海洋遥感课件

1、 海洋遥感 遥感技术是在普通航空摄影基础上逐步发展起来的一门独立的边缘学科，至今经历了(飞机)航空遥感和(卫星)航天遥感两个阶段。历史：航空摄影航空遥感卫星遥感原理:海洋不断向环境辐射电磁波能量，海面还会反射或 散射太阳和人造辐射源（如雷达）射来的电磁波能量，故可设计一些专门的传感器，把它装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等携带的工作平台上，接收并记录这些电磁辐射能，再经过传输、加工和处理，得到海洋图像或数据资料。遥感方式有主动式和被动式两种：主动式遥感。先由遥感器向海面发射电磁波，再由接收到的回波提取海洋信息或成像。这种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

2、等。被动式遥感。传感器只接收海面热辐射能或散射太阳光和天空光的能量，从中提取海洋信息或成像。这种传感器包括各种照相机、可见光和红外扫描仪、微波辐射计等。 海洋遥感技术 由于海洋调查船、海洋浮标等调查设备只能获得海洋中点、线、面的区域性连续资料，还不能对大面积海区、甚至整个大洋进行同时而又系统的调查和观测。海洋遥感指的是把传感器装载在人造卫星、宁宙飞船、 飞机、地面等工作平台上，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像或数据资料。 海洋遥感是空间技术应用于海洋科学研究，从事海洋资源调查与环境监测的新兴领域。海洋卫星海洋卫星是专门用于海洋观测，为海洋研究、海洋环境调查和资源开发利用

3、提供信息而设计发射的一种人造地球卫星。它是在气象卫星和陆地资源卫星的基础上发展起来的，属于高档次的地球观测卫星，是地球观测卫星系列中的一个重要分支，包括军用海洋监测卫星、综合性的海洋观测卫星、各种专用的海洋学研究卫星等。主要应用于:海洋环境研究、监测和预报海洋资源开发利用和海洋环境保护海洋综合管理海洋防灾与减灾提供各种固定及移动平台和船上的导航及卫星定位军事方面的应用海洋卫星军用海洋监测卫星综合海洋观测卫星海洋学研究卫星作用环境研究、监测、预报资源开发利用和环境保护海洋综合管理、防灾与减灾定位、导航和军事中国第一颗海洋探测卫星发射海洋遥感系统必须具备如下性能：具有同步、大范围、实时获取资料的能

4、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。测量精度和资料的空间分辨能力应达到定量分析的要求。具备全天时(昼夜)、全天候工作能力和穿云透雾的能力。具有一定的透视海水能力，以便取得海水较深部的信息。海洋遥感技术组成：遥感工作平台遥感传感系统-遥感传感器遥感信息处理技术 遥感工作平台是装载遥感传感器的运载工具。现代遥感系统的工作平台分为地面工作平台、航空工作平台和航天工作平台三类。根据需要，它们既可单独使用也可联合使用。一、遥感工作平台（一）地面工作平台指的是地面上装载传感器的固定或可移动的装置，其中包括遥感观测塔、地面遥感站、观测车、观测船等。特点是建造容易、寿命

5、长、对传感器的重量、体积等要求不高、使用控制方便、测量精度高、可进行连续观测。弱点是“视野”狭窄，只能进行定点或局部海区的观测。 (二) 航空工作平台包括飞机、无人驾驶飞机、气球和探空火箭等。将传感器安装在航空平台上进行的遥感称为航空遥感。特点是机动灵活、观测范围较宽、测量精度较高，特别适合于海岸带和局部海区的遥感观测和环境监测。 飞机、无人驾驶飞机、气球、探空火箭人造卫星、宇宙飞船、航天飞机高度像片测地时间范围航空10103010多年有限卫星几万185185318天无限航空摄影与卫星遥感对比二、遥感传感器遥感传感器是记录目标辐射、反射、散射的电磁波能量，以便识别目标特征的专用仪器。海洋遥感技

6、术的发展，首先要归功于各种传感器的进步，正是依靠这些仪器实现了人类感官的扩展和延伸，因而称为“传感器”。目前用于海洋遥感的传感器按其工作的电磁波谱段来划分可分为可见光传感器、红外光传感器和微波传感器三类。 借助于可见光（电磁波的一部分，波长范围是0.380.78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

7、绿素含量等。 可见光传感器照相机多光谱扫描仪水色扫描图电视摄像系统红外传感器 红外线也是电磁波的一部分，波长范围是078微米至1毫米。工作在这一波段的传感器称为红外传感器，其中最主要的有红外扫描仪。多光谱扫描仪和沿岸带水色扫描仪也包括一二个红外信道。目前的红外传感器所使用的红外波长方法大体有两种：一种是反射红外，其特点与可见光差不多；另一种是热红外，这是根据物体辐射出来的红外线，其强度取决于物体的温度的方法。对于海洋表面温度来说，热红外传感器是最有前途的一种传感器。 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

8、)的工作能力。缺点是不能透过云盖、烟雾等。 无源传感器 亦称被动微波传感器。它本身没有电磁波发射源，只靠接受目标所辐射和反射的电磁波进行探测。如微波辐射计，它只测量海面自然发射或反射的辐射。海洋卫星上使用了扫描式多通道微波辐射计，能获取海面温度、海面风等大量信息。有源传感器 也叫主动微波传感器。它本身可以向目标发射电磁波，然后通过接受目标的回波，来完成探测和识别的任务。这类传感器所获取的回波与日照的变化无关，所以图像稳定清晰，比较容易判读。目前海洋卫星上使用的雷达高度计、合成孔径雷达、微波散射计就属于有源传感器一类。微波传感器的特点是：具有全天时(昼夜都可以工作)、全天候(能穿透云雾、降雨等)

9、的工作能力；较易于实现主动式遥感。缺点是所获取的资料分析解译较复杂，空间分辨力较低。微波辐射计散射计合成孔径雷达卫星高度计地面雷达四、遥感技术在海洋中的应用 (1)海洋气象学。海洋遥感最早的应用领域是海洋气象学。利用卫星观测台风的产生和运动规律，确定台风中心位置，大大提高了预报的准确性。 (2)海洋水文学。遥感在海洋水文学研究中的应用最广阔。海面温度、盐度、水团、海流、波浪和海冰等都可以用遥感技术来观测。 (3)海洋生物学。利用多光谱遥感技术，可以观测海水的水色和透明度，估计海水中叶绿素的含量，有助于海洋初级生产力的研究。 (4)海洋渔业。遥感技术可用于侦察鱼群，帮助渔船增加渔获量。 (5)海

10、洋环境监测。利用卫星可以发现海洋较大范围内的污染，如石油污染、热污染、污水和固定垃圾污染及赤潮等。利用航空遥感监测近海海洋环境，具有机动灵活、分辨率高，特别适合于监测突发的污染事件，如船漏、海难、井喷、非法排污等。 (6)海洋航运。利用卫星可观测大面积海区的海面风场、波浪场、海冰和冰山这些资料有助于船舶的安全航行和寻找最佳航线。 (7)海洋工程。可见光遥感可用于观测海岸、海峡和河口的形态、波浪折射、沿岸泥沙搬运等，还可以用于浅滩定位和浅海海底制图这些都是港湾建设和保护、海岸和浅海施工不可缺少的资料。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。 1、在观测系统建设方面，人们将看到高、中、低轨道结合