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文本内容:
)大气传播方程描述辐亮度在大气、海洋5微波与海面互相作用
7.)布拉格散射入射角不小于120°k=2k sin6w r)镜面散射电磁波垂直入射,入射角<,对高度计210)对海浪的成像机制3SAR倾斜调制,电磁波在小尺度海浪叠加,使得大浪对小狼进行调制流体力学调制小尺度重力波本来均匀分布,大浪传来引起波致流,作用并使其分布不再均匀速度调制多普勒,卫星飞海浪运动,速度和加速度引起了速度拘束,引起多普勒频移)归一化散射截面单位面积散射截面4散射截面通过雷达方程得到,和反射能量有关,描述散射目的特性,wiki)双尺度模型5海表温度遥感和辐射计3,)海表温度运用黑体辐射测得,又叫皮温,微米毫米级,海洋学中是水下米亮温低于实11际温度2)红外用2个通道,
3.7,10〜12两个窗口海面辐射强,大气有窗口)3Modis avhr)应用测温度,热污染检测4)难点大气校正,尤其水汽;云检测,薄云薄雾和海水低温很轻易混合,可以用历年的/5长时间消除6)亮温和频率的微分,在
6.9gHz最大,因此在此频率用微波辐射计测,6〜10之间)微波辐射计和天线有关系,增益可以差好几种数量级,波长,辨别率(红外高,微博低),7精度(红外
0.5〜1k之间,微波1K),原理(黑体辐射的不一样部分)海色遥感
4.)一类水体海洋离水辐亮度重要由叶绿素及其衍生物决定,大洋1二类水体叶绿素以及除叶绿素之外的悬浮物、黄色物质,沿岸水体)赤潮大量繁殖2)黄色物质可溶有机物,陆地、海洋3)离水辐亮度4)遥感反射比向上辐亮度和向下辐照度之比5)大气矫正算法及其存在问题即由卫星接受的辐亮度计算出海面之上的离水辐亮度,大气6气溶胶、污染怎样消除,海水中的泥沙浓度太大找不出一种通道使离水辐亮度等于0)生物光学算法二类水体问题,由于泥沙、可溶有机物都变,光谱混在一起7)二类水体难点组分多,大气中气溶胶变化也大8)9Sedseais,meris,modis,vriis,cocts,octs海面风场
5.)布拉格散射条件及参数意义1)双尺度模型、组合模型2)地球物理模式函数和风速风向入射角(散射计)和风速风向入射角(高度3sigmaO sigmaO散射计))4Sass,ami,quicscat,HY-2/scat,oceansat)和地球物理模式函数有关,由于它不是单值的,需要多次观测才能确定,观测中尚有误差5和噪声导致多借中值滤波法,预报)高度计原理和高度反比,风越大,海面越粗糙,接受到的能量越小6sigmaO sigmaO散射模型镜面散射模型)微波辐射计测风比辐射率,粗糙度变化比辐射率大小,影响亮温,7)测风原理观测一次,和散射计类似,风向要通过其他方式获得,预报等,都是地球8SAR物理模式函数,近岸的散射计缺陷是辨别率低,不能得出风向25km,高度计
6.)原因大气对流层、电离层、海面电磁矫正,地球固体、海面潮汐原理脉冲到达海面返1回的时间,不是真正光速能量二分之一的位置光速二瞬时海面到卫星的距离x/2)测海浪原理回拨信号上升沿的斜率和海浪有效波高成反比2有效波高个波中前三分之一的平均值100)概念3海面高度瞬时海平面和参照椭球之间的高度海面地形(动力高度)瞬时海平面和大地水准面大地水准面最靠近地球表面的等势面海面高度异常SSHA海平面最高和最低之间平均的假想平面起伏大地水准面和椭球之间差)4geosat,alt,tp,joson,hy-2合成孔径雷达
7.)原理1)方位辨别率和天线尺寸有关和卫星高度无关,卫星飞行方向辨别率,是合成孔径,2不停发射脉冲,持续记录振幅相位,方位辨别率等于实际天线长度的二分之一距离辨别率使用短脉冲测距的方式距离调频
0.5T)高分,海洋号3seasat,3)应用;测海冰,海浪,测内波,涡旋,污染,舰船4盐度8,)辐亮度与频率的微分对淡水和海水,频率越低越敏感,差异越大1)难点要把风消除,温度、盐度、浪2)3Smos,aquaris海洋现象
9.海冰、内波,涡旋,锋面,渔业资源调查0生物光学算法通过离水辐亮度去推导海水中的各主分浓度的算法由海水上面的离水辐亮度
9.推导叶绿素浓度、泥沙浓度、衰减系数、透明度等k490仁\a+b/h大气校正由传感器接受到的辐亮度计算出离水辐亮度的过程
10.考虑到大气分子和气溶胶的多次散射效应,更完整的大气校正方程可写为L A=L A-|-L A-FL A4-f,A^L A+r A^L A,r-ni1wf wc+,41”八3-2-52式中,LG是卫星探测的波长为久的辐射度,L,4是空气分子瑞利散射的辐射度,是气溶胶米氏散射的辐射度,是分子和气溶胶散射共同作用的辐射度,1…人是离水辐射度,是海表面白浪White Caps引起的粗射度,L O是海表面镜面反射可能包括太阳催斑的影响,见式色r是大气的漫透过率,」会是大气的直接透过率.如果所得数据中的值很大,说明太阳耀斑的影响不可忽视,该数据应舍弃因此,从式《3・2-52中减去LaMLMLJQLa褥L^GO项,就可得到离水辐射度.离水辐射度包含了海洋的许多信息例如叶绿素浓度的信息,通过研究在各个波段离水辐射度的大小•和斜率特征,可获得叶绿素反演算法.是卫星接受的总辐射;第一项是离水辐亮度,接下来三项是大气途径辐射,分别是气溶胶的,Lt分子的,两者均有的,是白冒,是太阳耀斑Lwc Lsr.归一化雷达散射截面信号打在上面,考虑到雷达尺寸和距离的面积;,一维基百科的散射截11面,归一化可以描述目的属性雷达散射截面散射能量与入射能量之比,归一化雷达散射截面除以面积后的雷达散射截面,布拉格散射条件在弹性散射中入射光的能量没有损耗但入射光的传播方
12.elastic scattering向发生变化.当入射光之波长如光与物质晶格间距靠近时,为所谓布拉格散射.X共振条件然皿”?人,.…或者;C2A・sme,其中,人是波数,是雷达波长,人为海上波浪的波长,6是入射角双尺度模型、组合模型等价组合是镜面和布拉格,双尺度是大尺度的海浪叠加小尺度滤波
13.短无线电波即小的不规则的短波长叠加在较长、较大波浪上,双尺度模型既考虑了短波长毛细波的布拉格散射,又考虑了长重力波的影响;地球物理模式函数
14.描述微波海面归一化散射系数归一化雷达散射截面与风向、风速、入射角之间关系的函数的叫做地球物理模式函数散射计、用它来进行风速、风向反演;sar高度计进行风速反演高度计,反比b〜W(单次测量,须知风向)散射计(多次测量),正比b°~w°SAR25min
15.高度计有关概念大地水准面靠近地球表面的地球等势面海平面高度大地水准面和海洋动力高度之和湾流、黑潮的地方比较大海面地形(动力高度)平均海面与大地水准面之差海平面高潮时的海平面和低潮时海平面之间的中值海平面异常海平面与平均海平面之差参照椭球和地球表面最靠近的椭球空间辨别率空间辨别率是指像素所代表的的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场,或地面
16.物体能辨别的最小单元HX/D基尔霍夫定律热平衡时,发射和吸取的相等
17.海色卫星生态、检测、动力
18.卫星平台分类
19.用高!《计接收的回波波形
9.
3.5■■回波功率W
5052000500051.简述海洋遥感极其重要研究内容运用电磁波与大气和海洋的互相作用原理,从卫星或其他空间平台上观测和研究海洋红外、微波、可见光研究海洋温度、水色、动力地形、风场、盐度、海洋现象的技术
2.发展阶段之前是探索阶段,航天技术,雨云号,泰勒斯78〜85seasat,()试验阶段试验设备,传感器上天85geosat-90之后多种卫星成系列业务化运行,强调持续性、大量传感器90积极传感器
3.高度ALT Joson/Posedion,Topex,Geosat,HY-2/ALT散射(即可做又可做)SCAT Quikscat,ERS/AMI scatSAR,HY-2/SCAT,ADEOS/Seawinds,.NSCAT,Sea/SASS合成孔径雷达()(波段),SAR:ERS/AMI,Radarsat_12HJ,JERS/SAR,CSAR LGF-3/SAR被动传感器辐射计)红夕卜1NOAA/AVHRR,ERS/ATSR,Terra Aqua/MODIS,Aqua,COCTS口,口,日
3.71012)可见(海色)2OCTS,SeaFS,CZCS,MERIS,MODIS,COCTS,VPP/VIIR412,490,520,550,670,685)微波:3AMSR,SMMI,SMMR,SMOS5-10Hz SST盐
1.4Hz不小于风10Hz SSW水汽22Hz微波辐射计SSM,SMMR温度AVHRR MODIS海色、merris,CZCS MODIS红外,Hyl:cocts散射计、高度计、合成孔径雷达积极高度计被动风速、海面局度、温度、盐度、降雨
4.与老式观测相比,简述卫星海洋遥感数据的重要特点作业有,大面积、大范围、长时间,经济,不能抵达的地方(河口极地争议区),多传感器同步研究微波的话全天候,不受天气影响常规是接触性测量,有些地方无法抵达,遥感是间接测量需要印证,数据都是反演出来的
5.在可见光和近红外波段,大气最重要的散射作用是什么?最重要作用是散射可见光,散射,变化能量传播方向,包括瑞利、气溶胶红外(短波),水汽吸取和大气辐射微波不考虑散射,水滴,电离层分波段说
6.简述海洋遥感在海洋科学研究中的作用)它是物理学、信息科学与海洋科学交叉学科,理论波及电磁波与海洋大气的互相作用以及海洋1/大气辐射传递;)为海洋科学研究、海洋环境、气候变化预测与预报提供数据集;2)卫星海洋遥感的多传感器资料可增进海洋科学交叉学科发展;3)可以发现新的海洋现象,大尺度观测;如中尺度涡现象等
47.按波长从大到小排列P,X,C,Ku,L,可见光,红外,并举例阐明各个波段重要用在哪些卫星传感器PLSCXKu盐一定穿透深度(军方)海洋不好用,不好散射、风很大才散射,主要微波辐射及L sar测盐度散射计,低风速就能散射,敏感Ku:、、、、合成孔径雷达;S PX CL、、散射计上,散射计重要是;Ku CX C盐度,辐射计;L可见光海色传感器;红外测温的传感器;
8.微波为何有极强的穿透云层的作用由于微波的高频的部分有散射,其他部分不考虑云由于对微波来说,微波波长比粒子直径大得多,则又属于瑞利散射的类型,散射强度与波lmm-lm长四次方成反比,波长越长散射强度越小,因此微波才有也许有最小散射,最大透射,而被称为具有穿云透雾的能力衍射
9.简述影响海面发射率的重要原因,并分析阐明海洋遥感反演的哪些海洋环境参数与海面发射率有关观测条件频率、波长,极化,入射角、盐度、风、温度、海面粗糙度均有关系盐度(不不小于波段)、风、温度和发射率有关’L4HzL和有关;
1.4GHZ SSS和有关;6-lOGHz SST和有关;11OGHZ SSW测水汽是水汽吸取的通道22GHz
10.简述影响海色遥感反演的重要问题)处理大气矫正问题,分子、气溶胶散射,尤其是气溶胶的影响怎么消除,其影响是不固定1的诸多是人为影响,大气的辐射量占卫星接受到的辐射量的到由卫星测量的幅亮度,计9095,算到海面的)生物光学算法一二类水体的问题,对二类水体组分是变化的,甚至溢出的2粗糙海面时:十DF=2hrd公式Walsh
11.简述卫星高度计测量海浪有效波高和风速的原理前沿的斜率是海面波高原则差的函数(此函数可以通过拟合得到)有效波高是指再一次给定的观测中所测得的占波浪总个数三分之一的大波波高的平均值有效波高是海面波高原则差的4倍,即波高均方根的倍4公=443测风速由于卫星高度计是天底视积极式传感器,海面安静时回波信号最强海面在风的作用下可以产生厘米尺度的波浪,从而引起海面粗糙度(海面均方斜率)的变化海面起伏随风增■大时,把信号反射回传感器的镜面面积越来越少,回波也就越来越弱雷达散射计对于不小于或回等于其工作波长()的海面粗糙度变化有敏感反应风越大,越矮,风和成反比波2cm功率
12.写出海面散射的布拉格散射条件并解释各个参数的物理含义简述散射计测量海面风场的物理机制以及产生风向多解的原因和处理措施共振条件心或者丸“=其中,左是波数,是雷达波长,为海上波浪的波长,s=2%..sine2A.sin,
4.A夕是入射角170050100150200250300350W i物理机制布拉格共振原因由于风向和归一化雷达后向散射系数的关系是余弦,不是单值函数,一种后向散射系数最多可以对应四个风向解处理措施一般测次,例如⑵、假如还消不掉,通过场的措施:求散度、旋度;粗441492,预报风场雷达的风向、散射计的风向,取和预报风向最靠近的那个;中值滤波
13.简述合成孔径雷达对海浪成像的重要机制倾斜机制海浪波浪一般比较长,小尺度重力波在大尺度浪叠加,长波变化小尺度重力波入射角,雷达波和小尺度重力波互相作用流体动力学小尺度波均匀分布在平面上,大浪的流体速度和小尺度作用,使得小尺度波分布不均匀,这个过程叫做流体动力学机制
14.简述合成孔径雷达的重要海洋应用并简要阐明其物理机制可用于观测波浪、涡流、风暴潮、内波扰动的海面、海面风及海冰现象产生幅聚、幅散,使得短尺度重力波分布变化,短尺度重力波和电磁波布拉格共振
15.下图是有关大气衰减、黑体辐射随波长的关系,据此分析海色、海温和微波遥感的波段选择,,・・・MID-INFRARCO FARIR MICROWAVE—ISHORT WAVEIR上号O aNnV OgNo/\l3O0Wm2EARTH ATq8l,300«KSUN23/Wm-JS9O0-K-----------4zof・・根据可见光白天会受太阳影响厉害
3.7测温用这个区,微波一般用厘米以上,波长越长,大气就没影响
16.结合上图简要分析微波辐射计测量海面盐度的波段选择测盐度频率越小越好,用波段,不小于的就不能用了由于变L5zNOoE-SwSxMds SoNsK W00OZNOEof及20c■长5邛甲60305£60S10120250J54045S0HV/GH/・盐水的发射门■*的关展化不受盐度影响2o cm
17.简述多通道微波辐射计测量海面风速的原理风速变化海面粗糙度,粗糙度影响比辐射率,通过测量微波辐射率可以测量风速,没有公式
18.合成空径雷达的空间辨别率L,A=L A4-L A-FL A-FG A^L A+f A9L Ar-R1l lrl f4wt,十〃《久4L“A》阐明各参数物理意义并据此简要阐明大气校正措施考虑到大气分子和气溶胶的多次散射效应,更完整的大气校正方程可写为L A=L A+L A+L A+r,A^.L.A+GA,9L,A r-w M4w十口风L“⑴3252式中,L,GO是卫星探测的波长为A的辐射度.L,Q是空气分子瑞利散射的猫射度,是气溶胶米氏敝射的辎射度,人是分子和气溶胶散射共同作用的输射度,是离水辐射度,是海表面白浪White Caps引起的箱射度,L“是海表面镜面反射可能包括太阳螺斑的影响,见式3-2-5DI,是大气的漫透过率,久,内是大气的直接透过率.如果所得数据中L.的值很大,说明太阳耀斑的影响不可忽视,该数据应舍弃.因此,从式《3・2・52中减去⑴LML和L.项,就可得到离水辐射度.离水福射度包•含了海洋的许多信息,例如叶绿素浓度的信息,通过研究在各个波段离水辐射度的大小和斜率特征,可获得叶绿索反演算法.大气矫正措施找波长,和低、高叶绿素浓度,仪器变化角度,忽视项,在风比较小时,670只剩余三项通过不一样波长,再找一种波长假定离水辐亮度为瑞利产生的可以计算,气溶胶麻烦0,
19.海面皮温、海面亮温、海表温度以及三者之间的关系皮温海洋学上叫体温;毫米、微米量级;皮温一般比实际海表温度低,但有风时两skinT,sst者几乎同样亮温比辐射率不不小于一,不是真实海体温度,等价黑体温度海表温度是毫米、微米量级;没有海浪海面下1m当海表层混合比较厉害时三者比较一致
20.简述SAR内波观测的物理机制;()内波引起海表层流场发生悟聚或辐散,1()变化的表层流与风致表面微尺度波之间的相互作用改变了海面粗糙度,2)海面微尺度波与雷达波之间的相互作用决定了海面雷达后向散射的强度
321.简述遥感测量海面盐度的物理机制以及影响盐度观测的重要原因比辐射率和盐度有关,盐度变化会影响微波辐射发射,通过亮温计算由于比辐射率同步还受风速、温度影响,因此要精确懂得温度、风,波段是测量盐度的最佳L波段,该波段对敏感度低SST,SSWU1传感器、平台、电磁波穿过大气还海面互相作用
1.海洋遥感互相作用对海面现象测量研究发展历史,航天技术——试验阶段——业务化
2.U2极轨:太阳同步(大部分),非太阳同步()
1.jonon,TRMM,T/P静地(风云偶数)
2.遥感数据产品级反演后,级需要计算,级原始数据
3.12遥感参数
4.)幅宽度1)极化电磁波振动方向2)光谱辨别率3)空间辨别率4)辐射辨别率最小到最大能量分多少份5)时间辨别率6电磁辐射
5.)可见光、红外、微波1由大气窗口决定,对电磁波衰减少/通过最大的频率范围)黑体辐射辐射只依赖于波长和温度,比辐射率为21)基尔霍夫定律在考虑到局部热平衡状态下,物体的吸取能量和辐射能量之比等于3常数)朗伯面粗糙表面,辐亮度不依赖于入射角4)亮温等效的黑体辐射温度,来通过黑体辐射定律计算出来的温度5)比辐射率表达物体辐射的能力,是物体辐射和黑体辐射之比,越大越高热平衡下,6发射率等于吸取率影响原因电磁波入射角、波长、偏振,海面温度,海面盐度)大气对电磁波影响从分子角度,瑞利,米7散射吸取
6.)光学厚度12)大气透射率〜L大气衰减状况,衰减系数和途径积分)体积散射函数单位3)气溶胶海洋、陆地4。
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