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All Copyrights Reserved By SoonyenJu 南京信息工程大学复习参考资料—— 卫星海洋学 第一章 绪论 海洋遥感：指以海洋及海岸带作为监测和研究对象，利用电磁波与大气和海洋的相互作用原 理来观测和研究海洋的遥感技术。 海洋遥感的研究内容： 1. 海洋遥感物理机制 2. 海洋信息提取方法 3. 海洋卫星传感器方案 4. 遥感数据在海洋学应用 海洋遥感的特点： 1. 全天候全天时探测 2. 半球或全球范围内探测 3. 定性、定量探测 4. 光谱波段细、探测器接收灵敏 海洋遥感意义：（常规的海洋调查依赖于调查船沿设定航线的“稀疏”取样。虽然定位样点 测量准确，但在规模、范围、频度上很受限制） 1. 海洋环境的进入性与通达性较差； 2. 近海和海岸环境复杂多变，难以进行多变量同步控制观测； 3. 海岸环境变化周期长、信息量大，难以取得理想的可控制数据，在实时处理上也有很大 困难。 海洋遥感经历的四个主要阶段——探索阶段： 1. 气象卫星和陆地卫星不能完全替代海洋卫星。 2. 气象卫星和陆地卫星的探测器主要为光学探测器，不能替代海洋动力环境卫星和地形卫 星，因为后者主要采用微波探测器； 3. 即使气象、陆地和海洋水色卫星都采用光学探测器，但是前两者与后者还存在很大差别： 波段设置不同（光谱分辨率）、灵敏度和精确度不同（后者需要定量）、观测方式不同（海 洋卫星要求观测时间为上午，且观测时沿轨倾斜约0～20 度可调）。 第二章 海洋遥感的原理与基础 海洋学上的专有名词： 有效波高(H1/3) ：波阵列中全部波动的1/3 最高波的波高平均值； 均方根波高（h ）：波在平均海平面以上的均方根高度（海面粗糙度）； k 重力波：作用在扰动水团上的主要恢复力是重力的波动（L1.73cm ）； 海平面高度：海表面相对于参考椭球面的距离。 海平面地形：海表面相对于大地水准面的距离。 海平面异常：海表面相对于平均海表面的偏差 。 海洋遥感中常用的基本概念： 1. 极化：如果一束平面电磁波的电场矢量都在一个平面内，则称之为线性极化。 极化状态是根据电场矢量方向与参考平面方向的关系来定义的。对于线性极化的辐射， 水平极化的电场与参考平面垂直，垂直极化的电场与参考平面平行。 1 / 8 All Copyrights Reserved By SoonyenJu 2. 复折射率：   n n  in 复折射率n 与相对电容率（复介电常数）ε 关系： 电磁波穿越两种介质时遵守Snell 折射定律： 3. 菲涅耳反射系数：描述光滑介质表面的反射与入射之间的关系，即反射电场与入射电场 之比。 4. 菲涅耳反射率：定义为反射电磁波的辐亮度与入射电磁波辐亮度之比。 （注意菲涅耳反射率与漫反射率的区别：前者定义了界面的反射比；而后者为辐照度的 内部多个粒子的漫反射。） 5. 复介电常数：复介电常数是反映物体电学性质的参数。是描述海面发射率的一个关键参 数，它是频率ω ，水温T 和海水盐度S 的函数。 6. 海面粗糙度： 判据与波长和入射角θ有关。 （判据–瑞利准则和夫琅和费准则 ） 海面泡沫对反射率的影响： 1. 可见和近红外光：海面泡沫与风速W 有关，当W7m/s 泡沫条纹迅速增加；当W40m/s 海面全部被泡沫覆盖，泡沫会增加反射率。 2. 热红外辐射：水强烈衰减红外辐射，泡沫几乎没影响。 3. 微波：水泡之间的空隙引起海面变形，进而引起泡沫发射率；发射率随风速线性增加， 增加量的最大值位于最高频率处；对垂直入射的发射率影响更大；入射角为50 °时，只 有风速超过20m/s 时表面斜率的影响对泡沫不起作用。 7. 大气衰减：衰减系数可用朗伯- 比尔定律微分形式计算。 8. 大气吸收： 吸收系数（kab ）定义为：短路径dz 上光谱辐射率Lλ 的部分损耗 太阳高度角h：地球上某点的切平面与某时刻此点和太阳连线的夹角。 太阳方位角 Ф：从指北方向线起，依顺时针方向，到某时刻太阳光在地面投影方向线之间 的水平夹角，取值范围0~360 度。 直射辐照度（Edd