气象卫星与水色卫星课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,書式設定,書式設定,第 2,第 3,第 4,第 5,*,*,1,第二章 气象卫星、水色卫星及海洋卫星,气象卫星和主要传感器,中国风云卫星和传感器,水色卫星和主要传感器,中国“海洋一号”卫星及数据产品,装载微波传感器的海洋卫星,欧洲卫星,ERS-1/2,和,ENISAT,高度计卫星,装载合成孔径雷达的卫星,装载散射计的卫星,陆地和海岸带观测卫星,什么是遥感？,在一定距离以外获取目标的信息，通过对信息的分析研究来确定目标物的属性以及目标物之间的相互关系，这个过程被称为遥感,基于不同目标物，遥感卫星分为,气象卫星,海洋卫星,陆地卫星,第一节 遥感和遥感技术,2,每一种卫星都能探测海洋和陆地,3,现代遥感技术主要指,电磁波遥感,遥感技术采用的波段,可见光,波长微米,电磁波谱中人眼唯一能看到的波段,红外,波长,0.7-1000,微米,分为近红外、中红外、热红外和远红外,微波,细分为毫米波、厘米波和分米波,特点：能穿透云雾，全天候工作,美国、俄罗斯、日本、欧洲空间局、中国和印度等已经发射了,100,多颗气象卫星,气象卫星按照,轨道类型,可分为,太阳同步轨道气象卫星,在,800km,高空观测全球表面,对某一地区每天只能观测两次,地球同步或地球静止轨道气象卫星,在,35000km,高空对地表近,1/5,地区连续观测,四颗赤道上空的卫星可监测全球中低纬度地区天气,不能观测纬度大于,55,o,地区,第二节 气象卫星和主要传感器,4,5,第三节 中国风云卫星和传感器,我国,1988,年发射了第一颗气象卫星，即“风云一号”（,FY-1,）太阳同步轨道气象卫星。,FY-1,是太阳同步极轨气象卫星，其海洋探测性能类似于美国的,NOAA/TIROS,卫星，卫星云图的清晰度可以与美国,NOAA,卫星云图媲美。由于星上元器件发生故障，,FY-1A,只工作了,39,天。,我国在成功发射了两颗试验卫星,FY-1A,和,FY-1B,后，第三颗,FY-1C,和第四颗,FY-1D,卫星开始转入业务应用，并被世界气象组织列入全球气象卫星业务应用行列。,FY-1C,是我国的第一颗三轴稳定太阳同步极地轨道气象卫星。其主要功能是用于天气预报、气候研究及环境监测。,6,“,风云一号”的主要传感器是多通道可见光和红外扫描辐射计,我国分别于,1997,年和,2000,年发射了两颗地球静止气象卫星的试验星,“,风云二号”,A,（,FY-2A,）和“风云二号”,B,（,FY-2B,）,FY-2,气象卫星的主要载荷是可见光和红外自旋扫描辐射计,7,FY-2B,星探测的可见光卫星云图,气象卫星在对台风的预测预报中发挥了重大作用，自从有了卫星云图，我国国家气象局就没有漏报过台风,8,第四节 水色卫星和主要传感器,水色遥感在,观测全球碳循环,、,初级生产力,及,海洋与海岸带环境变化,等方面有不可替代的重要作用,当前利用海洋水色卫星遥感开展的主要工作：,海洋碳通量研究,海洋生态系统与上层海洋过程的关系研究,海岸带生态系统监测,9,什么是水色？,水体的颜色,太阳光,经水体,散射,后观测到的,散射光的颜色,由水中溶解物质、悬浮颗粒及浮游生物的存在形成。浮游生物的种类和数量是反映水色的主因,什么是水色卫星？,专门或兼顾为获取海面或水面光学信息而发射的遥感卫星,水色卫星载有海洋水色传感器,-,水色扫描仪,(,可见光和近红外波段传感器,),，可测量海洋反射和散射的辐亮度，进而估计叶绿素色素浓度、悬浮泥沙浓度、海水光学漫衰减系数、其他生物光学量等,现场观测水色？,10,水色传感器与陆地资源或气象传感器的主要不同点,1,）,信噪比（,SNR,）极高,2,）波段带宽较窄，水色传感器的可见光通道带宽大约,10nm,，近红外通道带宽大约,20nm,，光谱范围一般在,400,900nm,3,）时间窗口一般要求在当地时间,10:30,14:30,之间过境，最好是中午,12:00,左右,4,）要求卫星平台具有倾斜功能，以避免太阳直射光在海面的反射进入视场,5,）再访问时间,1,3,天，空间几何分辨率,500,1100m,6,）有绝对的精度指标要求,11,宽视场海洋观测传感器,SeaWiFS(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor),中等分辨率成像光谱仪,MODIS(MODerate resolution Imaging Spectro-radiometer),12,SeaWiFs Ocean Color,全球叶绿素分布，,2010.8,，,SeaWiFs,卫星数据,13,MODIS,探测阿拉斯加外海的叶绿素涡旋,14,MODIS,在,2003,年,7,月,23,日探测到南海台风,Imbudo,正以,166km/h,的速度向西北运动,15,第五节 中国海洋一号卫星及数据产品,“,海洋一号”,A(HY-1A),我国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星,是一颗小型卫星，载有十波段中国海洋水色和温度扫描仪,COCTS(,俗称水色扫描仪,),和四波段电荷耦合装置相机,CCD(,俗称,CCD,相机,),。,观测区域为渤海、黄海、东海、南海、日本海及海岸带等区域,主要观测要素是海水光学特征、叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、可溶有机物、污染物及海表面温度等；兼顾观测要素包括海洋冰情、浅海地形、海流特征及海面上空对流层气溶胶。,16,HY-1A/COCTS,资料反演的,2002,年,6,月叶绿素浓度,17,HY-1A/COCTS,探测的,2003,年第一季度渤黄海,SST,18,HY-1A,卫星遥感资料反演的长江口悬浮泥沙分布,19,2003,年,2,月,5,日,HY-1A,卫星,COCTS,探测的渤海辽东湾和渤海湾海冰,为什么海洋卫星用微波传感器？,海水的动力过程是海洋研究最主要的部分,与海水的运动相关的海洋参数与可见光和近红外波段关系很小,微波对海水的穿透能力很小,(1 cm),海面对微波的调制能力很强,第六节 装载微波传感器的海洋卫星,20,微波特点：能穿透云层，全天候观测,微波传感器,微波辐射计、散射计、高度计和合成孔径雷达,21,卫星,资助者,传感器,运行轨道和其它,RADARSAT(1995/11-),CSA/,Canada,SAR(,合成孔径雷达,),刈幅：,100 km (,标准方式,),55 km(,高分辨率方式,),分辨率：,28 m30 m(,标准方式,),8 m8 m(,高分辨率方式,),轨道：太阳同步极轨,高度：约,798 km,轨道倾角：,98.6,o,节点周期：,100.7,分,重复周期：,24,天,QuikSCAT(1999-),NA,U,SA/,SeaWinds(,“,海风”散射计,),频率：,13.4 GHz/Ku,波段,轨道：太阳同步极轨,SeaWinds,是美国宇航局,(NASA),散射计,NSCAT,的后续传感器。,AMSR-E,和,AMSR,是日本国家航天发展局,(NASDA),的高级微波扫描辐射计。,ADEOS-1,(1996-97),NASDA/,Japan,NSCAT(NASAs Scatterometer),频率：,13.995 GHz/Ku,波段,ADEOS-II(02/12-03/10),同上,SeaWinds,AMSR,(,高级微波扫描辐射计,),EOS(AQUA),(2002/05-),NASA/,USA,AMSR-E,(,Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS),装载微波雷达的海洋卫星,22,Jason-1,(2001/12),同上,1,、,NRA(NASAs radar,altimeter),2,、,JMR(Jasons Microwave Radiometer),Jason-1,是,T/P,的后续卫星，,JMR,是,TOPEX,微波辐射计,TMR,的后续传感器。,GFO,(1998/02),U.S.Navy,ALT(,高度计,),GFO(Geosat Follow-On),是,Geosat,的后续卫星。,ERS-1,(91/0796/06),ERS-2,(95/04-2002),ESA,1,、,AMI(Active Microwave Instrument),：,C,波段,5.3 GHz,合成孔径雷达,(SAR),C,波段,5.3 GHz,散射计,(SCAT),2,、,RA(Radar,Altimeter),C,波段,5.3 GHz,高度计,3,、,ATSR-M,轨道类型：太阳同步椭圆轨道,轨道倾角：,98.52,o,高度：,约,重复周期：,35,天,节点周期：,100.5,分,ENVISAT(2002/03-),ESA,ASAR(,高级合成孔径雷达,),C,波段,5.3 GHz,ERS1/2,的后续卫星。,TOPEX/,POSEIDON,(1992/8),CNES/,France,和,NASA/,USA,1,、,NRA(NASAs Radar Altimeter),：美国宇航局的双频率,Ku,波段,13.6 GHz,和,C,波段,5.3 GHz,雷达高度计,2,、,SSALT(Solid State Altimeter),：法国国家空间研究中心的单频率,Ku,波段,13.65 GHz,的高度计,3,、,TMR(TOPEXs Microwave Radiometer),频率：,18,21,37 GHz,轨道类型：高度计轨道,轨道范围：南北纬度,66.04,o,高度：约,1 300,km,重复周期：约,10,天,PASS,：卫星绕地球公转的一半的时间,(,对应南北纬度,66,度之间的星下轨迹,),CYCLE,：由,254,个,PASS,组成,(,对应一个约,10,天的重复周期,),续表,23,第七节 欧洲卫星,ERS-1/2,和,ENVISAT,欧洲遥感卫星,ERS-1/2,ERS-1,于,1991,年,7,月发射，,ERS-2,于,1995,年,4,月发射,海洋动力环境卫星,装载传感器,主动微波装置,AMI,、雷达高度计,RA,(,最重要的传感器,),沿轨道扫描辐射计和微波测深仪,ATSR-M,全球臭氧监测实验仪器,GOME,精确测距设备,PRARE,、激光后向反射器,LRR,卫星轨道,太阳同步椭圆轨道,每天运行轨道数,14+1/3,卫星高度,约,777 km,卫星降轨点的当地太阳时,10:30am,轨道倾角,98.52,o,节点周期,100.465,分,24,主动微波装置,AMI,两种功能,合成孔径雷达,散射计,三种运行模式,图像模式,波浪模式,风模式,由合成孔径雷达功能执行,由散射计功能执行,25,ERS-1/2,后续卫星欧洲环境卫星,ENVISAT,于,2002,年,3,月发射，,2003,年,5,月正式投入运行,主要传感器,高级合成孔径雷达,ASAR,改进型沿轨迹扫描辐射计,AATSR,中等分辨率成像光谱辐射计,MERIS,微波辐射计,MWR,、雷达高度计,RA-2,、,ENVISAT,：欧空局最大的环境监测卫星,ASAR,：,ENVISAT,最大的传感器,多模式、多极化、大幅宽、多入射角,最高地面分辨率：,25m,覆盖范围最宽,400km,26,27,第八节 高度计卫星,高度计,垂直探测、主动雷达,观测内容,卫星与地球之间距离,海表面地形,粗糙度,估计海面风速、海表流、有效波高,28,装载高度计的卫星,TOPEX/Poseidon,卫星,高度计轨道专用卫星,装载,NASA,双频率雷达高度计,NRA(Ku/C,波段,),CNES,单频高度计,SSALT(Ku,波段,),Jason-1,卫星,(T/P,后续,),高度计轨道专用卫星,装载,NASA,双频率雷达高度计,NRA(Ku/C,波段,),CNES,双频率高度计,