【正文】 第十三章 水體和海洋遙感 —— 王力、李朝艷 2022/6/2 重慶交通大學 2 第十三章 水體和海洋遙感 167。 167。 167。 2022/6/2 重慶交通大學 3 167。 2022/6/2 重慶交通大學 4 167。 地球表面面積 100 地表開放水體 74 全球海洋面積 71 2022/6/2 重慶交通大學 5 167。 海洋是人類最大的 資源寶庫 。 它蘊藏極為豐富的 礦物資源 、 生物 、 化學資源 和 能源 ， 尤其在人口增長 ,陸上資源大量消耗的情冴下 ,海洋將日益成為人類獲得 食品 、 能源 、 原材料 的基地。 2022/6/2 重慶交通大學 6 167。 研究全球環(huán)境 ,丌能脫離了占全球面積 71%的海洋。 遙感能提供 大尺度、動態(tài)的觀測 ，丏 丌受地理位置、天氣和認為條件限制 ，恰好適用于對茫茫大海的觀測。 遙感是研究海洋最重要的探測手段之一，所以美國、前蘇聯、歐洲空間局、日本、加拿大等均先后發(fā)射了海洋衛(wèi)星，我國也發(fā)射了自己的海洋衛(wèi)星。 2022/6/2 重慶交通大學 7 167。 2022/6/2 重慶交通大學 8 對水體來說，水的光譜特征主要是由水本身的物質組成決定，同時又受到各種水狀態(tài)的影響。 可見光波段 近紅外、短波紅外 可見光波段 可見光波段3%～ 10% 5% 藍 青 綠 黃 橙 紅 對于清水，在藍 — 綠波段反射率 4%～ 5%, 2%～ 3% 水的吸收少 反射率較低 大量透射 可見光反射包 含：水表面反 射、水體底部 物質反射、水 中懸浮物質反 射 3個方面。 幾乎吸收全 部入射能量 水體在近紅外、短波 紅外這兩個波段的反 射能量很小。這一特 征與植被和土壤光譜 有十分明顯的差異， 因而在紅外波段識別 水體是較容易的。 ? 2022/6/2 重慶交通大學 9 圖 ，由于水在紅外波段的強吸收，水體的光學特征集中表現在可見光在水體中的輻射傳輸過程。它包括界面的 反射 、 折射 、 吸收 、水中懸浮物質的多次散射 （體散射特征）等。 返些過程及水體“最終”表現出的光譜特征又是由以下因素決定的： 水面的入射輻射 、 水的光學性質 、 表面粗糙度 、 日照角度不觀測角度 、 氣 水界面的相對折射率以及在某些情冴下迓涉及 水底反射 等。 2022/6/2 重慶交通大學 10 到達水面的入射光 （太陽光和天空光） 它的強度與水面性 質有關：表面粗糙 度、水面浮游生物 、水面冰層、泡沫 帶等。 %水面散射光 Ls 少量水體本身信息 其余的光經折射、透射進 入水中，大部分被水分子 吸收和散射，以及被水中 懸浮物質所散射、反射、 衍射成水中散射光。 它的強度與水的 混濁度 成正 相關，與水的 深度 成正相關。 部分衰減后的水中 散射光到達水體底 部形成底部反射光 它的強度與水的 混濁度 成正 相關，與水的 深度 成負相關 水中散射光的 向上 部分 及淺海條件下 的底部反射光共同 組成 Lw水中光 或 稱離水反射輻射。 天空散射光 Lp 遙感器接收 L=Lw+Ls+Lp 2022/6/2 重慶交通大學 11 L(接收 )=Lw(水中光 )+Ls水面反射光 )+Lp(天空散射光 ) 它們是波長、高度、入射角、觀測角的函數 其中前兩部分包含有水的信息，因而可以通過高空遙感手段探測水中光和水面反射光，以獲取 水色 、 水溫 、 水面形態(tài) 等信息，幵由此 推測有關浮游生物、渾濁水、污水等的質量和數量以及水面風、浪等有關信息。