(完整版)海洋遥感总结
海洋遥感知识点总结
海洋遥感知识点总结本文将从海洋遥感技术的基本原理、常用遥感技术和海洋遥感的应用领域等方面进行详细的介绍，并结合一些实际案例，希望可以为读者对海洋遥感技术有一个更全面的了解。
一、海洋遥感技术的基本原理海洋遥感技术是通过传感器对海洋进行观测和测量，然后将获取到的数据传输到地面处理系统进行分析，从而得到关于海洋的信息。
传感器可以是搭载在卫星上的遥感仪器，也可以是在飞机、船只等平台上安装的探测设备。
遥感技术主要依靠电磁波在大气和海洋中的传播和反射特性来获取海洋信息。
具体而言，通过用不同波段的电磁波对目标进行监测和探测，再利用电磁波与目标反射或散射作用时的特性来获取目标物体的信息。
遥感技术主要包括被动遥感和主动遥感两种方式。
被动遥感是指通过接收目标物体所发出的自然辐射或反射的电磁波，比较常用的是太阳辐射。
而主动遥感是指通过发送特定频率的电磁波到目标物体上，然后将目标物体发射的辐射或反射返回的信号进行分析。
被动遥感和主动遥感一般配合使用，可以获取更加全面的目标物体信息。
二、常用的海洋遥感技术1. 被动微波遥感被动微波遥感是通过接收海洋表面微波辐射来获取海洋信息的一种遥感技术。
微波辐射可以在大气中穿透，因此即使在云层遮挡的情况下，也可以对海洋进行探测。
被动微波遥感技术可以用来测量海洋表面温度、海洋表面风速、盐度等信息，对海洋动力学和大气海洋相互作用研究有着重要的意义。
2. 被动光学遥感被动光学遥感是通过接收海洋表面反射的太阳光来获取海洋信息的一种遥感技术。
光学遥感可以测量海洋表面的叶绿素浓度、海水透明度、沉积物含量等信息，可以用于海洋生态系统监测和海洋污染监测等方面。
3. 合成孔径雷达遥感合成孔径雷达（SAR）是一种主动遥感技术，通过发送微波信号到海洋表面，然后接收被海洋表面物体反射的信号，来获取海洋表面的信息。
SAR可以用来监测海洋表面风场、海洋表面粗糙度、海洋污染等信息，对海上风暴预警、海洋污染监测等具有重要的应用价值。
海洋遥感-作业教学总结
说明：本版所有答案都是自行查找的，可能不一定准确（红色字体标出），仅供大家参考，如有知道详细答案的欢迎共享！最后向提供答案的放放、战友表示感谢！海洋遥感作业、习题集1名词解释：El Niño、La Niña 、ENSO。
El Niño是赤道太平洋中东部热带海洋的海水温度异常变暖，由信风减弱造成.La Niña又称反圣婴现象，是一种和厄尔尼诺现象相反的现象,表现为东太平洋海温降低;ENSO是厄尔尼诺-南方涛动现象，发生在横跨赤道附近太平洋的一种准周期气候类型，大约每5年发生一次，东太平洋的暖洋阶段伴随着西太平洋的高海面气压，东太平洋的变冷阶段，伴随着西太平的低海面气压。
2名词解释：Argo, AVHRR, COCTS, TOGA/TAO、Global Earth Observation System of Systems (GEOSS)、TOPEX/Poseidon(1) Argo是一个以剖面浮标为手段的海洋观测业务系统，它所取得的数据供全世界各国使用。
该计划设想用3～5年的时间（2000～2004年），在全球大洋中每隔300千米布放一个卫星跟踪浮标，总计为3 000个，组成一个庞大的ARGO全球海洋观测网。
一种称为自律式的拉格朗日环流剖面观测浮标（简称“ARGO浮标”）将担当此重任。
它的设计寿命为3～5a，最大测量深度为2000m，会每隔10～14天自动发送一组剖面实时观测数据，每年可提供多达10万个剖面（0～2 000m水深内）的海水温度和盐度资料。
由于其与杰森卫星高度计(ARGOS系统）之间的密切联系，故将其以“ARGO计划”相称。
(2)AVHRR（Advanced Very High Resolution Radiometer）改进型甚高分辨率辐射仪。
(3)COCTS 十波段水色水温扫描仪.(4)Global Earth Observation System of Systems (GEOSS)，分布式全球对地观测系统，人类将会对地球系统进行更完全、更综合的观测和认识，扩展在全球范围的观测、监测与预警能力(5)Tropical Ocean-Global Atmosphere (TOGA) /TAO（Tropical AtmosphereOcean project）(6)TOPEX/Poseidon：发起于1992年8月10日，美国航天局和国家空间研究中心，TOPEX/Poseidon是安装于卫星上的雷达高度计，能够提供覆盖全球的海洋表面全部情况。
海洋水色遥感-海洋遥感
TOA BOA
2020/4/7
5.2 海洋水色遥感机理
2.具体的模型描述
- 水气辐射传输模型
Lt 传感器
太阳
a. 简化模型
Lt ? rLsta ? Lwta ? Lpath
b. a 模型细化 Lt ? Lwts ? rLstd ? Lr ? La
c. 考虑多次散射和白浪引起的散射
2020/4/7
5.3 生物-光学算法的物理基础
3.离水反射率
离水反射率：
? w(? )
?
?Lw(? ) E0 cos?s
?
?WN(?
)
exp(?(?r
(? 2
)
?
?oz(?
))
/
cos?s
)
归一化离水反射率：
?WN(? )
?
?LWN(? E0(? )
)
归一化离水反射率和归一化离水辐射度与入射光达 到海面的辐照度无关，只与当时当地的海洋内部各种粒 子的成分和浓度有关。
（1）叶绿素浓度反演
a.代数法（基于模型的解析算法）
－也称为半分析型生物光学算法。
固有光学量与遥 感反射率的关系
? Rrs(?) ?
Lw(?) Ed (?,0? )
?
2 i?1
gi
( a
bb ? bb
)
Carder ，1996；
g1 ? 0.0949i, g 2 ? 0.0794i 辐射因子i为海气透射比与海水折射率之比； 总吸收系数和后向散射系数： a ? a w ? a g ? a d ? a ph , bb ? bbw ? bbp
[ Lee等进行了改进：
遥感实验报告反思总结(3篇)
第1篇一、实验背景随着遥感技术的飞速发展，其在环境监测、资源调查、城市规划等多个领域发挥着越来越重要的作用。
本次实验旨在通过遥感图像处理与分析，了解遥感技术在环境监测中的应用，提高我们对遥感图像的理解和解读能力。
二、实验目的1. 掌握遥感图像的基本处理方法；2. 分析遥感图像在环境监测中的应用；3. 提高遥感图像的解读与分析能力；4. 通过实验反思，总结经验与不足。
三、实验原理遥感技术是利用电磁波对地球表面进行观测的一种手段。
通过遥感图像，我们可以获取地表的各种信息，如地形、地貌、植被、水文等。
本次实验主要运用遥感图像处理与分析技术，对遥感图像进行预处理、增强、分类、提取等操作，以实现对地表信息的提取与分析。
四、实验步骤1. 数据准备：收集实验所需的遥感图像数据，包括多时相、不同分辨率的遥感图像。
2. 图像预处理：对遥感图像进行辐射校正、几何校正等预处理，提高图像质量。
3. 图像增强：对预处理后的遥感图像进行增强处理，突出感兴趣区域的特征。
4. 图像分类：运用监督或非监督分类方法，对遥感图像进行分类，提取地表信息。
5. 图像分析：对分类后的遥感图像进行分析，了解地表信息变化规律。
五、实验结果1. 通过图像预处理，提高了遥感图像的质量，为后续分析提供了更好的数据基础。
2. 图像增强处理后，明显提高了感兴趣区域的特征，便于后续分析。
3. 通过分类方法，成功提取了地表信息，如植被、水域、建设用地等。
4. 对分类后的遥感图像进行分析，发现地表信息变化规律，为环境监测提供了有力支持。
六、实验反思1. 在实验过程中，发现遥感图像预处理对后续分析至关重要。
在预处理过程中，要注意选择合适的校正方法和参数，以确保图像质量。
2. 图像增强方法的选择应根据具体实验目的和图像特点进行。
在本实验中，直方图均衡化方法取得了较好的效果。
3. 分类方法的选择对地表信息提取结果有很大影响。
在本次实验中，支持向量机（SVM）分类方法取得了较好的分类效果。
海洋遥感
可见光传感器
• 借助于可见光（电磁波的一部分，波长范围是0.38~0.78 微米）实现遥感的仪器 • 特点是空间分辨能力高，对所获取的信息记录在相片上， 比较直观、分析解译较容易、如在测量沿岸水深和水团混 合带，海面石油污染时．可以获得比较精确的图像。 • 缺点是不具有全天时(只能在白天)、全天候(不能透过云雾) 的工作能力。 • 适宜于拍摄云图、观测海冰、海岸形态、沿岸流流向、波 浪折射、浅海测深、海岛和浅滩定位、测定海洋水色透明 度及叶绿素含量等。
•
•
红外传感器的特点是：空间分辨率高，大体上接近于可 见光传感器的水平；照片较直观、解译不很难；热红外传 感器具有全天时(即夜间也能工作)的工作能力。缺点是不 能透过云盖米至30厘米之间的电磁波称为微波，工作在这 一波长范围内的传感器称为微波传感器。各种微波辐射计、 微波散射计、雷达高度计、微波测视雷达和合成孔径雷达 都属于微波传感器。 • 微波有其特定的透射“窗口”。对云层、冰雪、地表植被 有一定的穿透能力；另一方面有水汽和氧的选择带，可以 直接测量大气参数。微波传感器特别适用于海洋，因为海 水是一种导体，微波对海水的导电性能很敏感，可以用微 波测量海水盐度。微波能穿透海冰，所以可以用微波测量 海冰厚度。微波对海面粗糙度也十分敏感．因此可用微波 测量海面风速、风向以及波浪的有关参数， 微波传感器 还可用来测定海面油膜的厚度，以上这些都是可见光和红 外传感器很难胜任的。 • • 微波遥感传感器有无源和有源之分 。
海洋环境监测
•
海洋航运 海洋工程
•
发展趋势
• 海洋遥感技术的出现，使海洋观测系统有了根本 性的转变，目前已逐步转向以卫星遥感为主，辅 以航空遥感、调查船调查、锚泊浮标和岸站系统 的现代海洋观测系统。 • 近20年来，海洋卫星遥感技术发展迅猛异常，并 取得了举世瞩目的成就。现已从实验阶段发展到 业务应用阶段。全世界共发射10多颗专用的海洋 卫星。我国于1998年发射“风云—1(02)”卫 星．其中有3个半通道用于海洋通道；并已立项发 射我国专门的海洋卫星。 • 当前，一个多层、立体、多角度、全方位和全天 候的对地观测网正在形成。
第二章海洋遥感原理与基础海洋遥感
n n in
Snell折射定律： n sin 1 / sin 2 c / v
n′表示电磁波在界面处传播速度和方向的变化，
在可见光范围可用折射仪测得； n〞表示电磁波在
介质中传播的衰减程度， n〞=kλ/4π 。
2024/3/15
2.1 与海洋遥感相关的基本概念
1.反射波段(VIS-VNIR)的相互作用机制
（2）海洋辐照度模型
太阳
b. 穿过海面的总下行辐照度模型
Ed ( ,0 ) Edd ( ,0 ) Eds ( ,0 )
大气
Edd ( ,0 ) Edd ( ,0 )(1 d )
d dsp f
1
2
dsp ( v h )
对于零度角入射：
入射角与折射角之和为90度
（入射角53.1度时出现）：
2024/3/15
dsp
与折射率和入射角有关
(n 1) 2
v h
(n 1) 2
dsp
1 (n 1) 2
2 (n 1) 2
2.2 电磁波与海水相互作用机制
2024/3/15
海表
2.2 电磁波与海水相互作用机制
1.反射波段(VIS-VNIR)的相互作用机制
（2）海洋辐照度模型 – a.海面上到达海面的下行辐照度模型
• 到达海面的瑞利散射：
Lr ( ) E0 ( ) cos s toz ( ) t w ( ) to ( ) t aa ( )(1 t r0.95 ) 0.5
Rh
Evi cos n 2 sin 2 cos r sin 2
水体和海洋遥感
海洋遥感的历史Leabharlann 发展01历史回顾自20世纪70年代以来，随着卫星遥感技术的发展，海洋遥感逐渐成为
研究热点。早期的海洋遥感主要关注单一要素的探测，而随着技术的发
展，逐渐发展为多要素、多角度的综合探测。
02
技术进步
随着传感器技术的不断发展，海洋遥感的探测精度和覆盖范围不断提高。
新型传感器如高光谱、多光谱、合成孔径雷达等的应用，使得遥感数据
遥感测量可以获取海洋表面温度分布， 对于研究气候变化、海洋生态系统等 方面具有重要意义。
潮汐
遥感技术可以用于监测潮汐的涨落， 有助于研究海洋环流、河口治理等方 面的问题。
04
水体和海洋遥感的应用
水体遥感的应用
1 2 3
监测水体污染
通过遥感技术可以快速获取大面积水体的水质参 数，如浊度、叶绿素含量、溶解氧等，从而监测 水体污染状况。
水体和海洋遥感
• 水体遥感概述 • 海洋遥感概述 • 水体和海洋的物理特性与遥感测量 • 水体和海洋遥感的应用 • 水体和海洋遥感的未来发展
01
水体遥感概述
定义与特点
定义
水体遥感是指利用卫星、飞机、无人机等平台搭载的传感器，对地球表面水体 进行信息采集、处理和应用的技术。
特点
水体遥感具有大范围、快速、无损、动态监测等优势，能够提供水体分布、水 质状况、水生态等信息，为水资源管理、环境保护、灾害预警等领域提供重要 支持。
洪水预警
遥感技术可以实时监测河流水位变化，结合地理 信息系统（GIS）技术，可以预测洪水趋势，为 防洪减灾提供决策支持。
农业灌溉管理
遥感技术可以监测土壤湿度、作物生长状况等信 息，帮助农民合理安排灌溉时间和水量，提高农 业灌溉效率。
海洋遥感技术的原理和应用
海洋遥感技术的原理和应用1. 原理海洋遥感技术是通过使用卫星、飞机等遥感平台获取海洋相关数据的一种技术。
其原理主要包括：1.1 电磁波与海洋反射海洋遥感技术主要利用电磁波与海洋物理特性的相互作用，获取海洋信息。
不同频段的电磁波与海洋的相互作用方式不同，常用的频段包括可见光、红外线、微波等。
当电磁波照射到海洋表面时，会发生反射、散射、折射等现象，进而表现出不同的物理特性，如海表面温度、叶绿素浓度、海洋生物量等。
1.2 传感器和接收系统海洋遥感技术需要使用专门的传感器和接收系统来接收和记录海洋反射的电磁波。
传感器的种类多种多样，包括光学传感器、红外传感器、微波传感器等。
不同的传感器可用于不同的海洋参数获取，如可见光传感器用于获取海洋表面温度，红外传感器用于获取云烟信息，微波传感器用于获取海洋风场信息等。
1.3 数据处理与分析获取到的海洋遥感数据需要经过一系列的数据处理和分析才能得到有用的海洋信息。
常用的数据处理方法包括校正、去噪、滤波、投影等。
而数据分析方法则包括分类、监测、模拟和预测等。
通过对海洋数据进行处理和分析，可以了解海洋的动态变化、变量间的相互关系等。
2. 应用海洋遥感技术在海洋研究和海洋资源开发中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：2.1 海洋环境监测海洋遥感技术可以监测海洋的物理环境、化学环境和生物环境。
通过获取海洋表面温度、悬浮物浓度、叶绿素浓度等参数，可以监测海洋的温度分布、水质状况、藻华分布等。
这些监测数据对于海洋环境保护、海洋污染监测等方面具有重要意义。
2.2 海洋资源开发海洋遥感技术可以对海洋资源进行调查和开发。
通过获取海洋底质、海底地形、海底矿产等参数，可以评估海洋资源潜力，指导海洋矿产资源的勘探和开发。
此外，海洋遥感技术还可以用于渔业资源调查、海洋能源开发等方面。
2.3 海洋灾害监测海洋遥感技术可以用于海洋灾害的监测和预警。
通过获取海浪高度、风场信息等参数，可以监测海洋风暴、海洋涌浪等灾害情况，并进行预警和预测。
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名词解释、填空1.海面亮温：低于实际物体的温度指物体的辐射功率等于某一黑体的辐射功率时，该黑体的绝对温度即为亮度温度。
2.发射率：观测物体的辐射能量与同观测物体具有相同热力学温度的黑体的辐射能量之比根据发射率，=1黑体，0~1灰体3.大气气溶胶：悬浮在空气中的来自地球表面的小的液体或固体颗粒。
气溶胶类型：海洋型、陆地型、火山爆发自然（陆地海洋火山）；人为（汽车尾气、污染物）4.瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。
散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。
对可见光的影响较大。
米散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。
气溶胶引起的，对波长依赖性很小无选择散射：云，所有光都被散射回来5.大气层结构简答，根据温度分布，垂向划分：对流层、平流层、中间层、热成层、外大气层1)对流层：有各种天气现象，强烈对流/温湿分布不均匀/航空活动区，对遥感最重要2)平流层/同温层：天气现象少/空气稳定/水汽、沙尘少，温度随高度增加而增加3)中间层：温度随高度增加而减少，对遥感的辐射传递几乎没影响4)热成层：温度随高度增加而增加，高度电离状态，短波电磁波被电离层折返回地面6.一类水体：浮游植物及其共变的碎屑主导海水光谱特性；二类水体：除浮游植物外的其他物质在海水光谱特性中起主导作用海洋初级生产力：把无机碳变成有机碳的单位时间的速率，和叶绿素浓度、光照、光照时间、光穿透距离有关7.遥感反射比（可见光、海色遥感）：公式、向上辐亮度和向下辐照度之比，Rw和Ed之比归一化离水辐亮度：假设太阳在正上，把大气分子散射衰减消除的离水辐亮度8.黄色物质：有色可溶有机物，陆源（植被，棕黄酸），海洋（动物死亡分解）9.生物光学算法：通过离水辐亮度去推导海水中的各主分浓度的算法。
由海水上面的离水辐亮度推导叶绿素浓度、泥沙浓度、k490衰减系数、透明度等。
10.大气校正：由传感器接收到的辐亮度计算出离水辐亮度的过程Lt 是卫星接收的总辐射；第一项是离水辐亮度，接下来三项是大气路径辐射，分别是气溶胶的，分子的，两者都有的，Lwc 是白冒，Lsr 是太阳耀斑。
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。
海洋遥感特点及应用
(一)海洋及海洋遥感的特点研究全球环境，脱离了占71%的海洋不行，海洋又是人类尚未开发的处女地，因而海洋遥感具有深远意义。
海洋主要是由不断运动着的海水组成。
大片的海水构成了一个庞大、完整的动力系统，.并有相当的深度。
海洋现象具有范围广、幅度大，变化速度快的特点。
常规的海上调查是通过穿航线、取样等来完成的。
海洋如此辽阔、海洋实地调查无论规模、范围、频度均受到限制。
它除了对海上航线及附近地区进行观测外，对其它大部分水域是无能为力的。
而海洋遥感却是个最重要的探测手段。
从海洋光学的角度看，给海面辐射的光源有太阳直射光和天空漫射光。
它们照射海面后约 3.5%被海面直接反射回空中，为海面反射光。
它的强度与海面性质有关（如海冰、海面粗糙度等)。
其余的光则透射到海中，大部分被海水所吸收，部分被海水中的悬浮粒所散射产生水中散射光，它与海水的混浊度相关。
衰减后的水中散射光部分到达海底形成海底反射光。
水中反射光的向上部分以及浅海条件下的海底反射光，组成水中光。
水中光、海面反射光、天空反射光以及大气散射光共同被空中探测器所接收。
其中前两者内包含有水中信息，因而可以通过高空探测水中光和海面光以获得关于浮游生物、浊水污水等的质量和数量信息，以及海面性质的有关信息。
此外，海水对不同电磁波谱段有不同的透明度，即光对海水的穿透能力受海水混浊度的影响很大。
光对不同混浊度海水的穿透能力不同。
水体对0.45-0.55微米波长的光的散射最弱，衰减系数最小，穿透能力最强。
随着水的混浊度增大，衰减系数增大，穿透能力减弱，最大穿透深度的光谱段也由蓝变绿，所以海水颜色随其混浊度强大而由蓝一绿一黄逐渐过渡。
尽管海水由于叶绿素、浑浊度或表面形态不一而具有不同的波借特征，而且不同波谱段对海水有不同的穿透力，同一波谱段对不同类型的海水有不同的穿透力，但是，海洋的光谱特征差异与陆上地表物体相比要小得多，因而所成的图象反差很低。
另外，海洋信息的获取还受到海洋环境的各种干扰因素的影响，如不同太阳入射角、不同观察高度、不同气候条件(云层影响)、不同海面条件(海面粗糙度、波浪及传播方向)、不同底质条件以及水体本身不同的生物、化学、物理因素等。
(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。
海洋遥感原理及应用
海洋遥感原理及应用海洋遥感是利用遥感技术和卫星传感器获取并分析海洋表面信息的一种方法。
通过海洋遥感，我们能够获得海洋的不同物理和化学参数，如海表面温度、海洋色彩、海洋叶绿素浓度、悬浮物浓度等，从而对海洋环境进行监测和研究。
海洋遥感在海洋科学、渔业资源管理、环境保护等方面具有广泛的应用价值。
海洋遥感原理主要是基于电磁波的反射、散射和发射原理。
卫星搭载的传感器发射特定波段的电磁辐射，当电磁辐射到达海洋表面时，一部分会被海洋被吸收，一部分会被海洋表面散射，而另一部分则会被海洋表面反射回卫星。
传感器接受到反射回来的辐射信号后，通过对信号的处理和分析，能够获得海洋表面的信息。
海洋遥感的应用非常广泛。
首先，海洋遥感可用于监测海表面温度。
通过获取海洋表面的温度信息，可以了解到不同海域的温度分布情况，及时发现异常的温度变化，帮助预测和监测海洋的环流、季节性变化以及海洋中的暖流、冷流等，对于海洋气候变化研究非常重要。
其次，海洋遥感还可以用于监测海洋生物环境。
通过监测海洋表面的色彩和叶绿素浓度，可以了解到海洋生物的分布情况及其数量、密度等信息。
例如，通过监测海洋中蓝藻的生长情况，可以预测和防止蓝藻水华的发生，对于保护海洋环境和海洋生物资源的合理利用有着重要意义。
此外，海洋遥感还可以应用于海洋悬浮物的监测。
悬浮物包括海洋中的沙子、泥浆、有机物等，它们对海洋的光学特性有很大影响。
通过监测海洋悬浮物的浓度和分布，可以了解到海洋的泥沙输运、浮游生物的分布、水体的透明度等，为海洋环境保护和海洋资源利用提供依据。
此外，海洋遥感还可以应用于海洋油污的监测。
油污在海洋中会形成特定的色彩和纹理，通过对这些特征的提取和分析，可以实现对海洋油污的监测和预警，及时采取措施进行清理和保护海洋生态。
总的来说，海洋遥感技术通过获取海洋表面的各种信息，可以用于监测和研究海洋的物理和化学参数，为海洋科学研究、资源管理和环境保护提供了技术手段和依据。
海洋遥感——精选推荐
海洋遥感把传感器装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等工作平台上,对海洋进行远距离非接触观测,取得海洋景观和海洋要素的图象或数据资料。
基本原理海洋不断地向周围辐射电磁波能量，同时，海面还会反射(或散射)太阳和人造辐射源(如雷达)照射其上的电磁波能量,利用专门设计的传感器,把这些能量接收、记录下来,再经过传输、加工和处理,就可以得到海洋的图象或数据资料。
基本性能海洋遥感系统必须具备如下性能：①具有同步、大范围、实时获取资料的能力，观测频率高。
这样可把大尺度海洋现象记录下来，并能进行动态观测和海况预报。
②测量精度和资料的空间分辨能力应达到定量分析的要求。
③具备全天时(昼夜)、全天候工作能力和穿云透雾的能力。
④具有一定的透视海水能力，以便取得海水较深部的信息。
遥感方式按照传感器工作方式，可以把海洋遥感划分为主动式和被动式两种。
主动式遥感，传感器向海面发射电磁波,然后接收由海面散射回来的电磁波,从散射回波中提取海洋信息或成象。
主动式传感器包括侧视雷达、微波散射计、雷达高度计、激光雷达和激光荧光计等。
被动式遥感,传感器不发射电磁波,只接收海面热辐射能量或散射太阳光和天空光能量，从这些能量中提取海洋信息或成象。
被动式传感器有各种照相机、可见光和红外扫描仪、微波辐射计等。
按工作平台划分，海洋遥感则可分为航天、航空和地面三种遥感方式。
发展概况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。
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。
第二章 海洋遥感原理与基础 - 海洋遥感
2021/6/12
与折射率和入射角有关
对于零度角入射：
(n1
)2
dspv h
(n1
)2
入射角与折射角之和为90度
（入射角53.1度时出现）：
1 (n1)2
dsp
2 (n1)2
2.2 电磁波与海水相互作用机制
1.反射波段(VIS-VNIR)的相互作用机制
（2）海洋辐照度模型 – b.穿过海面的总下行辐照度模型
(
,
0
)
E
(
,
0
)
E
(
,
0
d
dd
ds )
大气
td
E
(
,
0
)
E
()
cos
t
()
d
d
0
s
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(,
0
)
L
()
L
()
L
()
ds
r
a
g
2021/6/12
海表
2.2 电磁波与海水相互作用机制
1.反射波段(VIS-VNIR)的相互作用机制
（2）海洋辐照度模型 – a.海面上到达海面的下行辐照度模型
vr cos
R
h
2
2
E
cos
n2sin
cos
r sin
vi
2.1 与海洋遥感相关的基本概念
2.海洋遥感中常用的基本概念
（2）菲涅耳反射率★
• 菲涅耳反射率（反射率）：描述辐射度的界面反射比。
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1.狭义广义遥感 狭义遥感：主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测 器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代 化技术系统。（利用电磁波进行遥感） 广义遥感：利用仪器设备从远处获得被测物体的电磁波辐射特征（光，热），力场特征（重 力、磁力）和机械波特征（声，地震），据此识别物体。（除电磁波外，还包括对电磁场、力 场、机械波等－信息获取－信息纪录和传输－信息处理信息应用 3.遥感的分类 （1）按照探测电磁波的工作波段分类：可见光遥感、红外遥感、微波遥感等 （2）按照传感器工作方式分类：主动遥感、被动遥感 4.遥感的应用 内容上可概括：资源调查与应用、环境监测评价、区域分析规划、全球宏观研究 5.海洋遥感的意义 （1）海洋气候环境监测的需要 海洋占全球面积约 71%，海洋是全球气候环境变化系统中不可分割的重要部分 厄尔尼诺、拉尼娜、热带气旋、大洋涡流、上升流、海冰等现象都与海洋密切相关。 厄尔尼诺是热带大气和海洋相互作用的产物，它原是指赤道海面的一种异常增温，现在其定 义为在全球范围内，海气相互作用下造成的气候异常。 （2）海洋资源调查的需要 海洋是人类最大的资源宝库，是全球生命支持系统的基本组成部分，海洋资源的重要性促使 人们采用各种手段对其进行调查研究 海岸带是人类赖以生存和进行生产活动的重要场所，海岸带资源的相关调查对于沿海资源的 合理开发与利用非常重要 （3）海洋遥感在海洋研究中的重要性 海洋遥感具有大范围、实时同步、全天时、全天候多波段成像技术的优势可以快速地探测海 洋表面各物理量的时空变化规律。 它是 20 世纪后期海洋科学取得重大进展的关键学科之 一。 重要性体现在：是海洋科学的一个新的分支学科；为海洋观测和研究提供了一个崭新的数据 集，并开辟了新的考虑问题的视角；多传感器资料可推动海洋科学交叉学科研究的发展 1.海洋遥感的概念（重点）、研究内容 海洋遥感：指以海洋及海岸带作为监测、研究对象，利用电磁波与大气和海洋的相互作用原 理来观测和研究海洋的遥感技术。 研究内容：海洋遥感物理机制、海洋卫星传感器方案、海洋参数反演理论和模型、海洋图象 处理与信息提取方法、卫星数据海洋学应用 2.海洋遥感发展回顾经历阶段（重点） 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 3.第一颗海洋实验卫星是 SeasatA（重点） 海洋一号（HY-1） 2002.5.15 试验性海洋水色卫星 10 波段海洋水色仪 4 波段 ccd 成像仪
3.复折射率： n n in
Snell 折射定律：
n sin1 / sin2 c / v
n′表示电磁波在界面处传 播速度和方向的变化，在可见光范围可 用折射仪测得； n〞表示电磁波在介质 中传播的衰减程度。
一般的，复折射率随温度升高而下 降；而随盐度增加有所上升。 4.思考题：通常情况下，可以将海水的折射率近似为 1.34，那么，是否水体中的光都能穿 出水面？具体情况如何？（自己手写）
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。
（7）海洋盐度测量 海水含盐量的变化，会改变海水的介电常数，从而影响海水的微波特性。基本原理是基于微 波频率上盐度对海表亮温的敏感度来进行测量的。 （8）船舶和尾迹探测 船舶由于其制作原料的原因，在 SAR 图像上会形成非常亮的目标（具有强烈的后向散射特 征），如 1978 年首次在 SeaSat 图像上发现延伸 20km 的舰船及其尾迹。 第三章（全是重点） 1.有效波高（H1/3)：波阵列中全部波段的 1/3 最高波的波峰到波谷之间高度的平均值； 2.均方根波高（hk）：波在平均海平面上的均方根高度（表达海面粗糙度）；