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光谱学与光谱分析 2022年第8期42卷 2513-2521页

作者：刘晓燕申辰崔文玺杨倩禹定峰高皜杨雷周燕赵新兴齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋仪器仪表研究所山东青岛266100 中国海洋大学信息科学与工程学部海洋技术系山东青岛266010 齐鲁工业大学(山东省科学院)海洋技术科学学院山东济南250300

海洋水色遥感研究中,精确的水体遥感反射比R_(rs)(λ)光谱数据是应用海洋光学卫星数据反演海洋生物地球物理参数的关键。实际工作中,遥感反射比是根据遥感仪器接收到的辐亮度经大气吸收和散射校正、太阳距离以及太阳高度角校正后计算出... 详细信息

海洋水色遥感研究中,精确的水体遥感反射比R_(rs)(λ)光谱数据是应用海洋光学卫星数据反演海洋生物地球物理参数的关键。实际工作中,遥感反射比是根据遥感仪器接收到的辐亮度经大气吸收和散射校正、太阳距离以及太阳高度角校正后计算出来的。因此对卫星传感器数据进行大气校正是我们得到精确的水体遥感反射比光谱数据的关键因素之一,也是海洋水色遥感研究中的一个重要问题。胶州湾是黄海西部的一个半封闭海湾,是北温带海湾生态系统的重要代表,该海域内规划了大范围的海洋牧场养殖区域,水体生物光学性质复杂。Landsat是美国NASA的陆地卫星计划,最初是为了观测陆地而研发,但是其高空间分辨率(30 m)的优势在海洋遥感监测中表现突出,使得其成为卫星遥感监测河流、湖泊、内陆环湾等水体不可忽略的数据源之一。基于QA(quality assurance)Score光谱质量评价体系对Landsat8/OLI数据处理中五种大气校正算法在胶州湾海域的大气校正结果进行了评价分析。五种大气校正算法分别是NASA(National Aeronautics and Space Administration)标准近红外大气校正算法(seadas采用为默认大气校正算法,记为seadas Default);Acolite默认大气校正算法—暗光谱拟合算法(dark spectrum fitting,记为Acolite DSF);以及Acolite指数外推算法(exponential extrapolation),根据算法中所使用波段的不同,分别记为Acolite SWIR,Acolite Red/NIR,Acolite NIR/SWIR。分析结果表明在胶州湾海域seadas Default的大气校正算法得到的R_(rs)(λ)数据QA得分为1的概率(83.95%)要远大于Acolite DSF(49.66%),Acolite SWIR(4.13%),Acolite Red/NIR(7.25%),Acolite NIR/SWIR(1.38%)四种大气校正算法。Acolite DSF大气校正算法优于Acolite SWIR,Acolite Red/NIR,Acolite NIR/SWIR。应用MODIS/Aqua卫星数据对seadas Default大气校正算法和Acolite DSF大气校正算法处理Landsat8/OLI卫星数据得到的R_(rs)(λ)在443,483,561和655 nm的数据进行了对比分析,结果表明在各个波段的seadas Default算法所得的大气校正结果都要优于Acolite DSF算法。据此,建议在胶州湾及其附近海域应用Landsat8/OLI数据进行遥感应用研究时以NASA标准近红外大气校正算法为首选。

关键词：二类水体遥感反射比光谱 QA Score seadas Acolite 胶州湾

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基于开源代码构建水色遥感数据处理系统--以HY-1C/D为例

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遥感学报 2023年第1期27卷 68-78页

作者：王道生杜克平陈树果薛程叶小敏李忠平厦门大学海洋与地球学院厦门361102 北京师范大学地理科学学部北京100875 中国海洋大学海洋技术学院青岛266100 中国海洋大学三亚海洋研究院三亚572024 自然资源部国家卫星海洋应用中心北京100081 麻省州立大学波士顿分校环境学院美国波士顿02125

中国在《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》中专门规划了海洋观测卫星系列,通过从单一的试验星到星座的组网,建立起较为完善的海洋环境立体监测体系。由于大气层的影响以及海洋参数在大气层顶的贡献通常很低,卫星... 详细信息

中国在《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》中专门规划了海洋观测卫星系列,通过从单一的试验星到星座的组网,建立起较为完善的海洋环境立体监测体系。由于大气层的影响以及海洋参数在大气层顶的贡献通常很低,卫星观测对海洋卫星地面数据处理系统定量化程度提出了很高的要求。美国自20世纪70年代发射CZCS水色卫星以来,在水色卫星数据处理系统上积累了多年经验。本文通过借鉴NASA成熟开源的seadas科学处理框架,针对HY-1C/D海洋水色水温仪传感器(COCTS),集成前人算法,开发出HY-1C/D离线数据处理系统(OffLine-COCPS),实现了从L1B数据(几何定位和辐射定标后)开始到水体遥感反射比和各类水色产品制作的全链条数据流程。结果表明,自主建立的HY-1C/1D卫星COCTS传感器大气校正相关查找表基本满足了在全球范围内的定量化应用。根据统计投影得到HY-1C/1D双星COCTS反演的叶绿素全球产品,表明系统可实现对HY-1C/1D双星反演叶绿素产品提供支撑,进而与NASA官方发布的同期MODIS叶绿素产品散点图比较,整体分布趋势也与MODIS保持一致。通过本研究,成功实现了对国产水色卫星传感器和自主反演算法的扩展,后续亦可对大气校正算法和其他水色反演算法进行扩展,而对大气校正的精度和水色反演产品的精度评价还需开展更多的工作。

关键词：海洋遥感水色卫星 HY-1C/1D 处理系统 seadas

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利用seadas从SeaWiFS卫星数据反演中国东海叶绿素浓度

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海洋湖沼通报 2009年第4期 152-156页

作者：李伟殷为郑小慎王成焱刘洋天津科技大学天津市海洋资源与化学重点实验室天津300457

卫星海洋遥感反演海中叶绿素浓度,对海洋初级生产力估算及赤潮预报均有重要意义。本文介绍了SeaWiFS卫星传感器业务化算法OC4,利用seadas软件反演中国东海叶绿素浓度,并与东海同步现场数据进行验证。结果表明:利用seadas方法计算的东海... 详细信息

卫星海洋遥感反演海中叶绿素浓度,对海洋初级生产力估算及赤潮预报均有重要意义。本文介绍了SeaWiFS卫星传感器业务化算法OC4,利用seadas软件反演中国东海叶绿素浓度,并与东海同步现场数据进行验证。结果表明:利用seadas方法计算的东海叶绿素含量与实测含量之间具有较好的相关性,但总体上计算值要高于实际测量值;东海叶绿素含量具有分带性,河口、近岸海域高,中陆架次之,外陆架最低,这种发育特点与该海域的陆源营养盐输入、海洋动力系统有着显著的关系。

关键词： SeaWiFS seadas 东海叶绿素浓度

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Importance of Aerosol Optical Depth in the Atmospheric Correction of Ocean Colour Remote Sensing Data

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Open Journal of Marine Science 2017年第1期7卷 100-108页

作者： Sriperambudur Udaya Laxmi Sonnati Chandralingam Pullaiahgari Venkata Nagamani Inaganti Veera Ganga Bhavani Yerramsetti Umamaheswara Rao Department of Physics KMIT Hyderabad India Department of Physics JNTU Hyderabad India OSG/ECSA National Remote Sensing Centre Hyderabad India

Atmospheric aerosols being an important component of the atmosphere play an important role in global and regional climate change. Aerosols can affect air quality, climate change and human health and have a significant effect on the solar energy budget. To study their quantitative effect is a challenging task due to their high spatial and temporal variability. This parameter represents one of the extinction coefficients of solar radiation and rate of suspended particles in the atmosphere. Ocean Colour Remote Sensing provides information about the four major geophysical parameters like chlorophyll and total suspended sediment concentration, vertical diffuse attenuation co-efficient and the aerosol optical thickness measured at 865 nm. Aerosol optical depth can be expressed as function of wavelength through Angstrom’s equation ?, where “α” and “β” are known as Angstrom parameters. The Angstrom exponent, “α” is related to the size distribution of the aerosol particles and “β” represents the amount of aerosols present in the atmosphere. In this present study, an attempt is made to study the impact of these two parameters by changing values from 0 to 0.05 for “α” and from 0.0 to 0.6 for “β” in seadas processing for estimating the aerosol optical depth. From this study, it is clear that for most of the applications either in the coastal or open ocean waters, alpha value varies from 0.0 to 0.3 over the north Indian Ocean. However, this has been further evaluated by various combinations for retrieving the AOD using OCM-2 data.

关键词： Aerosol Optical Depth seadas North Indian Ocean OCM-2

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东中国海域气溶胶光学性质及其模型化研究

东中国海域气溶胶光学性质及其模型化研究

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作者：王浩然中国海洋大学

学位级别：硕士

东中国海域紧邻亚洲大陆，其大气气溶胶受陆源的影响十分明显。工业污染、生物化石燃料燃烧等产生的烟尘以及来自西北内陆的沙尘都是该海域大气气溶胶的重要来源，并导致该海域的气溶胶多为典型的吸收性气溶胶，与大洋上空的非吸收或弱... 详细信息

东中国海域紧邻亚洲大陆，其大气气溶胶受陆源的影响十分明显。工业污染、生物化石燃料燃烧等产生的烟尘以及来自西北内陆的沙尘都是该海域大气气溶胶的重要来源，并导致该海域的气溶胶多为典型的吸收性气溶胶，与大洋上空的非吸收或弱吸收气溶胶差异较为明显。东中国海域的大气气溶胶研究有助于构建针对东中国海域的吸收性气溶胶模型，提高该海域的大气校正精度。本论文利用5个航次的气溶胶海上实测资料，分析了东中国海域气溶胶的光学厚度、单次散射反照率等光学特性，并对海色卫星数据分析软件seadas中的预设气溶胶模型进行了评估，验证其在东中国海域的适用性。结果表明，在东中国海域既存在波长指数较小的沙尘气溶胶，也存在波长指数较大的煤烟气溶胶。单次散射反照率大部分是以海盐粒子为主导的强散射类型，但也存在一定比例的沙尘影响明显的弱吸收类型和烟尘影响显著的强吸收类型。气溶胶复折射率的实部主要分布在1.35.62之间，虚部随波长变化明显。气溶胶粒径体积谱主要呈双峰模式，但是在双峰之间还存在一个不显著的次峰，因而用3个对数正态函数之和来描述粒径体积谱要优于传统的用2个对数正态函数之和来描述。散射相函数受粒径分布、气溶胶吸收性等的影响较为明显。 seadas预设气溶胶模型的评估显示，在东中国海域沙尘和烟尘的影响不可忽略。在该海域利用seadas气溶胶模型在处理由沙尘或烟尘引起的吸收性气溶胶时容易导致光学厚度在蓝紫波段的低估，以及气溶胶辐射贡献的错估，进而导致离水辐亮度出现负值。气溶胶模型中的两个重要参数单次散射反照率和相函数都与东中国海域的实际情况存在一定差异。因此，非吸收或弱吸收的seadas气溶胶模型没有考虑沙尘成分和强吸收的情况，并不能完全满足东中国海域海色遥感大气校正的需要，仍有待改进。进一步利用东中国海域及周边8个AERONET站点的长期观测数据，参考Ahmad构建气溶胶模型的方法，并在气溶胶模型中加入对该海域影响较为明显的沙尘和烟尘成分，初步构建了一组针对东中国海域的吸收性气溶胶模型。并利用辐射传递模型Rstar5b对实测数据中的匹配点进行了辐射传递模拟，以对新模型进行初步的验证和评估。结果表明新模型的单次散射反照率更接近实际情况，870nm波段气溶胶光学厚度的辐射传递模拟精度也有所提高，但波长指数的模拟精度却有所减小。

关键词：气溶胶光学性质气溶胶模型 seadas 东中国海域

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