第四章 海洋表面温度遥感 - 海洋遥感
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中国海洋大学海洋遥感课程大纲英文名称Ocean Remote Sensing【开课单位】信息科学与工程学院海洋技术系【课程模块]专业知识【课程编号]【课程类别]必修【学时数】48 (理论卫实践_0_)【学分数】—3 ______一、课程描述本课程大纲根据2011年本科人才培养方案进行修订或制定。
(-)教学对象海洋技术专业本科生。
(二)教学目标及修读要求1、教学目标本课程重点介绍卫星海洋遥感的基本原理和最新研究进展,通过海洋遥感课程的教学,使学生比较系统地学习海洋遥感探测的基本原理,掌握遥感数据处理的基本过程和方法,熟悉海洋遥感的最新进展,为学生毕业后从事相关的工作和学习打下良好基础。
教学中注重理论与实践相结合,并注意介绍海洋遥感研究中的一些最新成果。
本课程不进行双语教学,但在教学中注意介绍相关的专业词汇。
2、修读要求海洋遥感是海洋技术专业的一门专业基础课,属于海洋遥感与GIS技术课程模块中的专业知识教育层面。
海洋遥感具有应用性强,研究内容涉及物理学、计算机技术、图像处理技术等各个学科领域,同时又随着卫星遥感技术的迅速发展不断变化。
教学内容上将结合该领域的发展,不断补充更新,介绍海洋遥感技术发展与应用的前沿。
引导学生阅读参考文献,查阅最新的期刊杂志,提高学生的自学能力,使学生了解海洋遥感技术发展应用的新动向。
学生应具备大学物理、高等数学的基本知识和理论,并已经选修海洋学I、遥感概论等。
(二)先修课程选修海洋遥感课程的学生应当在学习大学物理、高等数学的基础上,并具备海洋学、遥感概论、数字图像处理等基本理论知识。
二、教学内容(一)绪论11、主要内容:主要介绍海洋遥感的概念、海洋遥感和空间海洋学的历史发展、海洋遥感系统的主要组成部分、海洋遥感在海洋科学研究中的价值,以及国际和国内的主要海洋卫星计划。
2、教学要求:掌握海洋遥感的基本概念、海洋遥感系统的组成部分以及海洋遥感发展过程中的重要阶段和代表性卫星及传感器,理解海洋遥感和空间海洋学的发展历史背景、在海洋科学研究中的主要作用,了解国际上的海洋卫星发展规划。
如何利用遥感数据进行海洋环境监测遥感数据在海洋环境监测中的应用遥感技术是指通过人造卫星、航空器等高空平台对地球表面进行观测和探测的技术手段。
利用遥感技术获取的观测数据,可以为海洋环境监测提供丰富的信息,从而帮助我们更好地理解和管理海洋环境。
本文将讨论如何利用遥感数据进行海洋环境监测。
1. 遥感数据的获取遥感数据的获取主要通过卫星和航空器来实现。
由于卫星的广覆盖性和高分辨率特性,卫星遥感数据成为海洋环境监测中最常用的数据来源。
此外,航空器遥感数据也有一定的应用价值,特别是在短时间尺度和小区域范围内的监测中。
2. 海洋表面温度监测海洋表面温度是海洋环境监测的重要指标之一。
利用遥感技术,我们可以获取到全球范围内的海洋表面温度数据。
这些数据可以用于监测海洋水温的变化趋势,预测气候变化,评估海洋生态系统的健康状况等。
同时,海洋表面温度数据还可以用于监测海洋循环和海洋风暴等极端天气事件。
3. 海洋色素监测海洋色素是指海洋中的生物在光合作用中吸收和反射的光线的颜色。
利用遥感技术,可以获取到海洋中的色素浓度分布图。
这些数据可以帮助我们了解海洋生物群落的演变和分布情况,评估海洋生态环境的健康程度。
同时,海洋色素数据还可以用于监测蓝藻水华、赤潮等海洋生态灾害事件的发生和扩散。
4. 海洋溢油监测海洋溢油是海洋环境监测的重要问题之一。
利用遥感技术,可以从卫星图像中识别出海洋中的溢油事件。
遥感数据可以提供溢油面积、溢油量和溢油位置等信息,帮助监测部门及时采取应对措施,并评估溢油对海洋生态环境的影响程度。
此外,遥感数据还可以用于监测海洋油田的开发和生产过程中的污染排放情况。
5. 海洋气象监测利用遥感技术,还可以对海洋气象进行监测。
通过获取海洋中的风力、风向、海浪高度等数据,可以帮助预测海洋风暴、海浪涌浪等极端气象事件的发生和发展趋势。
这些数据对于航海、渔业等海洋相关行业的安全运营具有重要意义。
6. 人工智能在遥感数据分析中的应用随着人工智能技术的发展,越来越多的研究将人工智能技术与遥感数据分析相结合。
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外表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。
海洋科学中的海洋环境遥感随着时代的不断发展,科技不断进步,海洋遥感技术也得到了广泛的应用。
海洋遥感技术是指利用遥感技术对海洋环境进行实时监测、分析、预测等处理,可以有效探测海洋气候、海洋生态环境、海洋地理信息等方面的信息。
本文主要论述海洋科学中的海洋环境遥感技术及其应用。
一、海洋环境遥感技术的基础海洋环境遥感技术是基于遥感技术和地球物理技术的,它主要是利用卫星遥感和水下探测技术,通过捕捉、分析海洋表面和水下空间的图像、声波等多种信息,以获得海洋环境的多尺度、多维度、多参数的数据。
海洋环境遥感技术主要包括以下几个方面:1.卫星遥感技术卫星遥感技术是利用卫星上安装的遥感传感器监测地球表面的状况,其优点是可以迅速获取大面积的海洋环境信息,可以实现对全球海洋生态的大范围、精确的观测和监测。
2.水下探测技术水下探测技术是利用声波等物理技术探测水下环境,主要通过对船舶、海底地貌、海底岩石结构、地下水资源、地壳构造等进行探测,可以获得大量的水下信息,为研究海洋环境提供了强有力的数据支持。
3.综合应用综合应用是指整合不同的遥感技术和地球物理技术,对海洋环境进行综合分析。
综合应用海洋遥感技术不仅扩大了海洋环境遥感的覆盖范围,而且能够获得更加全面、准确的海洋环境信息。
二、海洋环境遥感技术的应用领域1.海洋生态环境研究海洋生态环境研究主要是对海洋生态系统的监测和预测,利用卫星遥感技术可以监测海洋浮游植物、浮游动物、海洋气候等环境信息,而水下探测技术则可以提供水下环境的地貌特征、流场结构以及水下物种分布等相关数据。
这些数据对于研究海洋生态系统的组成、结构和演化规律具有重要意义。
2.海洋气候预测海洋气候预测是指通过卫星遥感技术对海面温度、盐度、潮汐、流体运动等要素进行监测,以便预测海洋环境中存在的气象现象,例如风暴、海浪、海雾和海冰等。
卫星遥感的数据能够为气象预测、海上通信、沿海生产等提供实时提示和预警。
3.水下资源勘探水下资源勘探是指利用水下探测技术对海洋中的石油、天然气、金属矿物等资源进行探测、勘探和运输。