高光譜遙感的海洋應用PPT課件

.,1,高光譜遙感在海洋學的應用,魏志奇北京歐普特科技有限公司W(wǎng)eizhiqi,.,2,海洋遙感的特點,快速且具有很高的分辨率大面積同步觀測更新速度快，動態(tài)和長期的監(jiān)測涉及船舶等不易抵達的海區(qū)多學科交叉研究成本低廉,.,3,應用,葉綠素濃度海洋初級生產(chǎn)力全球通量其他海洋現(xiàn)象懸移質濃度DOM濃度大氣氣溶膠淺海水深,海表溫度海面風場海浪海水海底地形風暴潮水汽和降雨海面油污CO2海/氣交換,.,4,在沿海及內(nèi)陸水域環(huán)境中的應用,在海洋與內(nèi)陸水色遙感中，高光譜成像光譜數(shù)據(jù)可以用于估算和分析水域中的吸收和散射成分（這些成分主要包括水體中的葉綠素、浮游生物、不可溶解的有機質、懸浮沉淀物、基底物質組成、半淹沒水生植物等），用于識別和估算水域中葉綠素、黃色物質及懸浮物的含量并且用于水質監(jiān)測。通過高光譜遙感對葉綠素估算，監(jiān)視浮藻生長、浮游生物的分布和魚群位置，估算浮游生物的生物量和第一生產(chǎn)力。Chen等（1992）利用微分光譜估算水體中懸浮的色素，Carder等（1993）應用AVIRIS數(shù)據(jù)對美國佛羅里達Tampa海灣的可溶性物質和微粒成分進行了研究。而Hamcition等（1993）則應用AVIRIS對水深、湖底制圖方面進行了研究。而Richardson等（1994）利用AVIRIS數(shù)據(jù)探測海水中藻類光合作用的相關色素。Sandidge等（1998）分析了AVIRIS數(shù)據(jù)建立了水深與高光譜數(shù)據(jù)之間的相關關系。,.,5,海表溫度(SST),紅外輻射計（3-5，8-14um)普朗克定律利用海洋的比輻射率變化極小的特點B(，T)=2hc2/51/exp(hc/RT)-1B(，T)黑體的光譜輻射亮度(W/m2/Sr/m)輻射波長(m)T黑體絕對溫度(K、T=t+273k)C光速(2.998108ms-1)h普朗克常數(shù)，6.62610-34JSK波爾茲曼常數(shù)(Bolfzmann)，1.38010-23JK-1基本物理常數(shù)海表溫度反演常用的算法MCSST,CPSS,NLSST等,.,6,紅外輻射測量示例,.,7,海表溫度測量的成功應用,全球氣候變化海洋熱收支CO2氣體交換系數(shù)ElNino現(xiàn)象黑潮和灣流中尺度漩渦及其變化湍動的精細結構魚類的回游路線油污染和熱污染漁場信息,.,8,海洋初級生產(chǎn)力與海洋漁業(yè),與葉綠素相關葉綠素濃度初級生產(chǎn)力的時空變化對海洋生物學、全球氣候變化和全球生態(tài)環(huán)境研究意義重大確定對CO2的調(diào)控能力,.,9,海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測,赤潮污染某些中尺度海洋現(xiàn)象,.,10,河口海岸帶泥沙濃度及其運移,懸移質遙感定量經(jīng)驗公式R=A+B*log(S)R=C+S/(A+BS)S=懸移質含量，R=反射比，A、B、C=常數(shù),.,11,海洋通量及固碳能力,估計海洋對CO2的吸收存儲和轉移能力確定海洋碳系統(tǒng)的變化,.,12,FieldSpecDualVNIR,雙光路系統(tǒng)光譜范圍：350-1050nm;光譜分辨率：3nm積分時間：最短17ms可用附件：延長光纖視長角鏡頭余弦接收器參考板（白板或灰板）光度標定室內(nèi)照明光源測量參數(shù)：輻射照度（Irradiance）輻射亮度（Radiance)反射率,.,13,光譜儀內(nèi)部結構,.,14,兩種顯示方式：,Display-OverlayReference,Display-ViewReference,在這個窗口中可以控制修改ReferenceSpectrometer的積分時間，前視場角鏡頭以及DCSH,在這個主窗口中積分時間前視場角鏡頭是作用于目標光譜儀的,.,15,可選用的附件光纖,標準光纖長度1.5m19條200微米芯徑UV增強光纖構成鎧裝保護：金屬螺紋管+PVC外皮水上應用延長光纖長度：可選構成連接方式：直接連接或者跳線方式鎧裝：水上或者水下應用鎧裝不推薦對光纖跳線作光度標定,.,16,可選用的附件鏡頭,視場角鏡頭外形及視場角外形視場角：1度、3度水下及水上測量水下測量必須選用帶有法蘭盤的水下光纖與標準光纖或者與延長光纖連接（水下或者水上測量）可測量參數(shù)反射率僅用于測量光路輻射亮度測量（Radiance）測量光路,.,17,可選用的附件余弦接收器,余弦接收器外形及構造外形及構造與標準光纖或者與延長光纖連接水下測量必須選用帶有法蘭盤的水下光纖可測量參數(shù)輻射照度（Irradiance）參比光路,.,18,可選用的附件室內(nèi)照明光源,外形應用：作為穩(wěn)定的室內(nèi)實驗用光源參數(shù)：發(fā)光光譜范圍：3502500nm功率：50W可調(diào)焦、帶有三角架連接螺孔,.,19,FieldSpecDualVNIR的操作,ViewingandControlingtheTargetSpectrometerViewingandControlingtheReferenceSpectrometerViewupto4spectraSaturationAlarmAutoMenuHowtoadjusttheTargetSpectrometerWavelengthCalibrationHowtocreateaninter-calibrationfileforreal-timereflectance-manuallyorautomaticaly,.,20,ViewingandControlingtheTargetSpectrometerandtheReferencespectrometer,Display-OverlayReference,Display-ViewReference,目標光譜儀和參比光譜儀,參比光譜儀,.,21,Control-TargetConfiguration,Control-ReferenceConfiguration,可以修改積分時間，鏡頭，光譜平均和暗電流平均,只能修改積分時間和前視場角鏡頭，不能修改光譜和暗電流平均,.,22,數(shù)據(jù)的保存,當保存RAWDN(原始DN值)，Radiance(輻射亮度值)和Irradiance(輻射照度值)的時候兩個光譜儀都保存數(shù)據(jù)。分別是*t.000和/*r.000當只是保存Reflectance(反射率數(shù)據(jù))的時候，則只保存*t.000，即只保存目標光譜儀采集的數(shù)據(jù)。,.,23,Viewupto4spectra,Display-viewfiles,.,24,SaturationAlarm飽和警告,主窗口顯示的是TargetSpectrometer目標光譜儀的飽和情況，Referencespectrum窗口顯示的是ReferenceSpectrometer的飽和情況。消除飽和警告需要重新優(yōu)化，改變儀器的積分時間,.,25,AutoMenu,當選擇第一個DCbeforespectrumstored的時候，表示當按空格鍵保存數(shù)據(jù)之前會對兩個光譜儀采集暗電流當選擇Optimizebeforespectrumstored的時候，則在光譜儀保存數(shù)據(jù)之前兩個光譜儀會根據(jù)當時的光照情況自動調(diào)節(jié)積分時間當選擇Createinter-calibrationfileafterWRcommand,表示在每次測白板后自動創(chuàng)建一個內(nèi)部校準文件,.,26,HowtoadjusttheTargetSpectrometerWavelengthCalibration如何對目標光譜儀做波長校準,1、首先點擊Display,選擇OverlayReference2、在兩個光譜儀中選擇前視場角鏡頭3、將兩光譜儀的鏡頭對準具有明顯光譜特征的物體，例如太陽或者熒光燈。4、放大一個明顯的光譜吸收峰，記錄兩個光譜儀的吸收峰所對應的波長。5、計算第四步中波長差值得出一個補償值6、打開TargetConfiguation對話框，,.,27,7、填入補償值,8、點擊OK退出對話框,9、重復以上8個步驟以使得目標光譜儀和參比光譜儀波長值一致。,.,28,Howtocreateaninter-calibrationfileforreal-timereflectance-manuallyorautomaticaly怎樣對實時光譜反射率創(chuàng)建一個內(nèi)部定標文件,目的：在反射率的測量中，對兩個光譜儀的靈敏度差異進行校正ThecorrectedreflectanceisthencomputedbydividingtheTarget/Referenceratiobythespecifiedinter-calibrationfile.？兩種創(chuàng)建內(nèi)部定標文件的方法：手動的和自動的