海洋遥感复习知识点

1、名词解释.填空12.3.5.6.7.8.9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 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 中间层：温度随高度增加而减少，对遥感得辐射传递几乎没影响热成层: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 面海面亮温:低于实际物体得温指物体得辐射功率等于某一黑体得辐射功率时,该黑体得绝对温度即为亮度温度。 发射率观测物体得辐射能量与同观测物体具有相同热力学温度得黑体得辐射能量之比 根据发射率=1黑体,01灰体e（斫理亠E, UcK大气气灌胶:悬浮在空气中得来自地球表面得小得液体或固

2、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）瑞利散射:当微粒得直径比辐射波长小得多时,此时得散射称为瑞利散射。散射率与波长得四次方成反比，因此，瑞利散射得强度随着波长变短而迅速増大。对可见 光得影响较大。米散射:当微粒得直径与辐射波长差不多时得大气散射。气溶胶引起得，对波长依赖性很 小无选择散射:云,所有光都被散射回来大气层结构简答，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）2）3）4）一类水体:浮游植物及其共变得碎屑主导海水光谱特性；二类水体:除浮游植物外得其她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

3、有机碳得单位时间得速率，与叶绿素浓度、光照、光照时间、光穿透距离有关 遥感反射比（可见光、海色遥感）:公式、向上辐亮度与向下辐照度之比,Rw与Ed之比R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得离水辐亮度 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） 生物光学算法通过离水辐亮度去推导海水中得各主分浓度得算法。由海水上面得离水辐 亮度推导叶绿素浓度、泥沙浓度、k490衰减系数、透明度等。R” _ Ed（w）0举丄市忑）大气校正:由传感器接收到得辐亮度计算出离水辐亮度得过程10考虑到大气分子和气序胶的务次敞射效应，更究整的犬校正方程可写为：+（3-2-52）

4、式中丄,d）是卫星探W的波：为2的射度是空气分子瑞利敵射的辐対度丄。入）是 气溶胶*氏散射的辐射護上.0）是分子和气涪胶散射共同作用的福射度.U（A）是离水辐 射度丄疏CO是海表面白浪（White Caps）引起的辐射度,L的值很大，说明未阳斑的影响不可忽视，该数据应舍弃.因此，从式3-2-52 ）中减去L“（A）.L,L,（A）.ULSCXKuL:盐sar-定穿透深度（军方）海洋不好用，不好散射、风很大才散射注 要微波辐射 及测盐度。Ku:散射计，低风速就能散射,敏感。S、P、X、C、L:合成孔径雷达；Ku、C、X:散射计上，散射计主要就是C;L盐度，辐射计； 可见光:海色传感器； 红外:测

5、温得传感器；9. 微波为什么有极强得穿透云层得作用因为微波得高频得部分有散射，其她部分不考虑云因为对微波来说，微波1mm 波长比粒子直径大得多，则又属于瑞利散射得类型，散射强度 与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被 称为具有穿云透雰得能力。衍射10. 简述影响海面发射率得主要因素，并分析说明海洋遥感反演得哪些海洋环境参数与海面发射率有关观测条件:频率、波长，极化，入射角、盐度、风、温度、海面粗糙度都有关系盐度（小于1、4HZL波段）、风、温度与发射率有关1、4GHZ与 SSS 有关；610GHz:与 SST 有关； 11OGHZ与 SSW 有关；

6、22GHz:测水汽。就是水汽吸收得通道。11. 简述影响海色遥感反演得主要问题2）解决大气矫正问题,分子、气溶胶散射，尤其就是气溶胶得影响怎么消除，其影响就是不 固定得很多就是人为影响，大气得辐射量占卫星接收到得辐射量得90到95由卫星测量 得幅亮度，计算到海面得2）生物光学算法:一二类水体得问题，对二类水体组分就是变化得，甚至溢出得12. 简述卫星高度计测g海浪有效波高与风速得原理粗糙海面时:2如、+6前沿得斜率就是海面波高标准差得函数（此函数可以通过拟合得到）。有效波高就是指再 -次给定得观测中所测得得占波浪总个数三分之一得大波波高得平均值。有效波高就是海面 波高标准差得4倍，即波高均方根

7、得4倍。3测风速:由于卫星高度计就是天底视主动式传感器，海面平静时回波信号强。海面在风 得作用下能够产生厘米尺度得波浪，从而引起海面粗糙度（海面均方斜率）得变化。海面起伏随 风増大时，把信号反射回传感器得镜面面积越来越少,回波也就越来越弱。雷达散射计对于大 于或等于其工作波长（2crn）得海面粗糙度变化有敏感反磁。风越大，越矮，风与。成反比13. 写出海面散射得布拉格散射条件并解释各个参数得物理含义。简述散射计测量海面风 场得物理机制以及产生风向多解得原因与解决办法共振条件:y = 2也 sin 3或者:&如=2A sin t其中*就是波数/泅就是雷达波长,A为海上波浪得波长0就是入射角。物理

8、机制:布拉格共振。原因:因为风向与归一化雷达后向散射系数得关系就是余弦，不就是单值函数，一个后向 散射系数量多可以对应四个风向解。解决办法:一般测4次，比如:爼、49(2),如果还消不掉通过场得方法:求散度、旋度;(粗) 预报风场:雷达得风向、散射计得风向，取与预报风向最接近得那个;中值滤波。14. 简述合成孔径雷达对海浪成像得主要机制。倾斜机制:海浪波浪通常比较长，小尺度重力波在大尺度浪叠加，长波改变小尺度重力波入 射角，雷达波与小尺度重力波相互作用流体动力学:小尺度波均匀分布在平面上，大浪得流体速度与小尺度作用，使得小尺度波分 布不均匀，这个过程叫做流体动力学机制15. 简述合成孔径雷达得

9、主要海洋应用并简要说明其物理机制可用于观测波浪、涡流、风暴潮、内波扰动得海面、海面风及海冰。现象产生幅聚、幅散，使得短尺度重力波分布改变,短尺度重力波与电磁波布拉格共振a16. 下图就是有关大气衰减、黑体辐射随波长得关系，据此分析海色、海温与微波遥感得波段 选择依据lO pm1 nwt10 mm10 cm1 mitrUVMICROWAVEsssX 20ISS-HS2M1300 WmSUM AT SMO-K10O0 - $00 - MO -MO, J23r WmEMUH Al300*K:Z7V-NCAH inr- ip MID-INFAAREO FAR (RSHORTWAVe IRzoo OFE

10、g oeh n zoo ?oroxOF&OF*Z8 es 0 00F 0。01602 = L,（）+ LJA）-|-L,A）4-f.A.（?.）L,（A） +打（入,仇”=（；0+（3-2-52） 式+，t,A）是卫星探的波长为A的辐射度上”Q）是空气分子瑞利散射的辐射度丄小是 气洛胶米氏散射的辐射3C.U的值很大，说明太阳斑的影响不可忽視，该数据应舍弃.因从式（3-2-52 ）中减去U（A）,L,A）,L,（A）,L,A）和（A）项，就可得到离水 射度.离水辐射度包含了海洋的许缶信息例如叶绿浓度的信息，通过研究在各个波段离 水辐务f度的大小和斜率特征可获得叶竦素反演算法.大气矫正方法:找67

11、0波长,与低、高叶绿素浓度，仪器改变角度，忽略项,在风比较小时，只 剩下三项通过不同波长，再找一个波长假定离水辐亮度为Q瑞利产生得可以计算.气溶胶麻烦21. 海面皮温、海面亮温、海表温度以及三者之间得关系。皮温:skinT,海洋学上叫体温;sst毫米、微米量级；皮温一般比实际海表温度低，但有风时两 者几乎一样。亮温:比辐射率小于一,不就是真实海体温度，等价黑体温度。海表温度:就是毫米、微米量级;没有海浪海面下Im当海表层混合比较厉害时三者比较一致22. 简述$AR内波观测得物理机制；（1）内波引迢海层流场发生辐聚或辐敵|（2）变化的表层流与风致表面微尺度波之间的相互作用改变了海面粗度,（3）海

12、面微尺度波与雷达波之间的相互作用决定了海面需达后向射的a度。23. 简述遥感测S海面盐度得物理机制以及影响盐度观测得主要因素比辐射率与盐度有关，盐度变化会彩响微波辐射发射,通过亮温计算因为比辐射率同时还受风速、温度影响，所以要精确知道温度、风丄波段就是测量盐度得 最佳波段，该波段对ssr.ssw敏感度低。U11. 传感器、平台、电磁波穿过大气还海面相互作用海洋遥感:相互作用对海面现象测量研究2. 发展历史，航天技术实验阶段一业务化U21.2.3.4极轨：太阳同步(大部分)，非太阳同步(jononJRMMJ/P) 静地(风云偶数)遥感数据产品1级反演后,2级需要计算,0级原始数据 遥感参数：幅宽

13、度：极化:电磁波振动方向 光谱分辨率空间分辨率：辐射分辨率:最小到最大能量分多少份 时间分辨率1)2)3)4)5)6)75.电磁辐射可见光、红外、微波由大气窗口决定，对电磁波衰减少/通过最大得频率范围黑体辐射:辐射只依赖于波长与温度，比辐射率为1基尔霍夫定律:在考虑到局部热平衡状态下,物体得吸收能S与辐射能量之比 等于常数朗伯面:粗糙表面，辐亮度不依赖于入射角亮温:等效得黑体辐射温度，来通过黑体辐射定律计算出来得温度比辐射率:表示物体辐射得能力，就是物体辐射与黑体辐射之比，越大越高 热平衡下，发射率等于吸收率影响因素:电磁波入射角、波长、偏振，海面温度，海面盐度大气对电磁波影响:从分子角，瑞利

14、，米1)2)3)4)5)6)7) 散射吸收1)2)3)4)5)光学厚大气透射率：07,大气衰减情况，衰减系数与路径积分体积散射函数:单位气溶胶:海洋、陆地大气传输方程:描述辐亮度在大气、海洋dL乔=一比+1 滨微波与海面相互作用1)2)3)布拉格散射:入射角大于20。kw = 2 k尸 sin3镜面散射:电磁液垂直入射，入射角 10：对高度计SAR对海浪得成像机制：倾斜调制，电磁波在小尺度海浪叠加，使得大浪对小狼进行调制3.4.5.流体力学调制:小尺度重力波本来均匀分布,大浪传来引起波致流，作用并使 其分布不再均匀速度调制多普勒，卫星飞海浪运动，速度与加速度引起了速度拘束，引起多普勒频移4）归

15、一化散射截面:单位面积散射截面散射截面:通过雷达方程得到，与反射能量有关,描述散射目标特性,wiki5）双尺度模型海表温度遥感与辐射计海表温度:利用黑体辐射测得，又叫皮温，微米毫米级，海洋学中就是水下1米亮温低于实际温度红外用2个通道,3、7,1072两个窗口海面辐射强，大气有窗口Modis avhr应用:测温度，热污染检测难点:大气校正，尤其水汽;云检测，薄云薄雾与海水低温很容易混合，可以用历年得 /长时间消除亮温与频率得微分，在6、9gHz量大，所以在此频率用微波辐射计测,670之间 微液辐射计与天线有关系，增益可以差好几个数量级，波长，分辨率（红外高，微博 低），精度（红外0、57k之间

16、，微波1K）,原理（黑体辐射得不同部分）1)2)3)4)5)6)7)海色遥感一类水体:海洋离水辐亮度主要由叶绿素及其衍生物决定，大洋二类水体:叶绿素以及除叶绿素之外得悬浮物、黄色物质，沿岸水体赤潮:大量繁殖黄色物质:可溶有机物,陆地、海洋离水辐亮度1)2）3）4）5）遥感反射比:向上辐亮度与向下辐照度之比6)7)8)9)大气娇正算法及其存在问题:即由卫星接收得辐亮度计算出海面之上得离水辐亮 度大气气溶胶、污染如何消除，海水中得泥沙浓太大找不出一个通道使离水辐 亮度等于0生物光学算法:二类水体问题，因为泥沙、可溶有机物都变,光谱混在一起二类水体难点:组分多，大气中气溶胶变化也大Sedseais,

17、mens,modisvriis,cocts,octs海面风场布拉格散射条件及参数意义双尺度模型、组合模型地球物理模式函数:sigmaO与风速风向入射角（散射计）sigmaO与风速风向入射角（高度散射计）Sass,ami,quicscat,HY-2Zscat,oceansat与地球物理模式函数有关,因为它不就是单值得，需要多次观测才能确定,观测中 还有误差与噪声造成多借。中值滤波法，预报高计原理:SigmaO与高度反比,风越大，海面越粗糙，接收到得sigmaO能量越小 散射模型:镜面散射模型微波辐射计测风:比辐射率，粗糙度改变比辐射率大小，影响亮温，SAR测风原理:观测一次，与散射计类似，风向要通过其她方式获得，预报等,都就是1)2)3)4)5)6)7)8)6.地球物理模式函数,近岸得 散射计缺点就是分辨率低,25kg不能得出风向 高度计1）因素:大气对流层、电离层、海面电磁矫正，地球固体、海面潮汐 原理脉冲达到海面返回得时间，不就是真正光速能量一半得位置X光速/2=瞬时海面到卫星得距离2)测海浪原理:回拨信号上升沿得斜率与海浪有效波高成反比有效波高:100个波中前三分之一得平均值3)概念海面高度:瞬时海平面与参考椭球之间得高度海面地形（动力高度）：瞬时海平面与大地水准面大地水准面:最接近地球表面得等势面海面咼度异常SSHA:海平面最离与最