高光谱遥感的海洋应用课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,精品课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,精品课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,精品课件,*,高光谱遥感在海洋学的应用,魏志奇,北京欧普特科技有限公司,W,1,精品课件,高光谱遥感在海洋学的应用魏志奇1精品课件,海洋遥感的特点,快速且具有很高的分辨率,大面积同步观测,更新速度快，动态和长期的监测,涉及船舶等不易抵达的海区,多学科交叉研究,成本低廉,2,精品课件,海洋遥感的特点快速且具有很高的分辨率2精品课件,应用,叶绿素浓度,海洋初级生产力,全球通量,其他海洋现象,悬移质浓度,DOM浓度,大气气溶胶,浅海水深,海表温度,海面风场,海浪,海水,海底地形,风暴潮,水汽和降雨,海面油污,CO2海/气交换,3,精品课件,应用叶绿素浓度海表温度3精品课件,在沿海及内陆水域环境中的应用,在海洋与内陆水色遥感中，高光谱成像光谱数据可以用于,估算和分析水域中的吸收和散射成分,（这些成分主要包括水体中的叶绿素、浮游生物、不可溶解的有机质、悬浮沉淀物、基底物质组成、半淹没水生植物等），用于识别和估算水域中叶绿素、黄色物质及悬浮物的含量并且用于水质监测。通过高光谱遥感对叶绿素估算，监视浮藻生长、浮游生物的分布和鱼群位置，估算浮游生物的生物量和第一生产力。Chen等（1992）利用微分光谱估算水体中悬浮的色素，Carder等（1993）应用AVIRIS数据对美国佛罗里达Tampa海湾的可溶性物质和微粒成分进行了研究。而Hamcition等（1993）则应用AVIRIS对水深、湖底制图方面进行了研究。而Richardson等（1994）利用AVIRIS数据探测海水中藻类光合作用的相关色素。Sandidge等（1998）分析了AVIRIS数据建立了水深与高光谱数据之间的相关关系。,4,精品课件,在沿海及内陆水域环境中的应用 在海洋与内陆水色遥感中，,海表温度(SST),红外辐射计（3-5，8-14um),普朗克定律,利用海洋的比辐射率变化极小的特点,B(,，,T)=2hc2/5 1/exp(hc/RT)-1,B(,，,T),黑体的光谱辐射亮度,(W/m2/Sr/m),辐射波长,(m),T,黑体绝对温度,(K,、,T=t+273k),C,光速,(2.998108 ms-1),h,普朗克常数，,6.62610-34 JS,K,波尔兹曼常数,(Bolfzmann),，,1.38010-23 JK-1,基本物理常数,海表温度反演常用的算法,MCSST,CPSS,NLSST等,5,精品课件,海表温度(SST)红外辐射计（3-5，8-14um)5精品课,红外辐射测量示例,6,精品课件,红外辐射测量示例6精品课件,海表温度测量的成功应用,全球气候变化,海洋热收支,CO2气体交换系数,El Nino现象,黑潮和湾流,中尺度漩涡及其变化,湍动的精细结构,鱼类的回游路线,油污染和热污染,渔场信息,7,精品课件,海表温度测量的成功应用全球气候变化7精品课件,海洋初级生产力与海洋渔业,与叶绿素相关,叶绿素浓度初级生产力的时空变化对海洋生物学、全球气候变化和全球生态环境研究意义重大,确定对CO2的调控能力,8,精品课件,海洋初级生产力与海洋渔业与叶绿素相关8精品课件,海洋生态环境监测,赤潮,污染,某些中尺度海洋现象,9,精品课件,海洋生态环境监测赤潮9精品课件,河口海岸带泥沙浓度及其运移,悬移质遥感定量经验公式,R=A+B*log(S),R=C+S/(A+BS),S=悬移质含量，R=反射比，,A、B、C=常数,10,精品课件,河口海岸带泥沙浓度及其运移悬移质遥感定量经验公式10精品课件,海洋通量及固碳能力,估计海洋对CO2的吸收存储和转移能力,确定海洋碳系统的变化,11,精品课件,海洋通量及固碳能力估计海洋对CO2的吸收存储和转移能力11精,FieldSpec Dual VNIR,双光路系统,光谱范围：350-1050nm;,光谱分辨率：3nm,积分时间：最短17ms,可用附件：,延长光纤,视长角镜头,余弦接收器,参考板（白板或灰板）,光度标定,室内照明光源,测量参数：,辐射照度（Irradiance）,辐射亮度（Radiance),反射率,12,精品课件,FieldSpec Dual VNIR双光路系统12精品课件,光谱仪内部结构,13,精品课件,光谱仪内部结构13精品课件,两种显示方式：,Display-,Overlay Reference,Display-,View Reference,在这个窗口中可以控制,修改,Reference Spectrometer,的积,分时间，前视场角镜头,以及DC SH,在这个主窗口中积分时间,前视场角镜头是作用于,目标光谱仪的,14,精品课件,两种显示方式：Display-Display-在这个窗口,可选用的附件 光纤,标准光纤,长度1.5m,19条200微米芯径UV增强光纤构成,铠装保护：金属螺纹管+PVC外皮,水上应用,延长光纤,长度：可选,构成,连接方式：直接连接或者跳线方式,铠装：水上或者水下应用铠装,不推荐对光纤跳线作光度标定,15,精品课件,可选用的附件 光纤标准光纤15精品课件,可选用的附件 镜头,视场角镜头,外形及视场角,外形,视场角：1度、3度,水下及水上测量 水下测量必须选用带有法兰盘的水下光纤,与标准光纤或者与延长光纤连接（水下或者水上测量）,可测量参数,反射率 仅用于测量光路,辐射亮度测量（Radiance）测量光路,16,精品课件,可选用的附件 镜头视场角镜头16精品课件,可选用的附件 余弦接收器,余弦接收器,外形及构造,外形及构造,与标准光纤或者与延长光纤连接,水下测量必须选用带有法兰盘的水下光纤,可测量参数,辐射照度（Irradiance）参比光路,17,精品课件,可选用的附件 余弦接收器余弦接收器17精品课件,可选用的附件 室内照明光源,外形,应用：作为稳定的室内实验用光源,参数：,发光光谱范围：350 2500nm,功率：50W,可调焦、带有三角架连接螺孔,18,精品课件,可选用的附件 室内照明光源外形18精品课件,FieldSpec Dual VNIR的操作,Viewing and Controling the Target Spectrometer,Viewing and Controling the Reference Spectrometer,View up to 4 spectra,Saturation Alarm,Auto Menu,How to adjust the,Target Spectrometer Wavelength Calibration,How to create an inter-calibration file for real-time reflectance-manually or automaticaly,19,精品课件,FieldSpec Dual VNIR的操作Viewing,Viewing and Controling the Target Spectrometer and the Reference spectrometer,Display-Overlay Reference,Display-View Reference,目标光谱仪和参比光谱仪,参比光谱仪,20,精品课件,Viewing and Controling the Tar,Control-Target Configuration,Control-Reference Configuration,可以修改积分时间，镜头，,光谱平均和暗电流平均,只能修改积分时间和前视场角,镜头，不能修改光谱和暗电流平均,21,精品课件,Control-Target ConfigurationC,数据的保存,当保存RAW DN(原始DN值)，Radiance(辐射亮度值)和Irradiance(辐射照度值)的时候两个光谱仪都保存数据。分别是*t.000和/*r.000,当只是保存Reflectance(反射率数据)的时候，则只保存*t.000，即只保存目标光谱仪采集的数据。,22,精品课件,数据的保存当保存RAW DN(原始DN值)，Radiance,View up to 4 spectra,Display-view files,23,精品课件,View up to 4 spectraDisplay-v,Saturation Alarm 饱和警告,主窗口显示的是Target Spectrometer目标光谱仪的饱和情况，Reference spectrum窗口显示的是Reference Spectrometer 的饱和情况。,消除饱和警告需要重新优化，改变仪器的积分时间,24,精品课件,Saturation Alarm 饱和警告主窗口显示的是Ta,Auto Menu,当选择第一个DC before spectrum stored的时候，表示当按空格键保存数据之前会对两个光谱仪采集暗电流,当选择Optimize before spectrum stored 的时候，则在光谱仪保存数据之前两个光谱仪会根据当时的光照情况自动调节积分时间,当选择Create inter-calibration file after WRcommand,表示在每次测白板后自动创建一个内部校准文件,25,精品课件,Auto Menu当选择第一个DC before spect,How to adjust the,Target Spectrometer Wavelength Calibration如何对目标光谱仪做波长校准,1、首先点击Display,选择Overlay Reference,2、在两个光谱仪中选择前视场角镜头,3、将两光谱仪的镜头对准具有明显光谱特征的物体，例如太阳或者荧光灯。,4、放大一个明显的光谱吸收峰，记录两个光谱仪的吸收峰所对应的波长。,5、计算第四步中波长差值得出一个补偿值,6、打开Target Configuation对话框，,26,精品课件,How to adjust the Target Spect,7、填入补偿值,8、点击OK退出对话框,9、重复以上8个步骤以,使得目标光谱仪和参比,光谱仪波长值一致。,27,精品课件,7、填入补偿值8、点击OK退出对话框9、重复以上8个步骤以2,How to create an inter-calibration file for real-time reflectance-manually or automaticaly怎样对实时光谱反射率创建一个内部定标文件,目的：在反射率的测量中，对两个光谱仪的灵敏度差异进行校正,Thecorrected reflectance is then computed by dividing the Target/Reference ratio by the specified inter-calibration file.？,两种创建内部定标文件的方法：手动的和自动的,28,精品课件,How to create an inter-calibra,需要注意的,对目标光谱仪做的波长偏差校正优先于内部定标文件的采集,当在测量反射率的模式下，参比光谱仪是不工作的,当在AUTO菜单下选择Creat inter-calibration file after WR command后，表示在每次测量白板后会自动得到一个内部定标文件，若要改变或者关掉内部定标文件，则需要在Target Configuation 对话框中修改。,29,精品课件,需要注意的对目标光谱仪做的波长偏差校正优先于内部定标文件的采,感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，,如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！,感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，,感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来