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水色遥感概念

1、水色和海色:

所谓水色(water color)或海色(ocean color)是太阳光经水体或海水散射后,可见光和近红外辐射计监测到的散射光的颜色。

水色的概念涵盖了,我们使用中文“水色”既可以代表水体的颜色,又可以代表海洋的颜色。

2、水色三要素:浮游植物的叶绿素、无机悬浮物、有机的黄色物质;水色三要素的种类和浓度决定了水体的颜色。

因为无机的和有机的悬浮物不易于通过光学方法分辨,人们常使用总悬浮物浓度(total suspended matter concentration)代表二者浓度之和。

辐射计(radiometer)是一种根据被动遥感理论制作的传感器。辐射计本身并不发射电磁波,它只接收地球表面反射和散射的太阳光或者地球表面包括陆地、海面和大气层的自发辐射;人们依靠反演算法可从辐射计测量数据中提取有关地球表面、海洋和大气的物理信息。

可见光和红外辐射计(visible and infrared radiometer)分为宽带辐射计和窄带辐射计两种。可见光和红外波段的宽带辐射计一般装载在气象卫星和陆地卫星上

可见光和红外波段的窄带辐射计一般装载在水色卫星或者水色兼气象卫星上

2、水色三要素有哪些(了解下如何实验室测量,荧光法的原理)

浮游植物的叶绿素、无机悬浮物、有机的黄色物质

因为叶绿素-a受到蓝光(450/470 nm)激发能产生红色(685/695 nm)荧光,利用这个性质可使用荧光光度计/荧光计(fluorophotometer / fluorometer)测量海水中的叶绿素-

使用活体荧光法在海水中现场测量获得的叶绿素-a数据被称为“活体叶绿素-a浓度”,多传感器水体参数观测仪AAQ1183荧光探头测量的“活体叶绿素-a浓度”以ppb(parts per billion)为单位。

ppb与我们平常规范的μg/L单位不同。需要将活体叶绿素的测量数据与传统规范的测量方法(例如萃取荧光法)获得的数据进行比较,完成从ppb到mg/m3的单位转换;这种方法是“现场标定法”,“现场标定法”的优点是考虑了海水浑浊度对转化公式的影响。

优点:虽然水下活体荧光法还未被规范接受,但是它的测量过程简单、快速,而且能测量垂直剖面的叶绿素-a的浓度分布,所以它开始被越来越多的调查者青睐。缺点:在太阳光很强的时候,在海洋近表层采用水下活体荧光法测量叶绿素浓度可能伴随由于荧光熄灭(photoinhibition of fluorescence)带来的测量误差。

3、一类水体和二类水体

一类水体:如果浮游植物及其“伴生”腐殖质对水体的光学特性起主要作用,则该水体被称为第一类水体(Case I waters)。

二类水体:如果无机悬浮物或黄色物质(又称溶解的有色有机物)对水体的光学特性有不可忽视的明显作用, 则该水体被称为第二类水体(Case II waters)。

有色溶解有机物(CDOM:Colored Dissolved Organic Matter)是DOM中的主要成分,它能吸收蓝色的光而散射黄色的光,从而使水呈浅黄色,故被人们通俗地称为黄色物质。

因为黄色物质不便于取样称重,人们通常使用只含有黄色物质海水的吸收系数广义地代表它的浓度,其单位是μm-1。

4、水色遥感预处理(几何定位、辐射校正)

  • 数据解包是由L0数据解包处理为L1A级HDF格式数据的过程。主要是解读CCSDS格式的0级产品,提取时间、扫描线、各种视场数据帧、丢失包、遥测数据、工程数据、卫星姿态信息、星历信息以及各种分辨率的探测数据等,将这些数据按HDF格式分层,和分类存放
  • 几何定位:经过几何定位处理后,每个空间单元都包含地理纬度、高度、卫星天顶角、卫星方位角、卫星范围、太阳天顶角和太阳方位角8个参数
  • 辐射校正:根据星载定标系数和一些辅助输入数据计算各通道探测数据的反射率或辐射值,是从原始电子计数到绝对辐射率的过程,结果以HDF格式存放。

5、水色遥感术语(表观光学量、固有光学量分别有哪些?其中什么是遥感反射率)

表观光学量光场和水中的成分而定,包括向下辐照度、向上辐照度、离水辐亮度、遥感反射率、辐照度比等,以及这些量的衰减系数。

固有光学量光场无关,只与水中成分分布及其光学特性有关,直接反映媒介的散射和吸收特征,如:吸收系数;散射系数;体积散射函数等

遥感反射率Rrs (λ)(remote sensing reflectance

广州耀海科技有限公司致力于国产海洋光学遥感设备的研发、生产和技术服务,并提供国内外成熟先进的海洋调查设备与技术方案,包括海洋光学、海洋水文、海洋气象、环境监测、水下工程和海洋测绘等领域。

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