海洋測(cè)繪ppt課件(2)(已修改)
2025-05-11 02:20 本頁(yè)面
【正文】 第六章 海洋測(cè)繪 海洋科學(xué)學(xué)院海洋信息工程系 沈蔚 博士 13371935143 空間測(cè)量與制圖 4209903 （ 5）遙感海底地形測(cè)量 空間遙感技術(shù)應(yīng)用于海底地形測(cè)量是 20世紀(jì)后期海洋科學(xué)取得重大進(jìn)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。遙感海底地形測(cè)量具有 大面積、同步連續(xù)觀測(cè)及高分辨率和可重復(fù)性等 優(yōu)點(diǎn)。微波遙感器還具有 全天候 的特點(diǎn)，這些都是傳統(tǒng)的測(cè)量手段所無(wú)法比擬的。 遙感設(shè)備包括 可見光多譜掃描儀、成像光譜儀、紅外輻射計(jì)和微波輻射計(jì)以及高度計(jì)、散射計(jì)和成像雷達(dá) 。這些遙感器能夠直接測(cè)量的海洋環(huán)境參數(shù)有 海色、海面溫度、海面粗糙度和海平面高度 。在這些參數(shù)的基礎(chǔ)上可以反演或計(jì)算出若干其他海洋環(huán)境參數(shù)，其中包括 葉綠素和懸浮粒子濃度、上混合層溫度、海面風(fēng)場(chǎng)、有效波高、海浪方向譜、海流、潮汐、波動(dòng)（包括內(nèi)波）、峰面、渦波、上升流、鹽度、海冰、海洋降水、海底地形、海洋重力場(chǎng)和海洋污染 等。 水深遙感的基本思路 反演歷史條件下水下 地形信息，分析地形 動(dòng)態(tài)變化 利用最新衛(wèi)星影像數(shù) 據(jù)，快速獲取和更新 最新的水下地形 同步遙感影像資料 局部水下地形數(shù)據(jù) 水深遙感反演模型 反演大范圍水下 地形信息 影像處理 167。 水 深 遙 感 的 物 理 基 礎(chǔ) 衛(wèi)星傳感器接收水體信息示意圖 在 大氣 和 水體 中， 光線以指數(shù)形式衰減 R E θ T φ L s L T L p R b E 0 T θ R ws R w Z 水底 傳 感 器 水體 E D 大氣 水深遙感的計(jì)算機(jī)遙感圖象處理 圖像輸入 恢復(fù)處理 增強(qiáng)處理 圖像輸出 輻射校正 大氣校正 幾何校正 制作像片 繪圖儀輸出 制作光盤 線性拉伸 卷積變換 波段組合 水陸分離 上海市 崇明島 研究區(qū)域 長(zhǎng)江口位置圖（TM4,5,1假彩色合成圖象＊1995） 長(zhǎng)江口南支數(shù)字化水下地形圖 高光譜遙感 高光譜遙感（ Hyperspectral Remote Sensing） ,指具有高光譜分辨率的遙感科學(xué)和技術(shù)，它的基礎(chǔ)是測(cè)譜學(xué)（ Spectroscopy）。 成像光譜儀產(chǎn)生于 20世紀(jì) 80年代，能在紫外、可見光、近紅外和中紅外區(qū)域，獲取學(xué)多非常窄且光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)光譜分辨率可以達(dá)到納米（ nm）數(shù)量級(jí)，進(jìn)而可以繪制連續(xù)的光譜曲線 。高光譜遙感的出現(xiàn)可以說(shuō)是一個(gè)概念上和技術(shù)上的創(chuàng)新。 高光譜圖像表達(dá)－光譜曲線 高光譜圖像表達(dá)－圖像立方體 合成孔徑雷達(dá)（ SAR ） 就理論而言，雷達(dá)天線越大，其探測(cè)監(jiān)視范圍也越大，但從隱藏性、機(jī)動(dòng)性和生存需要等因素考慮，又不能將天線做得過(guò)大。合成孔徑雷達(dá) (Synthetic Aperture Radar ,SAR)，就是利用雷達(dá)與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)把尺寸較小的真實(shí)天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成一較大的等效天線孔徑的雷達(dá)。 合成孔徑雷達(dá)（ SAR ） 如圖所示，在飛機(jī)從 B點(diǎn)經(jīng) C點(diǎn)飛到 D點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)載小口徑雷達(dá)都可以對(duì)目標(biāo) A發(fā)射和接受電波，其效果相當(dāng)于天線口徑為 LBD長(zhǎng)的窄波束雷達(dá)。只是這種雷達(dá)在由 B到 D的過(guò)程中，信號(hào) 是在不同時(shí)刻發(fā)射和接收的，因此需要進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)處理，將不同時(shí)刻同一目標(biāo)的信號(hào)進(jìn)行合成，因此稱為合成孔徑雷達(dá)。 SAR的載體 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（ InSAR） 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量（ InSAR）是合成孔徑雷達(dá)應(yīng)用中較晚出現(xiàn)的技術(shù)，它是以合成孔徑雷達(dá)復(fù)數(shù)據(jù)提取的干涉相位信息為信息源獲取地表三維信息和變化信息的技術(shù)。干涉雷達(dá)在 1969年被用于火星觀測(cè)， 1972年被用于觀測(cè)月球的地形。 1974年，有專家提出用合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量進(jìn)行地形測(cè)繪。 1986年，美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了用機(jī)載雙天線 SAR進(jìn)行地形測(cè)繪的結(jié)果，拉開了干涉合成孔徑雷達(dá)研究的序幕。 SAR數(shù)據(jù)圖像 由 Radarsat影像提取的 DEM，圖顯示了由 W2/S6像對(duì)、 S2/S7像對(duì)組合得到的DEM和相應(yīng)的地貌圖。 合成孔徑雷達(dá)的特點(diǎn)是： – 分辨率高（ 合成大孔徑天線，具有很高的目標(biāo)方位分辨率和距離分辨率） – 全天候工作，主動(dòng)雷達(dá) – 傳統(tǒng)力強(qiáng)，有效地識(shí)別偽裝和穿透掩蓋物。 與可見光、紅外傳感器比較具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和無(wú)法替代的作用，被廣泛應(yīng)用 工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、火控、制導(dǎo)、導(dǎo)航、資源勘測(cè)、地圖測(cè)繪、海洋監(jiān)視、環(huán)境遙感等 。 SAR特點(diǎn)和應(yīng)用 無(wú)人機(jī) （ unmanned aerial vehicle） ? 無(wú)人機(jī)是一個(gè)許多國(guó)家用于描述最新一代無(wú)人駕駛飛機(jī)的術(shù)語(yǔ)。從字面上講，這個(gè)術(shù)語(yǔ)可以描述從風(fēng)箏，無(wú)線電遙控飛機(jī)，到 V1飛彈從發(fā)展來(lái)的巡航導(dǎo)彈，但是在軍方的術(shù)語(yǔ)中僅限于可重復(fù)使用的比空氣重的飛行器。 ? 最初的一代主要以偵察機(jī)為大宗，現(xiàn)在一些無(wú)人機(jī)已經(jīng)裝備了武器（例如 RQ1捕食者裝備 AGM114地獄火空對(duì)地導(dǎo)彈）。由無(wú)人機(jī)擔(dān)任更多角色的軍事預(yù)想，最初是轟炸和對(duì)地攻擊，以及現(xiàn)在的空對(duì)空戰(zhàn)斗，飛行員最后一塊領(lǐng)域。 裝備有武器的無(wú)人機(jī)被稱為無(wú)人戰(zhàn)斗機(jī)飛機(jī)（ UCAV）。 以色列新型無(wú)人駕駛機(jī)“搜索者 II” 美制“全球鷹”無(wú)人機(jī) 美制“捕食者” B原型機(jī) 懸停在空中的飛艇可作為平流層信息平臺(tái) 為海洋工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)進(jìn)行的測(cè)量。 海洋工程是與開發(fā)利用海洋直接有關(guān)的所有工程的總稱。早期的海洋工程多指碼頭、堤壩等土石方工程。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，海洋工程的內(nèi)容不斷擴(kuò)大，可分為海岸工程、近海工程、深海工程、水下工程等。按照用途又分為海港工程、堤壩工程、管理工程、隧道工程、疏浚工程、救撈工程以及采礦、能源綜合利用工程。 海洋工程測(cè)量仍以海洋定位、測(cè)深等手段為基礎(chǔ)，在不同海洋工程勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工和管理階段所進(jìn)行的測(cè)量工作，例如，海上鉆井的
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