第三章 海洋遥感卫星与传感器 - 海洋遥感
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。
海洋环境遥感监测系统的开发与应用
海洋环境遥感监测系统的开发与应用章节一：引言随着人口的增加以及经济的发展，对海洋资源的需求不断增加。
然而，传统的海洋调查方法十分耗时耗力，而且无法覆盖全局范围。
因此，海洋环境遥感监测系统的开发与应用已成为当下很重要的课题。
海洋环境遥感监测系统是利用卫星、气象、海洋船只等自然资源和人工资源，通过遥感技术获取、处理和分析海洋环境信息的一种现代化技术手段。
本文将介绍海洋环境遥感监测系统的开发与应用。
章节二：海洋环境遥感技术的原理及方法海洋环境遥感技术旨在通过探测和观测一定的历史演变的过程中改变的水文和气象因素，从而反映海洋环境的性质和变化。
海洋环境遥感技术主要有以下几种方法：1. 基于卫星图像的遥感方法卫星是在地球轨道上运行的人造卫星，其具有高覆盖范围、时间频率高以及多波段信息收集的优势。
所以，基于卫星的遥感方法是海洋环境遥感监测系统最常用的方法之一。
2. 基于气象数据的遥感方法气象数据也是海洋环境遥感监测系统数据来源之一。
气象数据包括空气温度、气压、风向、风速等数据。
这些数据对海洋环境的观测和预测非常重要。
3. 基于海洋浮标的遥感方法海洋浮标是一种可以在海洋中自由漂浮并记录海洋环境信息的设备。
基于海洋浮标的遥感方法可以实时、精准地获取海洋环境数据。
章节三：海洋环境遥感监测系统的应用海洋环境遥感监测系统可以用于以下方面：1. 海洋资源评估海洋环境遥感监测系统可以用于评估海洋生态环境，研究海洋生态系统结构、功能及其演变规律，为海洋资源的保护和合理利用提供科学依据。
2. 海运安全海洋环境遥感监测系统能够实时收集和传输测量海面温度、潮汐、风向风速、风浪等观测数据，为海运安全提供科学的监控手段。
3. 污染监测和预警海洋环境遥感监测系统可以监测海洋环境变化，及时预警、处理和修复海洋环境中的污染，保障海洋环境的健康和安全。
4. 海洋灾害监测和预测海洋环境遥感监测系统可以实时获取、监测海洋环境信息，预报或预警部署海洋灾害，保障人民生命和财产安全。
第三章遥感传感器PPT课件
辐射能量，如摄影机、多光谱扫描仪（MSS、TM、
ETM、HRV）。
To be continued…
6
§1 传感器
五、摄影型传感器
航空摄影机：是空中对地面拍摄像片的仪器， 它通过光学系统采用胶片或磁带记录地物的反射 光谱能量。记录的波长范围以可见光~近红外为 主。
To be continued…
7
§1 传感器
NOAA-AVHRR
分辨率/m 60 15 80 1 20 10 30 60 15 本节结束
应用 地面热性质调查
规划、管理 陆地资源调查
海洋调查 海洋调查
返回 下一节11
§3 航空遥感数据
本节主要内容： 一、航空摄影的分类 二、航空像片的感光片性能 三、航空像片的特性 四、航空像片的分辨率 五、彩色红外像片 六、黑白像片的色调 七、航空像片的比例尺 八、光机扫描航空图像
1
城市规划、土地管理
SPOT-HRV1-3
20
宏观规划、国土资源
SPOT-HRV Pan 10
立体量测
ETM1-5，7
30
陆地资源调查
10
To be continued…
遥感数据类型 ETM6
ETM Pan Landsat-MSS4-7
Radarsat-SAR Seasat-VIR Seasat-SAR JERS-VNR JERS-SWIR
To be continued…
8
§1 传感器
七、微波遥是指感通的过向传目感标地器物发射微波并
主动微接波受遥其感后(向…辐) 射信号来实现对地观测
❖
雷达
的遥感方式。主要传感器为雷达，此 外还有微波高度计和微波散射计。
海洋遥感的基本原理
海洋遥感的基本原理一、概述海洋遥感是利用卫星或飞机上的传感器通过测量海洋表面反射的电磁波来获取海洋信息的一种技术。
通过遥感技术，我们可以获取到海洋的温度、盐度、悬浮物浓度、水色等重要参数，从而了解海洋环境、生态系统变化以及海洋气候变化等。
二、海洋遥感的基本原理海洋遥感的基本原理是利用电磁波与海洋表面相互作用，通过测量反射和散射的电磁波来获取海洋信息。
下面将从电磁波的传播、海洋与电磁波的相互作用、传感器测量等三个方面介绍海洋遥感的基本原理。
1. 电磁波的传播海洋遥感使用的电磁波主要是可见光、红外线和微波，它们在海洋中的传播特性有所不同。
可见光波长短，能够透过海洋的表面，被海洋底部散射和吸收；红外线波长较长，能够穿透更浅的水体层，被海洋底部和悬浮物散射和吸收；微波则是能够穿透更深层次的海洋，被海洋中的物质散射。
了解电磁波的传播特性是进行海洋遥感的基础。
2. 海洋与电磁波的相互作用海洋与电磁波相互作用的主要方式包括反射、散射、吸收等。
当电磁波照射到海洋表面时，一部分电磁波会被反射回空间，形成镜面反射；一部分电磁波会被水的表面散射，形成散射；还有一部分电磁波会被海水吸收，而不再向空间传播。
海洋中的物质（如悬浮物、盐度、温度等）会对电磁波的散射和吸收产生影响，因此通过测量反射和散射的电磁波可以获取海洋的信息。
3. 传感器测量为了获取海洋信息，需要在卫星或飞机上搭载相应的传感器。
传感器测量时需要考虑到海洋遥感的特点，如大气和水汽的影响、遥感信号的熵增等。
目前常用的海洋遥感传感器包括多光谱成像仪、红外线成像仪、微波辐射计等。
这些传感器能够通过测量不同波段的电磁辐射来获取海洋的温度、盐度、悬浮物浓度、水色等参数。
三、海洋遥感的应用海洋遥感在海洋科学研究和海洋资源开发中有着广泛的应用。
以下分别介绍海洋遥感在海洋科学和海洋资源开发中的应用。
1. 海洋科学研究海洋遥感在海洋科学研究中发挥着重要作用。
通过海洋遥感技术，可以实时观测到海洋表面的温度、盐度、悬浮物浓度等参数，帮助科学家了解海洋环境的变化规律。
海洋遥感
1.它不受地表、海面、天气和人为件 的限制，可以探测地理位置偏远、环 境条件恶劣等不能直接进入的地区 2.其宏观特性使它能进行大范围海洋 资源普查、海洋制图以及海冰、海洋 污染监测 3.能周期性地监测大洋环流、海面温 度场的变化、鱼群的迁移、污染物的 运移 4.多波段、高光谱海洋遥感可以提供 海量海洋遥感信息 5.能达到同步观测风、流、污染、海 气相互作用，并获取能量收支信息
物理海洋学遥感，如对海面温度、
海浪谱、海风矢量、 全球海平面变化等的遥感
海洋 遥感
生物海洋学和化学海洋学遥感，
如对海洋水色、黄色物体、 叶绿素浓度等的遥感 海冰监测，如监测海冰类型、 分布和动态变化；
海洋污染监测，如油膜污染等。
海洋遥感发展
•海洋遥感始于第二次世界大战期间。发展最早的是在 河口海岸制图和近海水深测量中利用航空遥感技术。 •1950年美国使用飞机与多艘海洋调查船协同进行了 一次系统的大规模湾流考察，这是第一次在物理海洋 学研究中利用航空遥感技术。 •此后，航空遥感技术更多地应用于海洋环境监测、近 海海洋调查、海岸带制图与资源勘测方面 •从航天高度上探测海洋始于1960年。这一年美国成 功地发射了世界第一颗气象卫星"泰罗斯-1”号。卫星 在获取气象资料的同时，还获得了无云海区的海面温 度场资料，从而开始把卫星资料应用于海洋学研究。
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
南海四季叶绿素分布
南海春季叶绿素a分布图（1998年4月）
南海夏季叶绿素a分布图（1998年7月）
NOAA国家海洋资料中心提供的卫星数据制作的2001年全球海洋的年平均海表 面温度（SST：Sea Surface Temperature）的等温线图像； 图中色标（colour bar）的单位是℃（摄氏度）。 该图清晰显示了西太平洋赤道暖水区的范围和温度大小。 西太平洋赤道暖水区向大气输运的热通量对于全球海洋大气热循环有举足轻重的 影响，它的范围和温度变化与厄尔尼诺（El Niñ o）事件有密切关联，因而是科 学家监测的重要目标。
第3章 海洋遥感平台和传感器
（3）典型的海洋卫星
国外的海洋地形卫星
b. Topex/Poseidon卫星（美、法） ：
1992年8月10日发射，高度计 轨 道卫星 ，高度 1336km， 轨 道 倾 角 为 66 度 ， 覆 盖 了 全 球 90%的海洋，重复周期10天。。 装有多个传感器，主要有效 载荷为雷达高度计，保证了 每 年 有 35 组 测 高 重 复 数 据 ， 是迄今测高精度以及定轨精 度最高的测高卫星之一。
（1）海洋遥感平台概念及分类
（ Xing et al，2019，RSE ）
（2）卫星遥感平台
卫星轨道概念
当火箭飞行速度超过了第一宇宙速度，把人造卫星送 入绕地球运行的轨道后，卫星就周期性地绕地球运动， 从而获得周期性的遥感资料，卫星的轨道要素决定了 卫星遥感方式
（2）卫星遥感平台
卫星轨道参数
2006年1月由于卫星操作故障结束了正常的运行
4.2 海洋遥感传感器
（1）海洋遥感传感器相关概念
海洋遥感传感器：是指收集、探测、记录地物反射
或者发射电磁波能量的装置，是遥感技术的核心部分
传感器的分类
✓ 按电磁波谱：可见光传感器、红外传感器、微波传感器 ✓ 按记录方式：成像式、非成像式 ✓ 按工作方式：主动方式、被动方式
与海洋遥感有关的传感器还包括多 波段微波辐射计（SMMR)，可用于 探测海面温度、海冰等
（3）典型的海洋卫星
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：
海洋遥感技术与应用
海洋遥感技术与应用海洋遥感技术是一种通过卫星、飞机等远距离传感器获取海洋信息的技术手段，通过对海洋表面、海洋底部以及海洋大气等不同要素的监测和分析，可以为海洋科研、资源开发利用、环境监测等提供重要数据支持。
海洋遥感技术的应用领域涵盖广泛，涉及海洋资源调查、海洋环境监测、海洋灾害预警等多个方面，对于推动海洋事业的发展具有重要意义。
一、海洋遥感技术的原理和方法海洋遥感技术是利用卫星、飞机等平台搭载的传感器对海洋区域进行观测和监测，通过接收、记录和解译传感器所获取的电磁波信号，获取海洋表面、海洋底部以及海洋大气等不同要素的信息。
海洋遥感技术主要包括微波遥感、红外遥感、激光遥感等多种手段，其中微波遥感在海洋遥感中具有重要地位，可以实现对海洋表面风场、海温、海冰、海洋色彩等参数的监测。
二、海洋遥感技术在海洋资源调查中的应用海洋遥感技术在海洋资源调查中发挥着重要作用，可以实现对海洋渔业资源、海洋能源资源、海洋矿产资源等的监测和评估。
通过遥感技术，可以实现对海洋渔业资源的动态监测，及时掌握渔业资源的分布和数量，为渔业生产提供科学依据。
同时，海洋遥感技术还可以用于海洋油气资源的勘探和开发，通过对海洋地质构造和沉积物的遥感监测，为海洋油气资源的勘探提供数据支持。
三、海洋遥感技术在海洋环境监测中的应用海洋遥感技术在海洋环境监测中也具有重要意义，可以实现对海洋水质、海洋生态环境、海洋污染等方面的监测和评估。
通过遥感技术，可以实现对海洋水质参数如叶绿素浓度、浮游植物种类等的监测，及时发现海洋环境变化和异常情况。
此外，海洋遥感技术还可以用于监测海洋生态系统的变化，保护海洋生物多样性，维护海洋生态平衡。
四、海洋遥感技术在海洋灾害预警中的应用海洋遥感技术在海洋灾害预警中扮演着重要角色，可以实现对海洋台风、海啸、赤潮等灾害事件的监测和预警。
通过遥感技术，可以实现对海洋气象要素如风速、风向、海浪高度等的监测，及时预警海洋台风等极端天气事件。
(完整版)海洋遥感总结
4.海洋遥感传感器及其应用（重点）
5.海洋遥感的应用（论述题）（重点） （1）海表温度遥感 海表温度是重要的海洋环境参数，如在海洋渔业中的应用(利用海温与海况信息来分析渔场 形成、渔期的迟早、渔场的稳定性等，可用于寻找渔场)。 主要采用热红外波段和微波波段的信息进行海表温度的遥感反演。 （2）海洋水色遥感 利用海洋水色遥感图像得到的离水辐射率,来反映相关联的水色要素如叶绿素浓度、悬浮泥 沙含量、可溶有机物含量等信息。 利用可见光、红外多光谱辐射计就可给出赤潮全过程的位置、范围、水色类型、海面磷酸盐 浓度变化以及赤潮扩散漂移方向等信息,以便及时采取措施加以控制。 （3）海洋动力遥感观测 风力、波浪、潮流等是塑造海洋环境的动力，可以通过遥感技术获得。 海洋风力的监测有助于台风、大风预报和波浪预报； 海浪观测可以通过 SAR 反演波浪方向谱，或通过动力模式来解决表面波场问题； 采用雷达高度计可观测潮流或潮汐。 （4）海洋水准面、浅水地形与水深遥感测量 可通过卫星高度计确定海洋水准面（±20cm），通过测量雷达发射脉冲与海面回波脉冲之间 的延时而得到高度计天线离海面的距离；通过遥感绘制海图和测量近岸水深； 水下地形的 SAR 图像为亮暗相间的条带，利用这个关系可定量获取水下地形信息。 （5）海洋污染监测 利用遥感技术可以监测进入海洋中的陆源污染水体的迁移、扩散等动态变化，还能探测石油 污染（如测定海面油膜的存在、油膜扩散的范围、油膜厚度及污染油的种类）。 （6）海冰监测 海冰是海洋冬季比较严重的海洋灾害之一，海冰遥感能确定不同类型的冰及其分布，从而提 供准确的海冰预报。SAR 具有区分海水和海冰的能力，可准确获得海冰的覆盖面积；并且可 以区分不同类型的海冰以及海冰的运动信息。热红外与其它的微波传感器也是获得海冰定量 资料的有效手段。
《海洋遥感技术》PPT课件
精选ppt
3
Hale Waihona Puke 遥感有如下主要特点：1.感测范围大，具有综合、宏观的特点
➢ 遥感从飞机上或人造地球卫星上，居高临下获取的航空像 片或卫星图像，比在地面上观察视域范围大得多。又不受地 形地物阻隔的影响，景观一览无余，为人们研究地面各种自 然、社会现象及其分布规律提供了便利的条件。
➢ 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。
精选ppt
5
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。
精选ppt
7
按照记录信息的表现形式
➢ 成像方式（或称图像方式）就是将所探测到的强 弱不同的地物电磁波辐射（反射或发射），转换 成深浅不同的（黑白）色调构成直观图像的遥感 资料形式，如航空像片、卫星图像等。
➢ 非成像方式（或非图像方式）则是将探测到的电 磁辐射（反射或发射），转换成相应的模拟信号 （如电压或电流信号）或数字化输出，或记录在 磁带上而构成非成像方式的遥感资料。如陆地卫 星CCT数字磁带等。
精选ppt
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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。
第三节 海洋遥感 技术
遥感导论第三章
前言：
传感器
遥感传感器是获取遥感数据的关键设备
（1）摄影类型的传感器； （2）扫描成像类型的传感器； （3）微波成像类型的传感器；
第二节 摄影成像 一、摄影机；三、摄影胶片的物理特性（自学为主： 阅读教材；内容了解即可）。 二、摄影像片的几何特性（讲述法；问题法讨论与训 练） 1、摄影成像的投影方式是什么？ 2、名次解释：平均比例尺、像点位移。 3、像片投影误差的规律是什么？
FY2C 2008-03-19 中国陆地云图
FY2C 2008-03-19 海区云图
/shishi/satellite.jsp 中国气象科学数据共享服务网
中午前后，气象卫星监测到甘肃西部、宁夏东部出现 扬沙天气。南疆盆地也出现了沙尘天气，部分地区还出现 了沙尘暴天气。
8
0.50-0.90mm
全色波段
15m
LANDSAT-7采用ETM+，比TM增加了全色波段，分辨率15米。
--- SPOT系列
■ 1978年起，以法国为主，联合比利时、瑞典等欧 共体某些国家，设计、研制了一颗名为“地球观测 实验系统”(SPOT)的卫星，也叫做“地球观测实验 卫星”。
SPOT1，1986年2月发射，至今还在运行。 SPOT2，1990年1月发射，至今还在运行。 SPOT3，1993年9月发射，1997年11月14日停止。 SPOT4，1998年3月发射，至今还在运行。 SPOT5, 2002 年 5 月 4 日凌晨当地时间 1 时 31 分，成功发射。
0.49～0.61 1.58～1.78
10 20
重复观测26天
SPOT5图像（10米）
SPOT5图像（2.5米）
Spot-5基本产品
10米多光谱
海洋遥感ppt03 海洋水色遥感
3.2 海洋水色遥感机理
气溶胶散射辐亮度
气溶胶辐亮度计算处理流程：
① 对于单次散射和可见光波段，若从每个波段中消除臭氧吸 收、太阳耀斑、泡沫反射和瑞利散射项的影响，则余项包括 气溶胶路径辐亮度和离水辐亮度。在NIR波段，假设Lw(λ)等 于0，则余项只剩下单次散射气溶胶辐亮度
LA(λ) = ωA(λ) τA(λ) F’S(λ) PA(λ, θ, θS) / 4πcosθ
3.1 浮游植物、颗粒和溶解物的散射和吸收
吸 收 总吸收系数 αT(λ) αT(λ) = αw(λ) + αp(λ) + αΦ (λ) + αCDOM(λ)
下标w、p、Φ、CDOM分别指的是纯海水、颗粒物、浮游 植物色素和带颜色的溶解有机物。
Satellite Oceanic Remote Sensing
第三章 海洋水色遥感
3.1 浮游植物、颗粒和溶解物 的散射和吸收 3.2 水色遥感机理
3.3 水色要素反演方法
Satellite Oceanic Remote Sensing
3.1 浮游植物、颗粒和溶解物的散射和吸收
海洋水色重要的影响因素
1. 浮游植物及其色素
叶绿素浓度：从根本上反应海洋生产力的变化
水色遥感器的波段设臵：
• 可见光(400～700nm)：透射入水 • 近红外波段：修正卫星接收的总辐射信号值
Satellite Oceanic Remote Sensing
3.2 海洋水色遥感机理
仪器接收到的辐射量（W〃m-2〃μm-1〃sr-1）可由下式描述:
Li Lr La Lra t D ， s Lw t D ， s Lwc t ， v Lsr
高中地理第三章第二节-遥感技术及其应用
利用飞机携带遥感仪器 的遥感。包括 600 一 10 000 米的低、中空遥 感， 10 000 一 25 000 米 的高空、超高空遥感 机动性强，可以 根据研究主题选 择适当的传感器、 适当的飞行高度 和飞行区域 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
类型
例 2 下列技术中，关键装置为 传感器的是（A ）
A
．遥感技术 B ．地理信息技术 C ．全球定位技术 D ．电子通信技术
解析：遥感技术系统由遥感平
台、传感器、信息传输接收装 置、数字或图像处理设备以及 相关技术等组成。其中，传感 器是遥感技术信息获取和传输 的关键装置。
二、遥感与资源ห้องสมุดไป่ตู้查
．不同的地物和地物的不同 状况，有不同的反射率，根据 这个原理，可以利用遥感的工 作有判断水体污染、分析城市 大气污染、监测灾害、普查资 源等等。
P92活动第3小题参考答案
3
．在矿产资源调查方面，可以利 用遥感资料进行成矿条件的地质分 析，提出矿产普查勘探的方向，指 出矿区的发展前景。我国吉林省铜 矿资源较为丰富，通过对全省陆地 卫星图像的分析，不同物质的波谱 特征不同，发现铜矿的分布与线性 构造密切相关，对于开发这个地区 的铜矿具有重要意义。
3 ．遥感技术在农业方面的应用有 ( D)
①
识别各种农作物 ② 计算种 植面积 ③ 根据作物生长情况估 计产量 ④ 农作物灾情预报 A ． ① ② ③ B ． ② ③ C ． ① ③ ④ D ． ① ② ③ ④
①
海上冰山漂流监测 ② 海上 石油污染监测 ③ 近海赤潮灾 害监测 ④ 海岸港口工程规划 A．①② B．①②③ C．①②③④D．②③
例 3 ( 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。
海洋科学中的遥感技术应用
海洋科学中的遥感技术应用遥感技术是现代海洋科学中一项重要的应用技术，通过对海洋进行遥感观测和数据分析，可以了解海洋的动态变化、生态环境以及资源分布情况。
本文将从海洋遥感技术的原理、应用领域和前景等方面进行论述。
一、遥感技术在海洋科学中的原理遥感技术利用卫星或飞机等遥感平台，通过传感器获取海洋表面的辐射能量信息，进而进行数据分析与解译，获得有关海洋的各种参数和特征。
海洋遥感技术的主要原理包括电磁波辐射、传感器接收与测量、数据解译和处理等过程。
海洋遥感技术利用传感器对海洋的辐射能量进行探测，其中包括可见光、红外线、微波等电磁波的感知与测量。
通过分析不同波段的能量特征，可以获取海洋的温度、盐度、海表高度、浮游植物浓度、海洋溢油等信息。
二、海洋遥感技术的应用领域1. 海洋环境监测：利用遥感技术可以实时获取大范围内的海洋环境信息，如海洋水体温度、盐度、浮游植物种类和分布、水色等。
这些信息对于海洋生态环境评估、海洋生物资源调查、海洋环境保护等方面具有重要意义。
2. 海洋灾害监测与预测：遥感技术可以对海洋灾害（如台风、海洋风暴等）进行实时监测和预测。
通过对海洋表面风场、海浪高度等因素的监测，可以提前预警海洋灾害，为相关部门和航海人员提供决策支持。
3. 海洋资源勘探与利用：遥感技术可以对海洋资源进行快速、准确的勘探与评估。
例如，通过遥感技术，可以探测到海洋底部的矿产资源、海洋生物资源的分布情况等。
这为海洋资源的开发利用提供了重要依据。
4. 气候变化研究：海洋遥感技术可以对海洋表面温度、海流速度、海洋环流等进行长时间序列观测，揭示海洋对气候变化的响应及其反馈机制。
这对于推动气候变化研究及全球变暖等问题有着重要的意义。
三、海洋遥感技术的前景随着遥感技术的不断发展和卫星观测能力的提升，海洋遥感技术在海洋科学中的应用前景十分广阔。
未来，海洋遥感技术将在海洋环境监测、资源调查、灾害预警等方面发挥更加重要的作用。
此外，随着人工智能、大数据等技术的快速发展，海洋遥感技术在数据分析与处理方面也将有更多突破和创新。
6.5.海洋遥感
三、海洋卫星系列
1. 海洋遥感的特点：
1) 需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆
盖的观测； 2) 以微波遥感为主； 3) 电磁波与激光、声波的结合是扩大 海洋遥感探测手 段的一条新路。 4) 海面实测资料的校正。
四、海洋卫星系列
1、海洋遥感的特点 1）大面积同步观测 2）以微波为主 3）电磁波与激光、声波结合 4）海面实测资料的校正 2、海洋卫星简介 Seasat1、 “雨云”7号、日本海洋观测卫星、 ERS(欧空局）、加拿大雷达卫星
海的海洋数据。
欧洲海洋卫星系列（ERS）： 欧洲海洋卫星系列（ERS）：主要用于海洋学、海冰
学、海洋污染监测等领域。
加拿大的雷达卫星（RADARSAT） 加拿大的雷达卫星（RADARSAT）:加、美、德、英共
同设计，1995年发射。 同设计，1995年发射。
海洋卫星
ERSERS-1
European remote sensing satellite
1991年发射，主要安装了微波遥感器，进行海洋、海冰、海风、环流观测。使 用高分辨率雷达对地观测。
ADEOS
Advanced Earth Observation Satellite
1996年发射，主要进行全球变暖，臭氧层、热带雨林破坏， 气候异常，为下一代地球观测系统铺路。装备有海洋水色 仪，高级可见光－近红外辐射计等
2、主要的海洋卫星 简介
美国的海洋卫星（SEASAT):1978年发射；近极地太阳 1978年发射；近极地太阳 美国的海洋卫星（
同步轨道；扫描覆盖海洋的宽度1900km；五种传感器，以微波为 同步轨道；扫描覆盖海洋的宽度1900km；五种传感器，以微波为 主。
日本的海洋观测卫星系列（MOS-1)：获取大陆架浅 日本的海洋观测卫星系列（MOS-1)：
海洋遥感概述
不足
某些传感器的测量精度和空间分辨力还不能满足需要，很难做到定 量测量； 有的遥感资料不够直观，分析解译难度很大； 传感器主要利用电磁波传递信息，穿透海水的能力较弱，很难直接 获得海洋次表层以下的信息。
发展前景
EOS计划：投入100亿美元，18年完成 TERRA：1999-12-18：35颗中的第一颗卫星。搭载5个传感器： CERES：云和地球辐射能量系统，确定云净辐射作用和地球辐射收 支。 MISR：多角光谱成像辐射仪，中分辨率（275-1100m）成像观测， 研究地表覆盖、气溶胶(aerosol)、云散射的角度分布特征。 Modis：中分辨光谱成像辐射仪，36波段和250-1000m的分辨率， 对地球陆地、海洋和大气进行逐日综合评价。陆地覆盖特征及陆 地变化、海洋生产力(oceanproduction)、陆地和海洋上气溶胶特 性、可降水量、大气温度廓线、云滴尺度、云高和云顶温度探测。 MOPITT：对流层(troposphere)污染观测仪,全球三个高度层CO分 布图，及分辨率(resolution)为22km全球甲烷(methane)分布图。 ASTER:高级空间热辐射反辐射计，采集自可见光至热红外地高分 辨率（15-90m）多光谱资料，用于局部和区域过程研究。
海面反射、散射或自发辐射的各个波段的电磁波携带着海表面温度、 海面反射、散射或自发辐射的各个波段的电磁波携带着海表面温度、海平面 高度、海表面粗糙度以及海水所含各种物质浓度的信息。 高度、海表面粗糙度以及海水所含各种物质浓度的信息。 传感器能够测量在各个不同波段的海面反射、散射或自发辐射的电磁波能量， 传感器能够测量在各个不同波段的海面反射、散射或自发辐射的电磁波能量， 通过对携带信息的电磁波能量的分析，人们可以反演某些海洋物理量。 通过对携带信息的电磁波能量的分析， 人们可以反演某些海洋物理量 。传感 器的遥感精度随着卫星遥感技术的发展在不断地提高，目前正在接近、 器的遥感精度随着卫星遥感技术的发展在不断地提高，目前正在接近 、达到 甚至超过现场观测数据的精度。 甚至超过现场观测数据的精度。 海洋表面是一个非常重要的界面 海洋与大气的能量及其它交换过程都是通过这个界面进行的； 海洋与大气的能量及其它交换过程都是通过这个界面进行的； 海洋内部的变化也会部分地透过这一表面表现出来。 海洋内部的变化也会部分地透过这一表面表现出来。 运用计算机三维数值模拟和卫星遥感数据同化技术， 运用计算机三维数值模拟和卫星遥感数据同化技术， 人们就可以通过获得 的海洋表面遥感信息， 的海洋表面遥感信息，了解海洋内部的海洋学特征和物理变化过程 因为遥感监测在海面的空间分辨率与波长成正比， 因为遥感监测在海面的空间分辨率与波长成正比，所以接收波长较短的可 见光与红外电磁波的传感器获得的遥感图像具有更好的空间分辨率 有更好的空间分辨率。 见光与红外电磁波的传感器获得的遥感图像具有更好的空间分辨率。 云的覆盖阻挡了可见光波段电磁波的透过，微波遥感弥补了不足。 云的覆盖阻挡了可见光波段电磁波的透过，微波遥感弥补了不足。 总之，可见光和红外遥感提供了人们对较高的空间分辨率监测的需求， 总之 ，可见光和红外遥感提供了人们对较高的空间分辨率监测的需求 ，微波 遥感满足了人们对全天候监测的愿望。 全天候监测的愿望 遥感满足了人们对全天候监测的愿望。
海洋遥感基础及应用
海洋遥感基础及应用一、引言海洋遥感是利用卫星、飞机等遥感技术获取海洋信息的一种方法。
随着科技的发展，海洋遥感在海洋资源开发、环境保护、气候变化等方面发挥着越来越重要的作用。
本文将介绍海洋遥感的基础原理以及其在海洋科学、渔业、海洋环境监测等方面的具体应用。
二、海洋遥感基础1. 电磁波与海洋信息获取海洋遥感利用电磁波与海洋中的物质相互作用的原理来获取海洋信息。
不同波段的电磁波与海洋中不同的物质有着不同的相互作用方式，从而可获取到海洋中的温度、盐度、叶绿素含量等信息。
2. 遥感传感器与数据获取遥感传感器是获取海洋遥感数据的核心设备。
常用的遥感传感器包括微波辐射计、红外线辐射计、可见光辐射计等。
这些传感器通过接收海洋反射或辐射出的电磁波，将其转化为数字信号，进而获取到海洋遥感数据。
三、海洋遥感的应用1. 海洋科学研究海洋遥感技术在海洋科学领域发挥着重要作用。
通过获取海洋表面温度、叶绿素含量等信息，科学家可以了解海洋的动态变化，研究海洋生态系统的结构和功能，探索海洋生物多样性等问题。
2. 渔业资源管理海洋遥感技术可用于监测海洋中的浮游生物分布、海洋温度等信息，从而为渔业资源管理提供科学依据。
通过分析海洋遥感数据，可以确定适宜的渔场位置、预测渔业资源的分布和变化趋势，帮助渔民提高渔业生产效益。
3. 海洋环境监测海洋遥感技术在海洋环境监测中也发挥着重要作用。
通过监测海洋表面温度、叶绿素含量、海洋溶解氧等指标的变化，可以实时监测海洋环境的状况，及时发现和预警海洋污染事件，保护海洋生态环境。
4. 气候变化研究海洋是地球上重要的热交换介质，对气候变化有着重要的影响。
海洋遥感技术可用于监测海洋表面温度、海洋风场等信息，为气候变化研究提供数据支持。
通过分析海洋遥感数据，科学家可以了解海洋对气候变化的响应过程，预测未来的气候变化趋势。
5. 海洋灾害预警海洋遥感技术在海洋灾害预警中起到了重要作用。
通过监测海洋表面风场、海浪高度等信息，可以及时预警台风、海啸等海洋灾害事件，为海洋沿线地区的居民提供重要的安全保障。
卫星海洋遥感实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着海洋资源的日益开发和海洋环境问题的日益突出，海洋遥感技术作为一项重要的探测手段，在海洋科学研究和海洋资源管理中发挥着越来越重要的作用。
本实验旨在通过卫星海洋遥感技术，对海洋环境进行观测和分析，为海洋科学研究和海洋资源管理提供数据支持。
二、实验目的1. 了解卫星海洋遥感的基本原理和方法。
2. 掌握卫星海洋遥感数据的获取和处理技术。
3. 分析卫星海洋遥感数据在海洋环境监测中的应用。
4. 提高对海洋环境变化的认识和应对能力。
三、实验内容1. 卫星海洋遥感基本原理- 卫星海洋遥感是利用卫星平台对海洋进行观测的技术，通过遥感传感器获取海洋表面的物理、化学和生物信息。
2. 卫星遥感数据获取- 利用遥感卫星获取海洋遥感数据，包括可见光、红外、微波等波段。
3. 卫星遥感数据处理- 对获取的遥感数据进行预处理，包括辐射校正、几何校正、大气校正等。
4. 海洋环境监测与分析- 利用处理后的遥感数据，对海洋环境进行监测和分析，包括海表温度、海洋污染、海洋动力环境等。
四、实验步骤1. 数据准备- 选择合适的遥感卫星数据，如Landsat、MODIS、SeaWiFS等。
2. 数据预处理- 对遥感数据进行辐射校正、几何校正、大气校正等预处理。
3. 数据处理- 利用遥感数据处理软件（如ENVI、ArcGIS等）进行数据处理。
4. 数据分析- 利用遥感数据分析软件（如IDL、Python等）对遥感数据进行统计分析。
5. 结果展示- 利用可视化工具（如图表、地图等）展示实验结果。
五、实验结果与分析1. 海表温度分析- 通过遥感数据获取的海表温度数据，分析海洋热力环境变化。
2. 海洋污染分析- 利用遥感数据监测海洋污染情况，如油膜、赤潮等。
3. 海洋动力环境分析- 分析海洋动力环境变化，如海流、波浪等。
六、实验结论1. 卫星海洋遥感技术在海洋环境监测中具有重要作用。
2. 通过遥感数据预处理和数据分析，可以获取海洋环境变化信息。
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c. 高级对地观测卫星（ADEOS)（日） ★ ：ADEOS-1
于1996年8月发射，与海洋遥感有关的为海洋水色水温扫 描仪（OCTS）和Ku波段的主动式微波辐射计NSCAT 。 ADEOS-2于2002年12月14日发射， 重返周期为4天，与海洋有关的有效载荷为
高级微波扫描辐射计（AMSR）、全球成像
地 面 轨 道
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3.1 海洋遥感卫星
（2）国外的海洋地形卫星
c. JASON-1卫星（美、法） ★ ：2001年9月发射，卫 星轨道倾角为66度，重复周期10天，主要载荷为雷 达高度计（POSEIDON-2）。该星沿Topex/Poseidon 卫星轨道运行，在时间上大约领先1分钟。
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d. RadarSat卫星（加） ★ ：
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3.1 海洋遥感卫星
（3）国外的海洋动力环境卫星
e. QuikSCAT卫星（美）
★ ：直译为快速散射计，
于1999年6月发射，主要载 荷为SeaWinds，可全天时、
全天候测量海风。
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3.1 海洋遥感卫星
所发布的主要产品有浮游植物色素浓度、散射衰
减系数、归一化离水辐射率（440nm和520nm处）。
/SeaWiFS/
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3.2 海洋遥感传感器-SeaWIFS
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3.2 海洋遥感传感器-SeaWIFS
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孔径雷达、中等分辨率成像光谱仪、微波辐射计、
高级雷达高度计、先进的沿轨扫描辐射计。
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c. Envisat-1卫星（欧空局）
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3.1 海洋遥感卫星
（3）国外的海洋动力环境卫星
d. RadarSat卫星（加） ★ ：1995年11月发射，轨道倾角
98.6度，周期为100.7分，重复周期为24天，传感器工作波 段为C波段（5.6cm），HH极化，具有7种工作模式、25 种波束和不同入射角。主要有效载荷为SAR。
3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
c. GLI全球成像仪（美）：搭载在ADEOS-2卫星上， 是推帚式成像遥感器，具有36个波段，空间分辨率
为250m或1000m，量化等级10bit，扫描幅宽1600km。
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3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
d. MISR多角度成像光谱辐射计（美）：具有4个波段 （440，550，670，860nm），从8个角度方向获取信 息。空间分辨率为240m（局地模式）或1.92km（全 球模式，覆盖周期16天）。可获得双向反射率6/1/20
3.1 海洋遥感卫星
（1）国外的海洋水色遥感卫星-※主要特点
• 轨道方面：采用太阳同步的圆形轨道，降交点地方时为
正午，回访周期为2～3天；
• 平台方面：采用三轴稳定方式，指向精度≤0.3°，测量
精度≤0.3°，探测器沿轨前后倾斜（0～±20 °）扫描，
倾角根据太阳高度角变化进行调整；
海洋遥感
The Oceanic Remote Sensing
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第三章 海洋遥感卫星与传感器
海洋遥感卫星 海洋遥感传感器
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海洋遥感卫星与传感器的发展经历了4 个主要阶段：
起步阶段 探索阶段 海洋卫星与传感器的试验阶段 应用研究和业务使用阶段
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h. ATSR沿轨扫描辐射计（欧空局）：ATSR-2搭载在
ERS-2卫星上，AATSR搭载于ENVISAT上。
ATSR具有4个波段（1.6、3.7、11、12um），采用 双次扫描，通过两次观测所经过的大气路径长度不同，
可计算大气吸收的影响。
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3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
f. COCTS水色扫描仪（中）★：搭载在HY-1上，主要用
于海洋水色要素探测。
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3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
g. CCD成像仪（中）★：搭载在HY-1上，主要用于海陆
交互作用区域探测。
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3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
种类型的海洋遥感探测器：SAR、雷达高度计、微波散射 计、多通道扫描微波辐射计、可见光红外辐射计。
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a. Seasat卫星（美） ★
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3.1 海洋遥感卫星
（3）国外的海洋动力环境卫星
b. ERS卫星（欧空局）：1991年7月发射了ERS-1卫星， 轨道高度785km，倾角98.5度，运行一周约100分钟。 与海洋有关的主要有效载荷包括有源微波仪、SAR、 测风散射计、雷达测高计（Ku）、轨道跟踪扫描辐 射计和微波探测器。
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3.1 海洋遥感卫星
（1）国外的海洋水色遥感卫星
e. Terra和Aqua极轨卫星（美） ★ ：分别发射于1999年12
月和2002年5月，与海洋水色遥感有关的是MODIS（中分辨率
成像光谱仪），轨道倾角98度，运行周期100分钟左右。
/
于定量遥感研究非常重要。
MISR optical bench
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3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
e. SeaWIFS宽视场海洋探测器（美）★：搭载在
SeaSTAR上，专门用于海洋水色探测，402～885nm范
围内具有8个波段。可进行全球（分辨率4.5km）和局 部范围（分辨率1.13km）观测。
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FY2C传感器通道特性及用途
3.1 海洋遥感卫星
（4）中国的海洋遥感卫星
发展计划
发射HY-2卫星（海洋动力环境卫星）和HY-3卫星 （多种载荷的海洋环境综合卫星）；
发展风云三号极轨气象卫星系列，将增加微波系列 探测器，并且可实现三维观测；
风云四号系列将采用三轴稳定自控方案，缩短对地 球圆盘图的成像时间。
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c. JASON-1卫星（美、法）
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3.1 海洋遥感卫星
（2）国外的海洋地形卫星
※ JASON-2卫星 ：将在2008年6月发射，主要用于测量
海面高度，精度将达1cm。
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3.1 海洋遥感卫星
（2）国外的海洋地形卫星
d. GRACE卫星（美、德） ：2002年3月发射，是EOS
计划的第二颗卫星，轨道高度500km，用于测绘地球
重力场的变化。GRACE卫星由两颗同样的卫星组成， 两者相距约220km。
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3.1 海洋遥感卫星
（3）国外的海洋动力环境卫星
a. Seasat卫星（美） ★ ：遥感技术用于海洋研究的里程
碑。系列的第一颗于1978年6月28日发射成功。主要有5
1995年4月发射了ERS-2。
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3.1 海洋遥感卫星
（3）国外的海洋动力环境卫星
c. Envisat-1卫星（欧空局） ★ ：2002年3月发射的极
轨卫星，是ERS-1/2的延续和扩展，除用于海洋动力
学现象检测外，还具有探测海洋水色和海岸带的能 力。与海洋遥感有关的有效载荷主要有：先进合成
星下点分辨率1.1Km左右，FOV为±55.4°。目前在
轨运行的有NOAA-15、16、17、18 。星上载有许多 传感器，与水色遥感有关的为AVHRR，ACZCS。 相关网站：/poes/
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3.1 海洋遥感卫星
（1）国外的海洋水色遥感卫星
（3）国外的海洋动力环境卫星
f. SMOS卫星（欧空局）：土壤湿度和海洋盐浓度监测卫
星，是ESA的第二颗地球探测补充卫星，计划于2007年发
射，主要载荷为干涉式合成孔径辐射计（工作在L波段，
波长21cm）。
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3.1 海洋遥感卫星
（4）中国的海洋遥感卫星
a. 海洋一号卫星★ ：HY-1A于2002年5月15日发射成功， 卫星轨道798km，有效载荷为10波段海洋水色扫描仪
• 传感器方面：由波段设置、信噪比（≥600-800）、视场、
量化级、辐射精度（2％-5％）和偏振度（ ≤ 0.01）决定。
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3.1 海洋遥感卫星
（1）国外的海洋水色遥感卫星
a. NOAA系列气象卫星（美）★：平均轨道高度约为 833-870km，卫星倾角99度左右，运行周期102分钟，
b. Nimbus-7雨云气象卫星（美）：1978年10月25日发
射，轨道高度约为 955km，卫星倾角99.1度，运行周 期104.15分钟。与海洋遥感有关的为CZCS，多波段 微波辐射计（SMMR) 。可用于探测水色要素、水质、 海冰等。
2016/1/20
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3.1 海洋遥感卫星
和1000m（8-36波段），可用于探测海表温度、海洋水色
和环流等。 MODIS仪器内还设置有多种定标器，可进行星上定
标。
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/
3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
扫描方式
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3.2 海洋遥感传感器
（1）光学传感器
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3.1 海洋遥感卫星
（4）中国的海洋遥感卫星
b. 风云一号极轨气象卫星：
FY1 C/D 传感 器通 道特 性及 用途
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3.1 海洋遥感卫星
（4）中国的海洋遥感卫星
c. 风云二号静止气象卫星★ ：1997年6月发射FY2A，