1、第十章：衛(wèi)星海洋遙感第十章：衛(wèi)星海洋遙感一、遙感的定義 遙感一詞來自英語 Remote Sensing，即“遙遠(yuǎn)的感知”。 廣義理解，泛指一切無接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè)，包括對(duì)電磁場(chǎng)、力場(chǎng)、機(jī)械波（聲波、地震波）等的探測(cè)。 狹義的理解，遙感是應(yīng)用探測(cè)儀器，不與探測(cè)目標(biāo)相接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測(cè)技術(shù)。 相對(duì)于傳統(tǒng)接觸式測(cè)量而言的。相對(duì)于傳統(tǒng)接觸式測(cè)量而言的。信息的獲取信息的接受信息的處理信息的應(yīng)用二、遙感的工作過程傳感器傳感器平平 臺(tái)臺(tái)衛(wèi)星地面站衛(wèi)星地面站圖像數(shù)據(jù)圖像數(shù)據(jù)應(yīng)應(yīng) 用用目目 標(biāo)標(biāo)大大 氣氣信息源信息源信息信息獲取獲取信息信息傳

2、輸傳輸信息信息處理處理信息信息應(yīng)用應(yīng)用接收預(yù)處理用戶應(yīng)用處理分析結(jié)果、圖表輸出三、遙感的分類1、按遙感平臺(tái)分 地面遙感：傳感器設(shè)置在地面平臺(tái)上 航空遙感：傳感器設(shè)置在航空器上 航天遙感：傳感器設(shè)置在環(huán)地球的航 天器上 航宇遙感：傳感器設(shè)置在星際飛船上三、遙感的分類2、按傳感器的探測(cè)波段分 紫外遙感：探測(cè)波段0.30.4m 可見光遙感：探測(cè)波段0.40.7m 紅外遙感：探測(cè)波段0.714m 微波遙感：探測(cè)波段1mm1m 多波段遙感：在可見光波段和紅外線 波段的范圍內(nèi)，再分成若干 窄波段來探測(cè)三、遙感的分類、按傳感器的工作方式分主動(dòng)遙感：探測(cè)器主動(dòng)發(fā)射一定電磁波 能量被動(dòng)遙感：探測(cè)器不向目標(biāo)發(fā)射電

3、磁波成像遙感：目標(biāo)電磁輻射信號(hào)能轉(zhuǎn)換成 圖象非成像遙感：目標(biāo)電磁輻射信號(hào)不能形 成圖象三、遙感的分類、按遙感的應(yīng)用領(lǐng)域分外層空間遙感大氣層遙感陸地遙感海洋遙感 資源遙感、環(huán)境遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、漁業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、氣象遙感、城市遙感、工程遙感、災(zāi)害遙感、軍事遙感。四、遙感的特點(diǎn) 、探測(cè)范圍大 、獲取資料快 、受地面限制少 、獲取信息量大 衛(wèi)星海洋遙感，或稱空間海洋學(xué)，是利用電磁衛(wèi)星海洋遙感，或稱空間海洋學(xué)，是利用電磁波與大氣和海洋的相互作用原理，從衛(wèi)星平臺(tái)觀測(cè)波與大氣和海洋的相互作用原理，從衛(wèi)星平臺(tái)觀測(cè)和研究海洋的分支學(xué)科。和研究海洋的分支學(xué)科。（一）定義（一）定義五、衛(wèi)星海洋遙感五、衛(wèi)

4、星海洋遙感 衛(wèi)星海洋遙感是二十世紀(jì)后期海洋科學(xué)取得重大進(jìn)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。（二）發(fā)展美國于美國于1978年發(fā)射的海洋衛(wèi)星年發(fā)射的海洋衛(wèi)星SeasatA國際上海洋遙感技術(shù)經(jīng)歷了兩個(gè)階段國際上海洋遙感技術(shù)經(jīng)歷了兩個(gè)階段第一階段是氣象衛(wèi)星陸地衛(wèi)星的海洋應(yīng)用階段第一階段是氣象衛(wèi)星陸地衛(wèi)星的海洋應(yīng)用階段第二階段是海洋衛(wèi)星應(yīng)用階段第二階段是海洋衛(wèi)星應(yīng)用階段衛(wèi)星海洋遙衛(wèi)星海洋遙感的里程碑感的里程碑TIROS-NNimbus-7奠定了衛(wèi)星海表溫度進(jìn)入氣奠定了衛(wèi)星海表溫度進(jìn)入氣象、海洋業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)象、海洋業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)海色衛(wèi)星遙感的海色衛(wèi)星遙感的基礎(chǔ)基礎(chǔ)自美國在1978年發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星以來，歐

5、空局、俄國、日本、法國、加拿大、韓國和印度等相繼發(fā)射了一系列海洋衛(wèi)星。2002年年5月月15日，我國第一顆海洋探測(cè)衛(wèi)星日，我國第一顆海洋探測(cè)衛(wèi)星“海洋一號(hào)海洋一號(hào)” A（HY-1A）與）與“風(fēng)云一號(hào)風(fēng)云一號(hào)” D氣象衛(wèi)星作為一箭雙星同時(shí)發(fā)射升空。氣象衛(wèi)星作為一箭雙星同時(shí)發(fā)射升空。HY-1A由航天科技集團(tuán)公司所屬中國空間技術(shù)研究院研制，衛(wèi)星質(zhì)量為368公斤，衛(wèi)星軌道為太陽同步近圓形軌道，以可見光、紅外波段傳感器探測(cè)水色、水溫為主，設(shè)計(jì)壽命為兩年。衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，在航天東方紅衛(wèi)星有限公司和西安衛(wèi)星測(cè)控中心的精心控制下，經(jīng)過了7次變軌，成功進(jìn)入798公里的設(shè)計(jì)運(yùn)行軌道，并交付國家衛(wèi)

6、星海洋應(yīng)用中心接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。發(fā)射這顆衛(wèi)星的主要目的是通過觀測(cè)海水光學(xué)特征、葉綠素濃度、海表面溫度、懸浮泥沙含量、可溶有機(jī)物和海洋污染物質(zhì)，并兼顧觀測(cè)淺海地形、海流特征、海面上空氣溶膠等要素，掌握海洋初級(jí)生產(chǎn)力分布、海洋漁業(yè)及養(yǎng)殖業(yè)資源狀況和環(huán)境質(zhì)量，了解重點(diǎn)河口港灣的懸浮泥沙分布規(guī)律，為海洋生物資源合理開發(fā)利用、沿岸海洋工程、河口港灣治理、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境保護(hù)和執(zhí)法管理等提供科學(xué)依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 2007年4月11日11時(shí)27分，裝備更為精良的“海洋一號(hào)B”衛(wèi)星，由長征二號(hào)丙運(yùn)載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。 2011年8月16日6時(shí)57分，中國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號(hào)乙”運(yùn)載火

7、箭，將中國第一顆海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星“海洋二號(hào)”成功送入太空。 目前，運(yùn)用衛(wèi)星、航天飛機(jī)和普通飛機(jī)遙感技術(shù)，人們實(shí)現(xiàn)了對(duì)海表面溫度（sea surface temperature）、海表面鹽度（sea surface salinity）、海平面異常（sea level anomaly）、海流（ocean current）、海表面風(fēng)（sea surface wind）、海浪（sea waves）、海洋內(nèi)波（ocean internal waves）、懸浮物濃度（suspended matter concentration）、葉綠素濃度（chlorophyll concentration）、色素濃

8、度（pigment concentration）水色（ocean color）等多種海洋要素的監(jiān)測(cè)，以及大氣剖面溫度和濕度（atmosphere profile temperature and humidity）、垂程水汽含量（vertical water vapor column thickness）、可降雨量（total column precipitable water vapor）、氣溶膠光學(xué)厚度（aerosol optical thickness）等許多大氣要素的監(jiān)測(cè)。（三）衛(wèi)星海洋遙感的優(yōu)點(diǎn) 大面積同步測(cè)量，具有很高或較高的空間分辨率 可滿足動(dòng)態(tài)觀測(cè)和長期監(jiān)測(cè)的需求 實(shí)時(shí)性或準(zhǔn)實(shí)時(shí)

9、性 獨(dú)到的內(nèi)容 可以涉及到船舶、浮標(biāo)不易抵達(dá)的海區(qū)（四）衛(wèi)星海表溫度遙感 主要利用海面熱紅外輻射 是最早從衛(wèi)星上獲取的海洋環(huán)境參數(shù)，是衛(wèi)星海洋遙感中最為成熟且用戶最為廣泛的技術(shù) 廣泛應(yīng)用于海洋動(dòng)力學(xué)、海氣相互作用、漁業(yè)經(jīng)濟(jì)研究和污染監(jiān)測(cè)等方面（五）海色衛(wèi)星遙感 是唯一可穿透海水一定深度的衛(wèi)星海洋遙感技術(shù) 其本質(zhì)是可見光遙感可見光遙感 用于探測(cè)葉綠素、懸浮物、可溶有機(jī)物、污染物、水深、赤潮、漁場(chǎng)生產(chǎn)力估計(jì)、水下地形等（六）應(yīng)用于海洋研究的傳感器 海色傳感器 紅外傳感器 微波高度計(jì) 微波散射計(jì) 合成孔徑雷達(dá) 微波輻射計(jì)水文要素藍(lán)色藍(lán)黑色紅色植被灰白色淺藍(lán)色人工建筑2001年全球海表面溫度（SST：

10、Sea Surface Temperature）年平均等溫線1998年年1月的月平均月的月平均海表面異常海表面異常（SLASLA：Sea Surface AnomalySea Surface Anomaly）圖像圖像 指定海域海表面高度（SSH）異常與南方濤動(dòng)指數(shù)的關(guān)系美國宇航局（美國宇航局（NASA）使用中等分辨率成像光譜儀）使用中等分辨率成像光譜儀MODIS在在2000年年11月對(duì)全球海洋葉綠素濃度（月對(duì)全球海洋葉綠素濃度（mg/m3）分布的觀測(cè)）分布的觀測(cè) 1、簡(jiǎn)述衛(wèi)星海洋遙感的基本概念和衛(wèi)星海洋遙感系統(tǒng)。 2、簡(jiǎn)述海溫和海色遙感的局限性。 3、簡(jiǎn)述海溫和海色反演的基本原理。 4、鏡面反

11、射和Bragg散射的區(qū)別和發(fā)生的條件是什么？ 5、簡(jiǎn)述衛(wèi)星高度計(jì)和散射計(jì)的工作原理。 6、簡(jiǎn)述海面粗糙度對(duì)主動(dòng)式海洋遙感的意義。 7、簡(jiǎn)述SAR對(duì)隨機(jī)海浪成像的3種調(diào)節(jié)機(jī)制。 8、試提出一個(gè)衛(wèi)星海洋遙感技術(shù)在海洋學(xué)中應(yīng)用的課題建議和設(shè)想。 9、試論衛(wèi)星高度計(jì)在海洋學(xué)中應(yīng)用。 10、試論SAR傳感器觀測(cè)各種海表特征的原理。 11、你對(duì)本章的興趣和評(píng)述。 海洋遙感信息和數(shù)據(jù)相關(guān)網(wǎng)站 （Web Sites for Oceanic Remote Sensing Information & Data） 一一.美國國家海洋大氣局（美國國家海洋大氣局（NOAA）衛(wèi)星信息系統(tǒng)）衛(wèi)星信息系統(tǒng)（NOAASIS/NOAA）的網(wǎng)站是提供衛(wèi)星遙感信）的網(wǎng)站是提供衛(wèi)星遙感信息和資料的一個(gè)主要來源，它提供了息和資料的一個(gè)主要來源，它提供了GOES（地（地球同步氣象衛(wèi)星系列）和球同步氣象衛(wèi)星系列）和NOAA（太陽同步氣象（太