高光譜遙感的海洋應(yīng)用PPT課件

.,1,高光譜遙感在海洋學(xué)的應(yīng)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(diǎn),快速且具有很高的分辨率大面積同步觀測(cè)更新速度快，動(dòng)態(tài)和長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)涉及船舶等不易抵達(dá)的海區(qū)多學(xué)科交叉研究成本低廉,.,3,應(yīng)用,葉綠素濃度海洋初級(jí)生產(chǎn)力全球通量其他海洋現(xiàn)象懸移質(zhì)濃度DOM濃度大氣氣溶膠淺海水深,海表溫度海面風(fēng)場(chǎng)海浪海水海底地形風(fēng)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(yīng)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(jī)質(zhì)、懸浮沉淀物、基底物質(zhì)組成、半淹沒(méi)水生植物等），用于識(shí)別和估算水域中葉綠素、黃色物質(zhì)及懸浮物的含量并且用于水質(zhì)監(jiān)測(cè)。通過(guò)高光譜遙感對(duì)葉綠素估算，監(jiān)視浮藻生長(zhǎng)、浮游生物的分布和魚(yú)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(yīng)用AVIRIS數(shù)據(jù)對(duì)美國(guó)佛羅里達(dá)Tampa海灣的可溶性物質(zhì)和微粒成分進(jìn)行了研究。而Hamcition等（1993）則應(yīng)用AVIRIS對(duì)水深、湖底制圖方面進(jìn)行了研究。而Richardson等（1994）利用AVIRIS數(shù)據(jù)探測(cè)海水中藻類光合作用的相關(guān)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(guān)關(guān)系。,.,5,海表溫度(SST),紅外輻射計(jì)（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(diǎn)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(zhǎng)(m)T黑體絕對(duì)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(cè)量示例,.,7,海表溫度測(cè)量的成功應(yīng)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(dòng)的精細(xì)結(jié)構(gòu)魚(yú)類的回游路線油污染和熱污染漁場(chǎng)信息,.,8,海洋初級(jí)生產(chǎn)力與海洋漁業(yè),與葉綠素相關(guān)葉綠素濃度初級(jí)生產(chǎn)力的時(shí)空變化對(duì)海洋生物學(xué)、全球氣候變化和全球生態(tài)環(huán)境研究意義重大確定對(duì)CO2的調(diào)控能力,.,9,海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè),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(yùn)移,懸移質(zhì)遙感定量經(jīng)驗(yàn)公式R=A+B*log(S)R=C+S/(A+BS)S=懸移質(zhì)含量，R=反射比，A、B、C=常數(shù),.,11,海洋通量及固碳能力,估計(jì)海洋對(duì)CO2的吸收存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)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(shí)間：最短17ms可用附件：延長(zhǎng)光纖視長(zhǎng)角鏡頭余弦接收器參考板（白板或灰板）光度標(biāo)定室內(nèi)照明光源測(cè)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(jié)構(gòu),.,14,兩種顯示方式：,Display-OverlayReference,Display-ViewReference,在這個(gè)窗口中可以控制修改ReferenceSpectrometer的積分時(shí)間，前視場(chǎng)角鏡頭以及DCSH,在這個(gè)主窗口中積分時(shí)間前視場(chǎng)角鏡頭是作用于目標(biāo)光譜儀的,.,15,可選用的附件光纖,標(biāo)準(zhǔn)光纖長(zhǎng)度1.5m19條200微米芯徑UV增強(qiáng)光纖構(gòu)成鎧裝保護(hù)：金屬螺紋管+PVC外皮水上應(yīng)用延長(zhǎng)光纖長(zhǎng)度：可選構(gòu)成連接方式：直接連接或者跳線方式鎧裝：水上或者水下應(yīng)用鎧裝不推薦對(duì)光纖跳線作光度標(biāo)定,.,16,可選用的附件鏡頭,視場(chǎng)角鏡頭外形及視場(chǎng)角外形視場(chǎng)角：1度、3度水下及水上測(cè)量水下測(cè)量必須選用帶有法蘭盤(pán)的水下光纖與標(biāo)準(zhǔn)光纖或者與延長(zhǎng)光纖連接（水下或者水上測(cè)量）可測(cè)量參數(shù)反射率僅用于測(cè)量光路輻射亮度測(cè)量（Radiance）測(cè)量光路,.,17,可選用的附件余弦接收器,余弦接收器外形及構(gòu)造外形及構(gòu)造與標(biāo)準(zhǔn)光纖或者與延長(zhǎng)光纖連接水下測(cè)量必須選用帶有法蘭盤(pán)的水下光纖可測(cè)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(yīng)用：作為穩(wěn)定的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)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(biāo)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(shí)間，鏡頭，光譜平均和暗電流平均,只能修改積分時(shí)間和前視場(chǎng)角鏡頭，不能修改光譜和暗電流平均,.,22,數(shù)據(jù)的保存,當(dāng)保存RAWDN(原始DN值)，Radiance(輻射亮度值)和Irradiance(輻射照度值)的時(shí)候兩個(gè)光譜儀都保存數(shù)據(jù)。分別是*t.000和/*r.000當(dāng)只是保存Reflectance(反射率數(shù)據(jù))的時(shí)候，則只保存*t.000，即只保存目標(biāo)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(biāo)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(shí)間,.,25,AutoMenu,當(dāng)選擇第一個(gè)DCbeforespectrumstored的時(shí)候，表示當(dāng)按空格鍵保存數(shù)據(jù)之前會(huì)對(duì)兩個(gè)光譜儀采集暗電流當(dāng)選擇Optimizebeforespectrumstored的時(shí)候，則在光譜儀保存數(shù)據(jù)之前兩個(gè)光譜儀會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)的光照情況自動(dòng)調(diào)節(jié)積分時(shí)間當(dāng)選擇Createinter-calibrationfileafterWRcommand,表示在每次測(cè)白板后自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)部校準(zhǔn)文件,.,26,HowtoadjusttheTargetSpectrometerWavelengthCalibration如何對(duì)目標(biāo)光譜儀做波長(zhǎng)校準(zhǔn),1、首先點(diǎn)擊Display,選擇OverlayReference2、在兩個(gè)光譜儀中選擇前視場(chǎng)角鏡頭3、將兩光譜儀的鏡頭對(duì)準(zhǔn)具有明顯光譜特征的物體，例如太陽(yáng)或者熒光燈。4、放大一個(gè)明顯的光譜吸收峰，記錄兩個(gè)光譜儀的吸收峰所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。5、計(jì)算第四步中波長(zhǎng)差值得出一個(gè)補(bǔ)償值6、打開(kāi)TargetConfiguation對(duì)話框，,.,27,7、填入補(bǔ)償值,8、點(diǎn)擊OK退出對(duì)話框,9、重復(fù)以上8個(gè)步驟以使得目標(biāo)光譜儀和參比光譜儀波長(zhǎng)值一致。,.,28,Howtocreateaninter-calibrationfileforreal-timereflectance-manuallyorautomaticaly怎樣對(duì)實(shí)時(shí)光譜反射率創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)部定標(biāo)文件,目的：在反射率的測(cè)量中，對(duì)兩個(gè)光譜儀的靈敏度差異進(jìn)行校正ThecorrectedreflectanceisthencomputedbydividingtheTarget/Referenceratiobythespecifiedinter-calibrationfile.？?jī)煞N創(chuàng)建內(nèi)部定標(biāo)文件的方法：手動(dòng)的和自動(dòng)的