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《水体光谱测量与分析_水面以上测量法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第8卷第1期遥感学报Vol.8,No.12004年1月JOURNALOFREMOTESENSINGJan.,2004文章编号:100724619(2004)0120037208水体光谱测量与分析Ⅰ:水面以上测量法12311唐军武,田国良,汪小勇,王晓梅,宋庆君(11国家卫星海洋应用中心,北京100081;21中国科学院遥感应用研究所,北京100101;31国家海洋技术中心,天津300111)摘要:水色遥感的基础之一是水体光谱特征测量与分析。水体光谱特性包括两个方面:表观光学特性(AOPs)和固有光学特征(IOPs)。该文主要讨论与水色遥感基本参数直接相
2、关的表观光学量的测量与分析。现场表观光谱的测量从方法上可分为两类:剖面测量法和水表面以上测量法。两种方法相对独立,适用范围上具有互补性。该文主要针对水面以上测量法进行讨论。水色遥感一般要求表观光谱特性的测量必须能够-导出离水辐射率LW、归一化离水辐射率LWN、遥感反射率Rrs、和刚好处于水面以下0深度的辐照度比R等。国际上有关水色的测量规范中,仅有针对大洋一类水体的。中国的近岸水体和湖水绝大部分是二类水体,因此该文也将对二类水体光谱测量的有关参数化问题进行讨论。同时,对数据分析处理中的一些关键参数的确定,提出新方法。关键词:水色遥感;水体光谱;光谱测量
3、技术中图分类号:TP79/P71文献标识码:A学特性(ApparentOpticProperties,AOPs)和固有光学1引言特性(InherentOpticProperties,IOPs)。所谓表观光学量是指随入射光场变化而变化的水体光学参数,如随着中国国民经济的发展,保护生态环境与可向上辐亮度Lu、辐照度Ed、漫衰减系数K等;固有持续发展的重要方面是对水体(江河湖海)的合理保光学量是仅与水体成分有关的光学量,如光束衰减护与开发利用,因此对水体信息定量化遥感的需求系数c,吸收系数a、散射系数b、散射相函数P等,日益迫切,也对水体光谱的测量提出了新的
4、要求。这些量不随入射光场的变化而变化。本文主要讨论近年来,与水体光谱特性有关的课题很多,越来与水色遥感直接相关的表观光谱的测量与分析。越多的科技人员投入到水体光谱测量与分析工作水色遥感是将卫星信号,经大气校正,得到刚好中。但很多测量没有依据相应的规范,或缺少必要在水面以上的离水辐射率Lw或归一化离水辐射率的测量项目,导致测量结果不可用或不具有可比性。LwN,再由归一化离水辐射率直接反演水体信息,或水体可见光遥感即水色遥感(OceanColorSens2经由归一化离水辐射率和大气参数得到遥感反射率[6]ing)的基础之一是对水体光谱特征正确把握。按照Rr
5、s或水面以下的辐照度比R反演得到水体信息。水色遥感的通行做法,将影响水体光谱的成分主要水色遥感以及水体光谱特性相关研究要求表观分为三种:叶绿素、无机悬浮物(悬浮泥沙)和黄色物光谱特性的测量必须能够导出以下几个基本参数:质。其中大洋一类水体(Case2ⅠWaters)的主要色素Ó离水辐射率Lw;贡献是叶绿素a,近岸二类水体(Case2ⅡWaters)、湖Ó归一化离水辐射率LwN[1—3]L=LF(0+),(1)水的成分包括这三种色素,且相互独立变化。wNw0/Ed另外,由于水体成分垂直分布受日照、海流、温跃层其中F0为平均日地距离大气层外太阳辐照度,+等
6、因素的影响,具有强烈的层化效应。Ed(0)为水面入射辐照度。[4,5]水体光谱特性应该包括两个方面:表观光归一化的目的是使得不同时间、地点、大气条件收稿日期:2002206204;修订日期:2003201205基金项目:国家863“模块化二类水体相关遥感信息提取技术”(2001AA636010)。作者简介:唐军武(1965—),男,研究员,1987年毕业于天津大学计算机系,1999年获中国科学院遥感应用研究所博士学位。现主要从事海洋可见光遥感、水体光谱、遥感器辐射校正等方面工作。发表论文多篇。38遥感学报第8卷下的测量结果具有可比性,因为归一化基本消除
7、了非常低地水体信号而采用很长的积分时间和自动积入射光场的影响。分时间调整;又认为,因采用比值而可以不对仪器进Ó遥感反射率Rrs行严格的辐射标定。+Rrs=Lw/Ed(0)=LwN/F0,(2)-Ó刚好处于水面以下0深度的辐照度比R---R(0)=Eu(0)/Ed(0),(3)其中Eu为向上辐照度,Ed为向下辐照度。这些量都不是可直接测量的量,必须结合一定的测量方法和相应的数据处理分析才能得到。国际[7,8]上有关水色遥感的测量规范,主要是针对大洋一类水体的。而我国的近岸水体绝大部分是二类水体,因此本文将对二类水体光谱测量的有关问题进行讨论。图1水面以上
8、水体信号构成(引自Kirk1994)现场表观光谱的测量从方法上可分为两类:剖Fig.1Abov
