微波遥感PPT.pptx

海水盐度监测与反演 —— 微波遥感 姓名：张伟文 班级：064111 学号：20111002758  目 录 一、绪论 二、原理与方法 三、海水盐度在遥感中反演算法及影响因素 四、海洋遥感卫星及传感器介绍 五、总结与展望 1.1 海水表面盐度测定的科学性及应用 海表面盐度SSS是研究大洋环流和海洋对全球气候影响的重要参量、是决定海水基本性质的重要因素之一。海洋环流和全球水循环是海洋—气候系统中的两个重要组成部分，它们的相互作用导致盐度发生变化，从而影响海洋储存和释放热能的能力，并且影响海洋调节地球气候的能力。海洋盐度是描述海洋环流的关键变量，对海洋盐度进行观测可以加强对全球水循环的理解，同时它也是研究水团的重要流量示踪物。 1.2 微波测定盐度的发展 上世纪70年代，盐度是唯一未实现从太空进行遥感监测的海面关键要素，海水盐度遥感观测技术的发展远远滞后于研究的需要。随着时间的发展，海水盐度遥感观测技术的基本理论体系已经建立起来，并广泛开展了盐度遥感的航空实验，获取数据研究。现在应用的卫星有欧空局SMOS卫星、美国SAC－D卫星 SMOS卫星以及获取的数据  美国SAC－D卫星 二、 原理与方法： 海面盐度微波遥感反演算法主要有两种：基于海表发射率估算海表盐度的算法和基于贝叶斯定理提出的反演算法 根据瑞利— 金斯定律，黑体的辐射度Ｌ（ｆ）与表面温度的关系为： 其中：波尔兹曼常数kb ＝1.38×10-23（J?K-1）；Ｔ为黑体物理温度，单位为K，c为光速，f为频率，λ为波长 计算得到的亮度温度对应该辐射亮度的黑体的物理温度，即：辐射亮度  利用公式 ：  可知：海面的亮度温度与极化角、方位角、海面状态、海水温度和海水的介电常数有关，而海水的介电常数与海水盐度、海水温度和射频有关，海水的介电常数本身是盐度、温度和射频的函数。因此，应用微波辐射计观测海水的亮温，再通过亮温与盐度的关系，应用算法进行盐度反演，就可以从微波辐射计得到的亮温数据中反演出海水的盐度。 三、海水盐度在遥感中的反演算法及影响因素  ●SMOS卫星海水盐度遥感反演算法 其中S为海表盐度，TBV，sur和TBH，sur分别为垂直极化和水平极化方向的海表面发射，ts为海表温度（℃），W为海表面风速（m/s），θi为入射角，系数s是θi和ts的功能函数。  ● SAC－D卫星海水盐度遥感反演算法 ｉ为ＳＭＯＳ卫星测量值个数，Ｐ 为参数矢量，σＰ平方为参考值期望误差的方差 ● 影响因子： 下层海洋状况对遥感没有直接影响，影响因素集中在海面和辐射计之间，具体分为四方面：太空、电离层、大气和海面 ▲ 太 空 来自太空的影响包括银河射电辐射和各种天体辐射（主要是太阳系辐射）。它们主要通过海面和大气的反射和散射进入辐射计天线。在卫星遥感时，还可能有小部分辐射直接进入天线的旁瓣，这部分辐射通常是恒定的或者缓变的，大多可以通过公式定量计算进行修正 ▲ 电离层 对于线性极化测量值来说，法拉第旋转可以导致几个Ｋ 的误差。Yueh等认为由于来自地球表面的微波辐射穿过电离层进行传播，依靠地球磁场和电离层中电子含量，线性极化场的分量以一个角度Ω进行旋转，在法拉第旋转的影响下，微波辐射极化是旋转的，并且通过天线检测到的亮温将与通过ΔTB计算的海表面辐射不一致。 ▲ 大 气 微波遥感中，在较低频率的情况下，大气衰减会很少，因此由于大气吸收而造成的辐射损失这个权重因数对于微波辐射影响很小 ▲ 海 面 影响盐度微波遥感的海面因素主要有海面粗糙度、泡沫和海温。海面粗糙度不仅受风的影响，而且受海表温度等因素的影响。风通过两类效应使微波亮温升高：一是海面粗糙度的增加；二是白帽和泡沫的覆盖面积增加。因此风速被选做表征海面粗糙度的参量 海