卫星海洋资料整理.doc

1雷达极化的作用，为什么用？（不太确定） 电磁波的传播和散射都是矢量现象，而极化正是用来研究电磁波的这种矢量特征。极化合成孔径雷达在不同收发极化组合下，测量地物目标的极化散射特性，并用极化散射矩阵的形式表示。由于电磁波的极化对目标的介电常数、物理特性、几何形状和取向等比较敏感，因而极化测量可以大大提高成像雷达对目标各种信息的获取能力。2由于海洋环境的复杂性，影响微波辐射的因素很多，其论述有哪些主要因素是会对微波辐射有比较大的因素，是如何影响的？答：取决于两个主要因素：(1)海面及一定深度的复介电常数 它反映海水的电学性质，由表层物质组成及温度所决定 海水是由各种盐类、有机质、悬浮粒等组成的复杂水体 从微波辐射角度，海水可视为含NaCl等盐类的导电溶液 海水的介电常数是海水温度、盐度的函数因而海洋微波遥感可以测得海面及水下一定深度的温度和含盐度等信息(2)海面粗糙度：海面至一定深度内的几何形状结构。从这一角度可将海面分成4类： 平静海面：海面无风或风速很小，可用物理光学处理，当水面粗糙度较微波波长小得多时，可视为平坦海面，以静面反射为主。 风浪海面：海面有波浪而成为一个随机起伏得粗糙面。此时电磁波在界面上产生复杂多变的反射和散射，散射回波增强。同时，大风浪海面往往伴有泡沫带（含大量气泡和水滴）。它的特征除与辐射亮度温度有关外，还与海浪谱、海面风速等有关。 污染海面：一般指油污染等形成两层介质，引起亮度温度的显著差异。油膜使海面趋于平滑，减弱回波强度，而呈黑色。冻结海面：海面有海冰、冰山等，由于冰雪的介电常数较水体小，引起亮度温度的明显差异。3海洋风速多组解的问题？P229因为散射计测量的直接要素并不是风，而是海面上风诱导的重力毛细波。散射计发出的电磁波与这些风诱导的重力毛细波产生布拉格共振。首先，在检测返回的电磁波信号时人们发现逆风和顺风方向的探测获得的返回信号的差别不明显。其次，风速和风向不是一个未知量，它们构成两个未知量。第三，风和海表面波浪的随机性使得波浪能量分布并不是沿风向对称分布的。当然，还有大气的稳定性问题、影响波浪能量分布的波龄和分区问题等。上述造成散射计遥感风速的一个普遍问题是：风速和风向的反演结果经常是多解的和模棱两可的。4卫星高度计在海洋研究上有什么作用?答：使用高度计可以发挥以下作用：l 测量海洋动力参数：海表面高度SSH、有效波高SWH、海面地形l 获取海洋动力参数信息：海流、海浪、潮汐、海表面风l 研究地球结构和海洋重力场l 目前有两种卫星高度计应用到遥感监测中：雷达高度计：发射和接收海面返回的微波激光高度计：发射和接收海面返回的激光。5水色遥感是当前海洋遥感中一个重要的发展方向，请对水色遥感的未来加以论述。答：高精度处理和定量化第一个环节：从接收到的数字信息转换为辐射量信息的定标研究，包括遥感器发射前的实验室定标和入轨后的在轨定标。第二个环节：离水辐射率信息的提取，其实质是消除大气影响，研究大气校正机理和处理方法。第三个环节：水色因子的定量提取机理和方法，特别高光谱分辨率的海洋光学遥感器提供了更多维的辐射信息，但海量信息又是“双刃剑”，对某一海洋因子而言，很可能大量信息不是有用的信号而是噪声，于是要从光学遥感机理出发开展不同海洋环境因子的最佳波段选择研究。长时相、业务化运行技术研究是海洋光学遥感走向应用的重要途径。多平台监测数据同化：海洋光学遥感易受天气影响，海上晴朗无云天气比例甚低，严重影响海洋光学遥感应用价值。开展不同卫星遥感资料的同化应用研究，如利用微波传感器资料来填补可见光的空缺，是未来的趋势。可见光遥感器平台有多个，由于它们过境成像时间不同，也应该开展不同可见光遥感平台资料同化技术，包括光谱、时间和海洋信息同化。6海洋水体划分？l 一类水体：浮游植物及“伴生”腐殖质对水体的光学特性起主要作用的水体；l 二类水体：无机悬浮物或黄色物质对水体的光学特性有不可忽视的明显作用的水体。l 大多数开阔海域的海水接近一类水体，二类水体位于与人类关系最密切、受人类活动影响最强烈的近岸、河口等海域。二、名词解释1. 海洋遥感：利用传感器对海洋进行远距离非接触观测，以获取海洋景观和海洋要素的图像或数据资料。2. 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。3. 二类水体：如果无机悬浮物或黄色物质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。4. 孔径雷达：真实孔径雷达：雷达天线长度是实际长度，雷达波的发射和接收都是以其自身有效长度的效率直接反映到显示记录中。合成孔径雷达： SAR是一种主动式微波成像雷达，通过测量海面后向散射信号，并通过适当的处理后能产生标准化后向散射截面的图像。 5. 亮温：当实际发射体在某一波长的光谱辐亮度和黑体在同一波长下的光谱辐亮度相等，把黑体温度称为发射体的辐亮度温度。如果波长在可见光谱范围内，用人眼（或具有人眼光谱光视效率响应的探测器）来判断其间亮度相等时，则称为亮度温度，简称亮温。6. 离水辐亮度：离水辐亮度描述被表层海水散射的太阳辐射，不是海水自发辐射，与海水发射率无关。7. 辐射率：衡量物体表面以辐射的形式释放能量相对强弱的能力。物体的辐射率等于物体在一定温度下辐射的能量与同一温度下黑体辐射能量之比。黑体的辐射率等于1，其他物体的辐射率介于0和1之间。8. 水色：水色或海色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。9. 初级生产力：表示每平方米的海面在单位时间（天）内浮游植物中碳元素的增长量（毫克）；三、其它：1、水色三要素 ：浮游植物的叶绿素、无机的悬浮物、有机的黄色物质1. 卫星高度计误差： 轨道误差 坐标系误差 电离层的折射率对电磁波传播速度影响带来的误差 对流层的折射率对电磁波传播速度影响带来的误差 海浪造成的粗糙海面带来的电磁波偏差 使用激光测距仪跟踪卫星存在偏差。 极潮汐和逆气压等其它因素也产生偏差。2. 海洋水色遥感可以探测：浮游植物的叶绿素、无机的悬浮物、有机的黄色物质、污染物等物质。3. 测量叶绿素浓度方法：高性能液相色谱仪测量法、紫外可见光分光光度计测量法 、活性荧光法 4. 海洋高度计可以测： 大洋环流 海洋潮汐 中尺度海洋现象 水准面与重力异常 有效波高 海面风速 海冰 水深 厄尔尼诺现象等。5. ABEOS传感器的作用：建立平台为空间和在轨传递获取的对地观测数据，主要用于全球环境变化监测等任务。6. 折（辐）射率的表示？7. 主动微波传感器有：真实孔径雷达、合成孔径雷达、雷达高度计和微波散射计；常用的被动式微波传感器：微波辐射计。8. 不能用于测量风速的是（MODIS）9. 散射计与高度计测风速风向的区别：高度计只能测风速，不能测风向。10、生物光学算法有：分析算法、半分析算法、波段比率算法、蓝绿比值算法、经验算法等。11、NSCAT装载于日本ADEOS-1卫星上，其用途是测量（海面风场）12、SST应用非常广泛，但准确定义并非易事，有多种定义：Interface SST、Skin SST、Sub-skin SST和Subsurface SST等，遥感中所指的SST一般是指Skin SST13、MODIS传感器目前装载在两颗卫星上，分别是Terra和Aqua14、TP卫星由美国和法国联合发射。15、2002年5月15日，我国发射第一颗海洋卫星HY-1A卫星16、SeaStar卫星的轨道类型是太阳同步轨道17、瑞利散射是由大气中的大气分子引起的，米氏散射是由大气中的气溶胶引起的18、为使卫星能对全球大部分海域进行探测，则卫星轨道可以是（太阳同步轨道）19、SeaWinds工作方式属于主动式20、海水发射率一般为121、高度计遥感与物理海洋学中定义的动力高度不同，前者的单位是米，后者的单位动力米22、散射系数0的计算涉及到海面对微波的散射、反射机制，即0与海面粗糙度的关系，一般按三种情形来进行理论分析镜面反射理论、两尺度散射模型、布拉格共振散射理论23.电磁波在大气中传播时，因大气的吸收和散射作用，使强度减弱，即被大气衰减。因此引起的光线强度的衰减叫做消光。在可见光波段，吸收作用小（仅3%），消光主要是由散射引起的。24、 天顶角与高度角的联系：卫星天顶角为60时，其高度角为（30)25高度计卫星：1992年8月发射的TOPEX/Poseidon 和 2001年12月发射的Jason-1 是特别为高度计轨道设计的专用卫星。26、辐射传输方程：在可见光波段，气溶胶的散射经常是构成最主要衰减的因素。在热红外特别是微波波段，由于电磁波波长远大于大气所含粒子的粒径，大气所含粒子的散射已经不起明显作用，大气所含粒子的吸收变成了最主要的衰减因素。在红外波段，水汽、二氧化碳和臭氧是主要的吸收气体；在微波波段，水汽、氧气和云中液态水是最主要的吸收物质。27、卫星传感器的种类很多，目前用于海洋研究的传感器主要有：海色传感器：主要用于探测海洋表层叶绿素浓度、悬移质浓度、海洋初级生产力、漫射衰减系数以及其他海洋光学参数。红外传感器：主要用于测量海表温度。微波高度计：主要用于测量平均海平面高度、大地水准面、有效波高、海面风速、表层流、重力异常、降雨指数等。微波散射计：主要用于测量海面10m处风场。合成孔径雷达：主要用于探测波浪方向谱、中尺度涡旋、海洋内波、浅海地形、海面污染以及海表特征信息等。微波辐射计：主要用于测量海面温度、海面风速以及海冰水汽含量、降雨、CO2海气交换等。28、承担水色遥感的卫星传感器 29、简要阐述米氏散射和瑞利散射的使用条件。大气层空气分子的散射属于哪一种？气溶胶散射对可见光和微波各属于哪一种？为什么？米氏散射理论适用于描述q（即粒子的周长与电磁波波长之比）小于1的球形粒子对电磁波的散射现象。瑞利散射理论适用于描述q远小于1的球形粒子对电磁波的散射现象。大气层空气分子的散射属于瑞利散射；气溶胶散射对可见光属于米氏散射，对微波的散射属于瑞利散射。这是因为气溶胶粒子的尺度范围一般在10-310 m之间.对于微波（0.1100 cm），q1，满足瑞利散射条件；对于可见光(400700nm)，某些气溶胶粒子满足q1，这时米氏散射和瑞利散射的理论都不适用。28、什么是真实孔径雷达，真实孔径雷达与合成孔径雷达有什么区别和联系？一般地，不依赖于多普勒效应原理工作的雷达称之为真实孔径雷达。合成孔径雷达与真实孔径雷达不同的是，这种雷达不但以多普勒频率为载波携带着地球表面粗糙度的信息，而且携带的信息具有更高的空间分辨率。所以，这种能够利用多普勒效应携带高分辨率地球表面信息的雷达被称为合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar）29、气溶胶是气体和在重力场中具有一定稳定性和较小沉降速度的物质颗粒组成的混合系统。30、气溶胶对辐射的影响有两种方式：一种是直