
西半球
东半球
• 1、赤道穿过的大洲
有非洲、亚洲、大洋洲、南美洲。
• 2、完全位于北半球的大洲有欧洲、北美洲。 • 3、完全位于南半球的大洲有南极洲。 • 4、主要位于西半球的大洲有北美洲、南美洲。
• 喜马拉雅山（亚洲）：位于亚欧板块与印度洋板块交界处。
•
科迪勒拉山系（美洲）：太平洋板块与美洲板块、交界处。南极洲板块
• 地中海将消失：位于亚欧板块与非洲板块的挤压碰撞处。
• 红海将扩大位于印度洋板块与非洲板块张裂地区。
单项选择题
1、下列说法正确的是( C )
A、海陆分布大势为三分海洋，七分陆地 B、北半球陆地面积大于海洋面积 C、北半球陆地大于南半球 D、大陆和岛屿有明显的界限
• 促使地表形态发生变化的力：内力，如地壳运动、火山活动、地震等；外力，如流水、风力、海浪等。
大陆漂移假说：（魏格纳提出）2亿年前地球陆地是一个整体——分裂——分离——七大洲四大洋：
北冰洋
大西洋太平洋
太平洋印度洋
•1、六大板块组成 ————

卫星海洋学-第1章课件

§1.7 习题
§1.1 卫星海洋遥感的应用
卫星海洋探测的发展阶段
第一阶段探索试验（1970～1978年），这一阶段主要载人飞船搭载试验和利用气象卫星、陆地卫星探测海洋；第二阶段试验研究阶段（1978～1985年）,该阶段美国发射1颗海洋卫星（SeaSat-A）和1颗雨云卫星（NIMBUS-7）,该星上载海岸带水色扫描仪（CZCS）。这两颗皆属于实验研究性质；第三阶段应用研究阶段（1985～），在这一阶段世界上发射了多颗海洋卫星。如海洋地形卫星Geosat、Geo-1、 Topex/Poseidon,海洋动力环境卫星ERS-1 & ERS-2、Radarsat, 海洋水色卫星（SeaStar ROCSAT、KOMPSAT）。除此以外、还在别的卫星上搭载海洋探测器。
卫星遥感更细节：涡旋-涡丝
卫星
船测
(08/2000)
第一章绪论（Introduction）

§1.1 §1.2 §1.3 §1.4 §1.5 §1.6
卫星海洋遥感的应用中国气象卫星的发展中国海洋遥感的进步中国卫星发展的现状与目标数据分发（Data Distribution）海洋遥感信息和数据相关网站
波段配置不同。海洋水色仪要求波段较多且窄，存在较大差别; 灵敏度和精确度不同，因为海洋水色参数要求定量测量，所以要求
要高得多; 观测方式不同，为使轨道两侧太阳辐射照度均匀，要求观测时间维持在正午。为了避开太阳耀光引起的镜面反射，要求观测时沿轨上下倾斜约0～20度可调。
§1.4 中国卫星发展的现状与目标
Why Satellite???
• 大Oceans are vast, sparsely occupied – satellites provide uniform sampling, daily-to-monthly fields. • 难Harsh environment for acquiring measurements • 贵Ship time is expensive • 快-全Satellites can acquire measurements quickly over large areas. BUT…. • • • • 贵 – Satellites are also expensive 风险 – If satellites fail, service calls are even more expensive 间接-Must measure through intervening atmosphere 表面-Can’t acquire sub-surface mearsurements

R第3章1：卫星遥感平台及运行特点1

第二节卫星轨道参数
1、升交点赤经Ω
卫星轨道的升交点向径与春分点向径之间的夹角。
升交点：卫星由南向北运行时，与地球赤道面的交点降交点：卫星由北向南运行时，与地球赤道面的交点
1.升交点赤经Ω
卫星轨道的升交点向径与春分点向径之间的夹角。
2、近地点角距ω
指升交点向径与卫星轨道近地点向径之间的夹角。
3、轨道倾角i
指卫星轨道面与地球赤道面之间的夹角。即从升交点一侧的轨道面至赤道面。
3、轨道倾角i决定了轨道面与赤道面的关系。
赤轨卫星：i=00,轨道面与赤道面重合顺轨卫星： 00 i 900，卫星运行方向与地球自转方向一致
极轨卫星：i=900,轨道面与地轴重合
逆轨卫星：900 i 1800 ，卫星运行方向与地球自转方向相反。轨道倾角i也确定了卫星对地球观测范围。
开普勒常数运行周期T
T2 R H

3
C
地球半径
卫星高地面的平均高度
3
T C (R H )
开普勒常数
卫星高地面的平均高度地球半径
地球同步卫星（静止卫星）：T=24时，与地球自转周期相同的卫星，它位于地球上空35860km处。卫星公转的角速度和地球的自转角速度相等，相对于地球似乎固定于高空某一点。
卫星运行周期t卫星从升交点或降交点通过时刻到下一个升交点或降交点通过时刻间的平均时间开普勒常数地球半径卫星高地面的平均高度开普勒常数地球半径卫星高地面的平均高度运行周期t开普勒第三定律
第三章卫星遥感平台及运行特点
本章主要内容
遥感平台的概述卫星轨道参数气象卫星系列陆地卫星系列
海洋卫星系列
2.卫星速度当轨道为园形时,平均速度：

第三章海洋卫星与陆地卫星

请注意，合成孔径雷达的分辨率原理不同于此。
第三章结束
OX 轴自原点沿赤道平面指向白羊座,OZ轴自原点指向北极, OY轴与OX和OZ 两个轴垂直节点：N 升轨点的天赤经:Ω 轨道倾角i:卫星轨道平面与赤道平面的夹角使用i和Ω两个角可以确定卫星轨道平面的方位
当卫星由南向北方运行时，被称为“升轨” 由北向南运行时被称为“降轨” 如果轨道倾角i →90，这颗卫星就能经过南极和北极地区，故这样的卫星轨道被称为太阳同步极轨轨道或近极轨轨道
tN( dE d ) 2[rad / d] T dt dt
式中dΩE/dt =2π rad/d（弧度/天）是地球自转的角速度率， dΩ/dt =2π/ 365.24 rad/d是地球围绕太阳旋转的角速度率。
准循环轨道或准回归轨道：卫星环绕地球多圈后不能正好回归到原来的轨道位置，但能近似地回归到原来的轨道位置
§3.9.3 高度计卫星轨道
（Altimeter Satellite Orbit）
高度计卫星不能使用太阳同步轨道因为太阳同步轨道不能分辨潮汐,卫星在“升轨”运行时其星下点在地球表面
形成一条投影线，在“降轨”运行时其星下点在地球表面又形成一条投影线。为了更好地分析表面斜率的两个分量，相交的两条星下点投影线的夹角应该接近。对于极轨和近极轨卫星，由于轨道倾角太大，其相交的两条星下点投影线的夹角太小，所以高度计卫星不能采用沿极轨和近极轨方式运行。高度计卫星需要在轨道设计上采用较小的轨道倾角；然而，较小的倾角又限制了卫星对于极地区域的探测。相邻两个升交点之间的时间区间被称为节点周期（nodal period）或者轨道周期（orbit period）。在一个节点周期内，卫星环绕地球完成一圈公转（revolution）。与最北端之间的星下点轨迹被称为一个“PASS”，对应的时间长度等于半个节点周期；卫星环绕地球多圈后回到原来位置对应的星下轨迹被称为一个“CYCLE”。一个“CYCLE” 对应着一个重复周期（repeat period）。

3-1 海陆分布课件-2022-2023学年七年级地理上学期商务星球版

2、无论怎样划分，地球上任意两个面积相等的半球都是 _海__洋___ 面积大于__陆__地___面积。
3、全球共分_七__ 大洲，面积从大到小排序是： _亚__非__北__南__美__ 、__南__极__欧__大__洋__ 。（填写歌诀）
4、七大洲之最：面积最大__亚___ 洲，面积最小_大__洋__洲，跨经度最多__南__极___洲。
南极洲
亚欧：乌拉尔山脉—乌拉尔河—里海—大高加索山脉—黑海—土耳其海峡。
亚洲和欧洲的分界线
仔细观察哪些陆地连在一起？它们的分界线在哪里？
亚、美：白令海峡南、北美洲：巴拿马运河
亚、非：苏伊士运河
拓展延伸：我来画“世界”
北极圈北回归线
赤道南回归线
南极圈
三、四大洋
1、面积最大的洋？太平洋 2、面积最小的洋？北冰洋 3、全部位于东半球的大洋？印度洋 4、全部位于北半球的大洋？北冰洋 5、纬度最高的大洋？北冰洋 6、跨经度最广的大洋？北冰洋
南美南极洲欧洲大洋洲洲
4400
3000
2400
1800 1400 1000 900
单位：万平方千米
西半球
东半球
1、主要分布在西半球的大洲？北美洲和南美洲
2、主要分布在东半球的大洲？亚洲、欧洲、非洲、大洋洲
3、赤道穿过的大洲？南美洲、非洲、亚洲、大洋洲
4、跨经度最广的大洲？
南极洲
5、纬度最高的大洲？
第三章海洋与陆地
第一节海陆分布
1、运用地图和数据说出地球海陆面积比例，描述地球海陆分布特点。运用地图辨别大洲、大陆、半岛、岛屿、大洋。 2、运用地图说出七大洲、四大洋的名称、位置、分界线及分布特征，比较它们面积的大小。 3、能在地图上填出七大洲、四大洋，建立海陆分布的空间概念。

卫星星海洋学2006学年(2006年秋季)本科

海洋环境学院本科生课程教案单位：海洋环境学院学年：2006课程名称：卫星海洋学课程类型：专业课使用教材名称：推荐使用教材1：卫星海洋学（双语教材）编者：刘玉光出版社：暂时未出版（集体复印）推荐使用教材2：An Introduction to Ocean Remote Sensing编者：Seelye Martin (University of Washington)出版社：Cambridge University Press出版时间及版次：October 2004, 1st version适用专业：海洋科学、大气科学、海洋管理、军事海洋学授课教师：刘玉光考试方式：平时成绩（出席和提问）10％大作业20％（锻炼学生的动手能力和科研能力）期中考试35％（检验学生对于基本概念和基本理论的理解和记忆）期末考试35％（检验学生对于书本知识的熟悉程度和科技英语能力）海洋环境学院本科生课程教案注：一般的每两个课时为一个教案单元。

每次三课时的可按三课时为一个教案单元。