海洋内波可见光光学反射特性研究.pdf

《海洋内波可见光光学反射特性研究.pdf》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、总第211期舰船电子工程V01．32No．1i2012年第l1期ShipElectronicEngineering131海洋内波可见光光学反射特性研究李旭光(海军潜艇学院青岛266071)摘要照片尺寸为20mm*30ram；最好不用红色背景建立海面光学成像理论模型研究海洋内波是国内外有关研究机构的热点之一。文章初步讨论了太阳耀斑在光学卫星上的影响，结合海面光学可见光反射率模型，基于Cox-Munk模型计算了海面的辐亮度，并研究了海面风速、海面油膜对海面太阳辐亮度影响，并分析比较了它们的计算结果。关键词海洋内波；太阳耀斑；Cox-Munk模型；辐亮度中图

2、分类号043ResearchofOceanInternalyesofVisibleLightOpticalReflectanceCharacteristicsLIXuguang(NavySubmarineAcademy，Qingdao266071)AbstractToestablishthetheoreticalmodelofopticaIimagingofoceaninterna1waveisoneofthehotresearchinstitutionsathomeandabroad．Thispapermakesapreliminarydiscuss

3、ionoilthesunglitterinopticalsatelliteLikeeffect，Combinedwiththeopticalvisiblelightre—fleetaneemode1。basedontheCox-Munkmodeltocalculatetheradiance．Andthestudytheseasurfacewindspeed．theoilfilmontheSUr—faceoftheseasunradianceeffect，andanalyzesandcomparestheirresults．KoyWort~oceanin

4、ternalwaves，sunglitter，Cox-Munkmodel。radianceCI搬Num~rO43侧风方向，z轴指向天顶。单位向量和分别指向太l引言阳和卫星传感器。根据入射光在海面倾斜波面上发生镜面海洋内波的可见光成像特征的研究以其强烈的需求和反射时的几何光学关系：特殊的应用背景，已成为国内外有关研究机构的重要研究海面上的频谱、海表面粗糙度和观测图像的几何角度领域之一。随着光学遥感技术的发展和光学成像研究的深决定了太阳耀斑的辐亮度。在粗糙的海洋表面上，适宜坡入，光学探测装置在辨别海洋内波等中尺度方面的能力越度值的倾斜小平面越多，卫星传感器

5、接收太阳耀斑的辐亮来越强，本文采用Cox-Munk模型[1]来研究海面的反射率度越强。通过综合分析我们得到太阳耀斑的辐亮度N5为模型，为光学遥感在海洋内波研究的应用途径上建立基础。Nsg~Ho·{(1)2Cox-Munk模型其中，N是传感器接收到的太阳光反射辐亮度；H代表太太阳耀斑L2]即太阳光阳光照射到倾斜小面元的入射辐亮度；()为粗糙海面的被水面上适当倾斜的小平菲涅尔反射率；，为小面元在x轴和3，轴方向上的斜率面向遥感器的镜面反射。分量；代表海面12．5m高度处的风速，单位：m／s；PCox和Munk基于统计数(，，)为面元斜率满足的概率分布函数；

6、为小面据从物理上描述了海表面元的倾斜率；为入射光线的天顶角；为反射光线的天顶，I／太阳耀斑反射率。并且假角。均方坡度是影响海面粗糙度的量，其概率分布函数，设海表面波都是由许多类可以近似为一个高斯分布即圈1COx和Munk模型似于镜面的小平面组成，每1广1／、-1的海面入射反射示意田一个小平面具有特定的斜(，，)expl一专(菪0．22)J)率，并且海表面波中的大部如果海面的粗糙度是由稳定的风引起的，根据Cox和分可以作为水平风向量函数被描述为统计斜率分布平均。Munk(1954)导出的经验关系，斜坡的概率分布函数是有微假设在海面存在确定的坐标系(，Y，

7、)如图1，X轴的正向小的不对称。海面风速与海面均方斜率的关系如图2所指向逆风方向，Y轴的指向为z轴逆向顺时针旋转9o。，即示。把式(2)代入式(1)，我们得到关于海面粗糙度为参数收稿日期：2012年5月9日，修回日期：2012年6月26日作者简介：李旭光，男，硕士研究生，研究方向：物理海洋学。】32李旭光：海洋内波可见光光学反射特性研究总第211期的太阳耀斑相对辐亮度，即l4tan21rHo一孚㈦为粗糙海面的均方坡度，它与风速之间存在以下关系式：f一0．000+3．16×10·0一O．0034-1．92×10·(4)【一+一O．003+5．12×10·

8、图2给出了干净海面均方斜率随风速的变化，从图中可以看出，均方斜率和风速成线性关系，随着风速的增