广东海洋大学-卫星海洋学期末复习资料

这只是小生整理的资料，仅作参考~第一章 绪论1.名词解释☻⑴遥感：在一定距离以外获取目标的信息，通过对信息的分析研究来确定目标物的属性以及目标物之间的相互关系的过程。

⑵海洋遥感技术：利用传感器对海洋进行远距离非接触观测 而获取描述海洋现象的信息技术。

主要组成部分是电磁波为载体遥感技术和声波为载体遥感技术。

2.概念掌握⑴遥感技术所使用的电磁波段主要为紫外、可见光、红外和微波等波段。

紫外（0.2~0.4m μ），可见光（0.4~0.7m μ，红橙黄绿青蓝紫），红外（0.7~1000m μ，近中热远），微波（0.1~100cm ）。

☻⑵遥感的分类（按照遥感方式）主动式：雷达、散射计、高度计、激光雷达等；被动式 ：照相机、可见光和红外扫描仪、微波辐射计。

⑶气象卫星分为太阳同步轨道卫星和地球同步或地球静止轨道卫星。

前者在大约800km 高空工作，缺点是对某一地区每天只能观测两次（红外和微波传感器）。

后者在大约35000km 的高空对地球表面近五分之一的地区进行气象观测，实时将资料送回地面，但不能观测唯独大于55O 的地区。

☻⑷卫星海洋遥感的应用：风暴潮灾害的卫星遥感监测；巨浪灾害的卫星遥感监测；海冰灾害的卫星遥感监测；海啸灾害的卫星遥感监测；海上溢油的卫星遥感监测；海洋赤潮的卫星遥感监测；海洋变异的卫星遥感监测（海平面上升、全球变暖、EL-NINO）。

⑸卫星遥感的特征：能够获取长时间、大范围、近实时和近同步监测资料;全天时、全天候，如微波能够穿透云层。

分类：气象卫星，海洋卫星和陆地卫星。

⑹海洋参数：海表面温度，海表面盐度，海平面异常，海流，海表面风，海浪，海洋内波，悬浮物浓度，叶绿素浓度，色素浓度，水色。

第二章1.名词解释☻⑴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）☻⑵星下点：卫星在地球表面的投影；星下点轨迹：卫星每绕地球完成一圈公转在地球表面上形成的一个不闭合的轨迹。

⑶节点：卫星星下点轨迹与此道的交点。

☻⑷升轨：卫星由南向北方运行降轨：卫星由北向南运行☻⑸节点周期（轨道周期）：相邻两个升轨点之间的时间间隔☻⑹一个PASS：最南端和最北端之间的星下点轨迹，对应半个节点周期。

☻⑺一个“CYCLE”（一个重复周期）：卫星环绕地球多圈后回到原来位置对应的星下轨迹。

⑻精确的循环轨道或回归轨道：卫星环绕地球多圈后能恰好回到原来轨道位置的轨道。

⑼准循环轨道或准回归轨道：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。

⑽重复周期：卫星从某地上空开始运行，经过若干时间的运行后回到原地上空时所需的时间。

☻⑾再访问时间：地球上某一地点被卫星装载的传感器先后两次观测的时间区间。

☻⑿太阳同步极轨轨道：卫星在每天的同一当地时间穿过赤道的轨道。

轨道倾角i →90，这颗卫星就能经过南极和北极地区，也称为近极轨轨道。

☻⒀地球同步轨道：卫星环绕地球角速度的纬向分量=地球自转角速度，轨道倾角i==0的轨道。

☻⒁高度计卫星轨道：为监测卫星与地球之间的距离、海表面地形等而专门设计卫星轨道，略高于太阳同步轨道。

☻⒂光学分辨率：根据瑞利判据，能够使两个像元恰可分辨的两个物体的最小角距离。

☻⒃微波雷达的分辨率：相邻两个盲点的角距离之差。

（P）792.概念掌握⑴ 3122312)4()(πωG M T GMr h R ===+ h ：卫星高度，m ：卫星质量, R ：代表地球半径，GM = 23600,398-∙s km 代表地球引力常数，T = 86164 s （秒）代表地球的一个太阳日运行周期。

⑵光学分辨率的最小分辨角：D λθ22.10=， 空间分辨率：D H H d /22.1λα=∆=λ—光的波长 D —望远镜物镜的孔径H —望远镜和地球表面的距离 微波雷达的分辨率:D λθ=0 空间分辨率:D H d /λ=D —接收天线的长度☻⑶三种扫描技术交叉轨道特点；沿轨或推扫式扫描；混合垂直轨道扫描⑷无论是光学装置还是微波雷达，它们的角分辨率由λ∕D 唯一确定；它们的空间分辨率由λ、D 和r 三个参数确定。

第三章 电磁辐射1.名词解释☻⑴微波：微波也是一种无线电波；在无线电波范围内，微波的波长最“微小”，所以被称为微波。

☻⑵极化：任何电磁波都可以分解成水平极化和垂直极化两个部分。

水平极化的电场与参考平面垂直，垂直极化的电场与参考平面平行。

⑶立体角：假设电磁波从波源dA 自发辐射，到达半径为R 的球面的一个波束对应着一个立体角微分元。

φθ dθ d R dS d Ωsin 2== ☻⑷辐射能Q ：表示辐射能量的多少，J 。

辐射通量Ψ：单位时间里通过一个面积的能量，W 。

辐射强度I ：点光源在特定方向上单位立体角的辐射通量，W*sr(-1)。

辐亮度L (出射辐射)：沿辐射方向单位面积和单位立体角的辐射通量。

亮度B(入射辐射）:沿辐射方向单位面积和单位立体角的辐射通量， 主要被用来描述“亮温”或“亮度温度”。

光谱辐亮度：代表在单位波段内沿辐射方向单位面积和单位立体角 的辐射通量。

辐照度E ：表示通过单位面积的辐射通量。

光谱辐照度E(λ)：辐照度相对于频率或波长的能量分布。

⑸根据能量守恒定律，对于入射的“光谱的”辐照度，我们有：)()()()(λλλλt a r i E E E E ++=式中i 表示入射，r 表示反射，a 表示吸收，t 表示透射 。

吸收率a(λ) 反射率r(λ) 透射率t(λ)i r E E r =)(λ i a E E a =)(λ it E E t =)(λ 且有 1)()()(=++λλλt r a⑹发射率e(λ) ：也被称为一个物体的灰度，以鉴别它距离黑体的靠 近程度。

☻⑺菲涅耳反射率ρ：反射的辐亮度与入射的辐亮度之比。

（93P ）反射率r ：反射的辐照度与入射的辐照度之比。

☻⑻黑体：发射率e 等于1的理想辐射体，黑体发射的辐亮度只与温度有关。

e 小于1的为灰体。

黑体辐射定律：黑体发射的辐亮度是它的温度和所辐射的电磁波波 长的函数。

☻⑼亮温：如果已知海面发射的辐亮度，那么利用普朗克辐射定律或者瑞利-金斯定律可以计算海表面温度（SST ）。

这样获得的温度不是海水的真实温度，它被称为海表面的亮温。

⑽基尔霍夫定律：如果介质处于局部热力学平衡条件下，那么它吸收能量的速率和辐射能量的速率相等。

)()(λλa e =另一种等价表达：black T M a T M |),()(),(λλλ=☻⑾普朗克辐射定律：黑体发射的辐亮度是它的温度和所辐射的电磁波波长的函数。

公式： 1)]/(exp[12)(52-=λλλT k hc hc L b 将f λ = c 、df =–（c ／λ2）d λ 以及L （λ）|d λ| = L （f ）|df| 代入，可获得另一表达形式：1)]/(exp[12)(23-=T k hf c hf f L b （97P ） ⑿瑞利-金斯定律：利用普朗克定律将辐照度E （f ）= π L （f ）对频率积分，获得斯忒藩-玻耳兹曼定律404325152)(T T h c k df f E E b σπ===⎰∞4 式中ζ = 5.67*10-8 W ﹒m-2﹒K-4是常数。

一般地，地表物体以地表温度T （大约300K ）辐射。

如果频率f 低于600GHz ，那么不等式hf/(kbT)<<1成立。

可获得泰勒公式的一阶展开式 )/(1])/(exp[T k hf T k hf b b +≅ 把此式代入普朗克定律，可获得瑞利-金斯定律T c k f f L b )/2()(22≅ ⒀维恩位移定律：T b m /=λ这就是维恩位移定律。

式中b = 2.8978*10-3 m ﹒K 。

根据此定律，表面温度越高的黑体的辐射峰值对应的波长越低。

⒁菲涅耳反射率ρ：r εn = 复折射率n 与相对电容率εr 。

2.概念掌握⑴宇宙中的“黑洞”（black hole ）不是黑体。

黑洞的吸收率等于1，发射率等于0，不满足基尔霍夫定律的条件，它的质量和能量在不断地增加，并不保持平衡。

☻⑵黑体辐射的简单推导： 有普朗克辐射定律：1)]/(exp[12)(52-=λλλT k hc hc L b -------------------------① λ—电磁波波长 c —光速 h —普朗克常量 b k —玻耳兹曼常量 T —黑体温度 将f λ = c 、df =–（c ／λ2）d λ 以及L （λ）|d λ| = L （f ）|df| 代入①式，可获得另一表达形式：1)]/(exp[12)(23-=T k hf c hf f L b --------------------------② 利用普朗克定律公式②，将辐照度E （f ）= π L （f ）对频率积分，获得斯忒藩-玻耳兹曼定律404325152)(T T h c k df f E E b σπ===⎰∞4 式中ζ = 5.67*10-8 W ﹒m-2﹒K-4是常数。

一般地，地表物体以地表温度T （大约300K ）辐射。

如果频率f 低于600GHz ，那么不等式hf/(kbT)<<1成立。

可获得泰勒公式的一阶展开式)/(1])/(exp[T k hf T k hf b b +≅把 此式代入普朗克定律公式②，可获得瑞利-金斯定律T c k f f L b )/2()(22≅☻⑶λ∙=f c频率一般采用GHz 作单位，Hz MHz GHz 9310101==波长一般采用nm 作单位， m m nm 9310101--==μ第四章 散射和吸收1.名词解释☻⑴复折射率：n n ''-'=i n n ′是电磁波从空气向海水传播时在海水的折射率，n''表示电磁波在介质内部传播的衰减程度。

☻⑵穿透深度：辐照度在海水中传播衰减为初始值的1/e 所经过的距 离。

⑶衰减系数：衰减系数)(λa k 包括吸收系数)(λab k 和散射系数)(λsc k ，它们分别描述电磁波在传播中由于介质吸收和散射产生的衰减轻重程度。

☻⑷光学深度：衰减系数沿传播路径上的积分。

⑸漫衰减系数、光束衰减系数：使用不同方法测量的衰减系数可分为漫衰减系数和光束衰减系数。

前者是在自然光场下测量获得；后者在人为设置的“准直光束”光 场条件下测量。

☻⑹体积散射函数：单位长度、单位立体角内散射的辐射能与入射的总辐射能之比。

注意：海水的散射主要集中在前向散射，前向散射占90%，后向10%（126P ）☻⑺大气窗：通过大气的太阳辐射或地球大气辐射将被大气中某些气体所吸收，这些吸收随波长的变化很大，在某些波段的吸 收很强，而在另一些波段的吸收则很弱，在这些吸收最弱 的波段，太阳辐射和地球大气辐射可以象光通过窗户那样 透过大气，这些波段称做大气窗。