第五章 海洋水色遥感 - 海洋遥感..
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《海洋遥感》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程简介和教学目标1.课程简介(300-500字)海洋遥感课程主要讲述遥感及海洋遥感的基本理论、方法和基础知识。
主要内容有海洋遥感体系、分类及发展历史,海洋遥感物理基础、地物、海表与电磁波相互作用和遥感成像机理;不同遥感器特性与遥感平台;海洋遥感资料处理的方法与技术;海洋遥感定标技术、方法;海洋遥感技术应用领域及综合应用。
学生通过海洋遥感原理的学习,可以打牢海洋遥感的基础知识,进而可以运用到海洋研究中。
2.教学目标海洋遥感课程系统介绍了海洋遥感基本理论、方法和应用技术,是海洋技术专业海洋信息技术方向本科生的专业课之一。
通过该课程教学与实习,达到以下的教学目标:教学目标1:掌握海洋遥感的基本原理与方法,包括可见光遥感、红外遥感、微波遥感教学目标2:掌握海洋遥感的技术系统,数据处理流程和辐射定标的基本知识教学目标3:掌握海洋遥感常规产品的基本处理方法教学目标4:了解海洋遥感的应用领域,尤其是海洋遥感在海洋水色、水温和水动力等方面的应用教学目标5(课程思政):树立海洋强国意识。
3.教学目标与毕业要求指标点的支撑关系三、理论教学表1 理论教学安排四、实验教学五、考核与成绩评定方法六、建议教材及相关教学资源1、建议教材[1] 刘玉光等编著.《卫星海洋学》,高等教育出版社,2009[2] 梅安新彭望琭秦其明刘慧平编著.《遥感导论》,高等教育出版社,2001 2、参考资料[1] 潘德炉等编著.《海洋遥感基础及应用》,海洋出版社,2017[2] 蒋兴伟等译.《海洋遥感导论》,海洋出版社,2008[3] 赵英时等编著.《遥感应用分析原理与方法》,科学出版社,2003。
第5章SAR海洋内波遥感探测技术5.1 引言内波是发生在海洋内部的波动现象,是引起海水内部混合,形成温、盐细微结构的主要原因。
随着近代观测技术的进步,人们普遍认识到,海洋内波与海洋水声学、水下航行、海洋生物学、海洋光学、海洋沉积学、军事海洋学以及海洋水下建筑学等学科有着密切的联系(徐肇廷,1999)。
因此,提取内波参数,研究内波特性具有非常重要的意义。
长期以来, 它一直成为海洋学家潜心研究的前沿性课题(蔡树群,2001)。
在过去,人们通常利用锚系来测量内波。
如简易温度锚系可以测量内波的时空特征,包括波长、振幅、传播方向和速度等(陈守虎等,2004)。
然而,锚系测量内波站点有限平分辨率不高,难于推算出具有较大空间尺度的内波的波长及传播方向等空间特征。
大范围、全天时和高分辨率的合成孔径雷达的出现为内波探测提供了一种全新的方法(Alpers,1985;Liu,1998)。
综合利用SAR数据、CTD数据和海上同步测量数据等来研究海洋内波是当前的热点。
在研究背景里提到,一方面,SAR图像噪声大,给自动提取内波波长和半振幅宽度带来困难。
另一方面,传统的内波参数反演方法依赖于半日潮假定,对许多单个内波波群的SAR图像,无法开展定量的反演工作。
本章根据以上两个方面存在的问题,从两个方面来探讨内波参数提取和反演。
一方面,结合EMD方法从能量大小的角度来探讨合成孔径雷达非线性内波信号的提取方法。
目的主要有:一是比较希尔伯特—黄变换、傅立叶变换和小波分析对内波波长提取效果;二是比较希尔伯特—黄变换和小波变换对内波波形的提取效果;三是在提取内波波形的基础上对各个孤立波的半振幅宽度进行计算进而通过CTD辅助数据反演孤立子波的振幅。
效果评价采用定性分析,从原始信号和分离后的信号的比较以及内波成像的数学仿真模型来分析结果的好坏,对于内波振幅反演的精度评估方面,采用与Liu等的验证算例进行量级上的比对(Liu,1998)。
另一方面,结合M4S 微波散射模拟和内波动力学方程来探讨内波参数反演的新方法。
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。
ISSN100922722 CN3721118/P海洋地质动态Marine Geology Letters第25卷第10期Vol25No10文章编号:100922722(2009)1020036206地质构造三维可视化系统设计与实现陈 军1,2,权文婷3,周冠华3,温珍河1,2(1国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室;2青岛海洋地质研究所,青岛266071;3北京师范大学资源学院,北京100875)摘 要:地质构造三维可视化是地质勘探数据处理的重要环节,是正确认识地质构造的重要手段,从而为油藏模拟提供科学的依据。
在与Arcengine技术的支持下,结合地质构造数据特征及其应用要求,设计实现了地质构造三维分析与可视化系统。
试验结果提供了从整体到局部的多角度显示手段与几种常用的数据挖掘方法,从而有助于研究人员准确快速掌握地质构造信息,为进一步的地质研究提供科学依据。
关键词:地质构造;三维可视化;数据挖掘中图分类号:P618.02 文献标识码:A 地质对象相比于地理对象而言,具有平面分布、Z值变化连续、内部信息不完全(或者称地质对象是灰色的)和数据采集代价大等特点[1]。
长期以来,地质工作者习惯于用二维地图产品来抽象形成大脑中的三维地物,这给许多地学专家进行地学分析带来极大不便,单靠二维信息无法较好地描述地质体的三维结构。
为此,多年来地质工作者一直关注地质体三维可视化及建模技术[2]:1992年国际勘探地球物理学家协会和欧洲勘探地球物理学家协会成立了Seg/Eaeg3D建模委员会,开展了3D建模工程;1997年在巴塞罗那召开的国际数学地质会议上,Graeme和Bonham等强调地质材料收稿日期:2009207202基金项目:国家地质大调查专项“我国海域1∶100万地质地球物理系列图”(1212010511302);十一五国家科技支撑项目(2008BAC34B03)作者简介:陈 军(1982—),男,实习研究员,从事地理信息系统与遥感研究.E2mail:chenjun820711@ 3D可视化的重要性[3]。
浅论我国海洋遥感的发展及应用摘要随着对地球认识的不断深化,海洋的作用越来越被人们所认识。
因此海洋在我国社会经济建设中的战略地位极为重要,而利用空间技术检测海洋,在维护我国海洋权益、保护海洋环境、开发海洋资源、减轻海洋灾害和有效实施海洋管理等方面显得尤为重要和迫切。
关键词海洋遥感发展1前言随着对地球认识的不断深化,海洋的作用越来越被人们所认识。
海洋在整个地球环境变化中起着主要的作用,海洋环境的重要性,如对全球碳循环、全球气候变化的作用等,迫使人们采用各种手段对其进行观测和研究。
我国东临太平洋,是世界上重要的海洋国家之一。
大陆海岸线长达1.8万多千米,沿海岛屿有6500多个:岛屿岸线约1.4万多千米,并拥有300万平方千米的管辖海域。
因此海洋在我国社会经济建设中的战略地位极为重要,而利用空间技术检测海洋,在维护我国海洋权益、保护海洋环境、开发海洋资源、减轻海洋灾害和有效实施海洋管理等方面显得尤为重要和迫切。
2何谓海洋遥感海洋遥感(Oceanographic Remote Sensine)是指以海洋及海岸带作为监测、研究对象的遥感,包括物理海洋学遥感,如对海面温度、海浪谱、海风矢量、全球海平面变化等的遥感;生物海洋学和化学海洋学的遥感,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。
海洋遥感是利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理观测和研究海洋的,其内容涉及到物理学、海洋学和信息科学等多种学科,并与空间技术、光电子技术、微波技术、计算机技术、通讯技术密切相关,是20世纪后期海洋科学取得重大进展的关键学科之一。
3我国海洋遥感的发展我国海洋遥感技术研究始于70年代末,首次接收美国1979年和1981年发射的气象卫星系列TIROS-N/NOAh第六颗和第七颗的数据。
当时也只是把该卫星数据作为遥感试验资料,而真正投入业务运行还是80年代中期。
1990年,我国发射了气象卫星——“风云一号”,该卫星上的2个绿蓝波段是“海窗”对海水水色进行有效地遥感监测,我国开始用自己的卫星进行海洋监测。
水色遥感技术在海洋探测中的应用
水色遥感技术的原理
辐射传输是水色遥感技术的理论基础。
遥感技术关注的波段主要在可见光—近红外光线区域内,通过对于海面发出的辐射的频率和强度进行分析,计算及反演来获得海面的一些基本情况。
水色遥感技术为我们了解广阔无垠的海洋提供了一个可行的途径,能够极大的帮助我们了解海洋表面的一些生物及化学信息。
海面的光学特性是水色遥感技术的计算基础。
两种水体的划分
根据光学性质的不同,海水可以分为两类。
一类水体:其光学性质主要由浮游生物和其伴生物决定,例如深海大洋的开阔水体。
二类水体:其光学性质主要由悬浮物、黄色物质(即有色可溶有机物)决定,例如近岸、河口等受陆源物质排放影响较为严重的地方。
所以二类水体是我们最关注的水体,同时也是计算最复杂,最难以准确预测的水体。
水色遥感技术的应用
海洋是浩瀚而广阔的,同时也是最难以估料的。
传统中的“秀才不出门,便知天下事”在今日是否可以演化为秀才不出门,可知海洋事呢?这是水色遥感技术的一个重要的目的。
研究水色遥感,可以让我们方便的了解海面上的浮游生物及其他生物资源的情况,。