第五章 海洋水色遥感 - 海洋遥感
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1. 狭义广义遥感狭义遥感:主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上,利用可见光、红外、微波等探测器,通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理,从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
(利用电磁波进行遥感)广义遥感:利用仪器设备从远处获得被测物体的电磁波辐射特征(光,热),力场特征(重力、磁力)和机械波特征(声,地震),据此识别物体。
(除电磁波外,还包括对电磁场、力场、机械波等的探测)两者探测手段不一样2. 遥感技术系统信息源-信息获取-信息纪录和传输-信息处理信息应用3. 遥感的分类(1)按照探测电磁波的工作波段分类:可见光遥感、红外遥感、微波遥感等(2)按照传感器工作方式分类:主动遥感、被动遥感4. 遥感的应用内容上可概括:资源调查与应用、环境监测评价、区域分析规划、全球宏观研究5. 海洋遥感的意义(1)海洋气候环境监测的需要海洋占全球面积约71%,海洋是全球气候环境变化系统中不可分割的重要部分厄尔尼诺、拉尼娜、热带气旋、大洋涡流、上升流、海冰等现象都与海洋密切相关。
厄尔尼诺是热带大气和海洋相互作用的产物,它原是指赤道海面的一种异常增温,现在其定义为在全球范围内,海气相互作用下造成的气候异常。
(2)海洋资源调查的需要海洋是人类最大的资源宝库,是全球生命支持系统的基本组成部分,海洋资源的重要性促使人们采用各种手段对其进行调查研究海岸带是人类赖以生存和进行生产活动的重要场所,海岸带资源的相关调查对于沿海资源的合理开发与利用非常重要(3)海洋遥感在海洋研究中的重要性海洋遥感具有大范围、实时同步、全天时、全天候多波段成像技术的优势可以快速地探测海洋表面各物理量的时空变化规律。
它是20 世纪后期海洋科学取得重大进展的关键学科之一。
重要性体现在:是海洋科学的一个新的分支学科;为海洋观测和研究提供了一个崭新的数据集,并开辟了新的考虑问题的视角;多传感器资料可推动海洋科学交叉学科研究的发展1. 海洋遥感的概念(重点)、研究内容海洋遥感:指以海洋及海岸带作为监测、研究对象,利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理来观测和研究海洋的遥感技术。
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。
基于遥感在海洋资源勘查中的应用
遥感是一种以卫星、飞机等空中平台进行观测和测量的技术手段,通过获取地表和物体表面的电磁能谱信息,可以实现对海洋资源的勘查和监测。
遥感在海洋资源勘查中的应用包括海洋水色遥感、海洋温度遥感、海洋色素遥感、海洋浮游植物遥感、海洋浮游动物遥感、海洋沉积物遥感等多个方面。
海洋水色遥感是通过测量和分析海洋水体的反射光谱和吸收特性,来获取海洋水质信息的技术。
利用遥感技术可以实时监测水体体积浓度、浊度、营养盐含量等参数,从而评估海洋水质的变化和污染程度,为海洋环境保护提供科学依据。
海洋温度遥感是通过测量海水的辐射热能,来获取海洋温度分布和变化的技术。
利用遥感技术可以实时获取海洋表面温度和垂直温度剖面,并结合大气热力学模型,预测海洋环流和海气相互作用等海洋动力学过程,为海洋资源的合理开发和利用提供支持。
海洋浮游植物遥感是通过测量海水中浮游植物的荧光辐射和散射特性,来获取海洋光合作用和生态系统功能的技术。
利用遥感技术可以实时监测海洋中浮游植物的生理状态和生长速率,评估海洋碳循环和气候变化的影响,为海洋资源的可持续利用提供决策依据。
遥感在海洋资源勘查中的应用具有广阔的发展前景,可以为海洋环境保护、海洋资源管理和海洋经济发展提供可靠的技术支持。
随着遥感技术和数据处理方法的不断改进和发展,相信在未来会有更多有效的遥感技术应用于海洋资源勘查中。
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。
近海海洋水色遥感技术对赤潮的监测我国近海区域海水水质随着沿海经济的发展呈现变坏的趋势,近几十年发生过多次赤潮,其主要原因就是水体富营养化。
在渔业上,赤潮直接带来了巨大损失,有时候赤潮还威胁到人类与动物的生命。
因此,找到发生赤潮的规律及赤潮产生的原因至关重要,这就需要对近海区域海水水质进行长时间的监测,除了现场采集海水样品进行分析研究之外,利用卫星遥感数据对海水水质的监测越来越受到人们的重视。
1 水体富营养化富营养化是指水体在自然因素和(或)人类活动的影响下,大量营养盐(如氮、磷等)随着流水流入到湖泊、水库、河口、海湾等水体,使水体在比较短的时间内由贫营养状态向的富营养状态变化的一种现象。
在不受人类干扰或很少受到人类干扰的自然条件下,湖泊这种从贫营养状态过渡到富营养状态的自然过程非常缓慢,一般需要上千年或更长时间;而人为排放的工业废水与生活污水中含有大量的使水体富营养化的营养物质,因此在短时间内可以使水体富营养化,且这种状态会持续较长时间。
其最主要的表现是:藻类及其它浮游生物的繁殖速度变快,藻类等大量生物越来越多,使水体含氧量下降,水质逐渐恶化,因为缺少氧气而使得鱼类及其他生物大量死亡。
水体出现富营养化现象时的最主要表现是:浮游藻类大量繁殖,即所谓的“水华”。
由于占优势的浮游藻类因种类不同而拥有不同的颜色,水面往往呈现不一样的颜色:例如蓝色、红色、棕色、乳白色等。
海洋中的“赤潮”就是海水中出现了这样的现象。
评价水体富营养化的方法主要有:营养状态指数法,营养度指数法和评分法。
营养状态指数法中根据水体透明度制定的卡尔森指数是最常用的评价水体富营养化的方法之一。
后来,日本的相崎守弘等人提出了修正的营养状态指数(TSIM),即以叶绿素a浓度为基准的营养状态指数。
这也是近海水域海水水质监测使用最多的一个指数。
除了浮游植物对水色的影响,悬浮物和黄色物质对海洋水色也会产生一定的影响。
因此,在研究近海海洋水色时,也要考虑到这些因素。