海洋遥感四的维测量应用.pdf

第 16 卷　第 3 期 海　洋　技　术 V o l. 16,N o. 3 1997 年 9 月　　 OCEAN T ECHNOLO GY Sep t, 1997 海洋遥感四维测量应用 张兆瑛　　李铜基 ( 国家海洋局海洋技术研究所, 天津 300111) 摘　要 　　机载成象光谱仪遥感海洋是在轨星载海洋传感器定标校验的一种方法。本文研究了海洋航空 遥感的四维测量方法, 以及实现卫星、飞行遥感和船舶同步测量的重要意义。 关键词　四维测量　全球定位系统GPS 任何物质都是存在于一定的时- 空系统中, 也就是说任何物质均有其时- 空属性。遥感器 感知的信息是地物的某一种物理性质, 这种性质的存在也有其时- 空属性。显然, 没有时- 空 数据的遥感信息, 就不能称之为完整的。随着遥感技术从定性向定量化研究的发展, 对遥感资 料的完整性提出了更高的要求。例如, 在为利用星载传感器资料所进行的定标校验中, 同步观 测是必不可少的观测方法, 而这种“同步”就是时间和空间的配准。这给我们提出了一个要求: 即如何在获取传感器数据的同时获取时- 空资料。 我国航空遥感如红外、微波等对于发展地质探矿、农作物产量评估、污染监测及灾害预报 作出了巨大贡献。众所周知, 利用红外或微波遥感仪器, 测量地面地物光谱特性, 记录了大量光 谱信息, 有些仪器还记录了时间资料。但是, 有一个问题必须指出, 所有上述记录均缺乏测量时 刻的实时(R eal T im e) 或同步空间坐标数据。即使国内最先进的机载成象光谱仪也是如此。迄 今为止, 还未见到类似报导。由于以往的遥感目标几乎全部为陆地, 一般有鲜明的地物标志, 在 定性遥感研究应用中, 由地物标志推算地理位置是允许的。但是对于海洋遥感, 几乎无法寻找 确定的地物标志, 从而由地物标志推算地理位置简直是不可能的。因此要有一种全新的测量方 法, 在记录遥感信号的同时将测量时刻的时间信息和空间地理坐标全部记录下来。这就是海洋 遥感的四维测量方法。 1　四维测量环境 四维测量方法的平台可以是卫星、飞机, 也用于船舶和陆地。在 1995 年及 1996 年的模拟 收稿日期: 1997- 01- 27 　　　　　　　　　　　　　　　海　洋　技　术　　　　　　　　　　　　　第 16 卷 2 飞行试验中曾同时运用了飞机、调查船与陆地观测站。但是四维测量方法的基本工作环境是遥 ( ) ( ) 感仪器、全球定位系统 GPS- Global Po sition ing System 和数据采集用的计算机 图 1 。 11　遥感器 国外, 可见光成象光谱仪已经装配在卫星上。我国拥有 71 波段以上的中分辨率成象光谱 仪, 并且在去年和今年的模拟飞行试验中采用了这种仪器, 该仪器有很高的波谱分辨率与相当 宽的波段覆盖性能, 是海洋遥感的先进仪器。 12　全球定位系统 全球定位系统是四维测量的关键仪器, 模拟飞行试验中采用了M A P 7000 型 GPS 接收 机。 13　计算机系统 ( ) 由个人计算机PC 担当同步控制, 连接遥感器 成象光谱仪 与全球定位系统, 并建立两者 之间的相关关系。模拟飞行试验中使用COM PAQ 的PC 386。 2　四维测量方法 我们在 1995 年的航空遥感试验中采用了中国科学院研制的机载成象光谱。为使光谱仪采 集的信号定义在时间与空间四维坐标系中, 设计了由全球定位系统辅助测量的航空遥感四维 测量方案。 2 1　工作原理 等于第三量的两个量相等是四维测量方案的设计原则。GPS 在