HY-1A卫星COCTS数据条带消除的两种定量化方法比较

HY-1A卫星是中国第一颗海洋遥感卫星,水色水温扫描仪(COCTS)是其主要探测器。由于各探测单元的信号响应特性不同,导致COCTS数据含有大量条带噪声。这严重影响了图像的质量和可视性,对资料的定量化应用也是十分不利的。为了解决这个问题,本研究采用矩匹配及直方图匹配法,对COCTS数据进行条带消除。结果表明,两种方法都是有效的,能够在消除条带的同时保持数据原有的物理意义,并避免细节特征的丢失。但是从整体效果看,直方图匹配法更好一些。本研究的结果同样适用于其他以并扫方式获取数据的遥感器的条带消除。

基于均衡化曲线的条带消除研究

采用多元并扫方式获取遥感数据的成像光谱仪,由于各探测器的响应存在一定的差异,因而不可避免的产生条带,这对于多数的航天和航空传感器来说是一个普遍存在的现象。对于一定范围的单一均匀地表目标而言,其反射特性是基本一致的,因此如果各个探测器之间不存在响应差异,那么其输出值也应该是基本一致的。基于此思想,以MODIS数据为例,运用基于均衡化曲线的补偿方法来消除其条带,最后的结果证明该方法是有效的。

环境一号卫星CCD相机水体信息采集特性分析

利用覆盖我国4大海区共88景图像数据,针对4波段CCD相机(HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2)在水体中的信息采集特性进行分析。结果表明:(1)HJ-1A和B星虽不是水色卫星,但其CCD相机在水体中依然有一定的信息,可作为水色遥感器服务于水环境;(2)HJ-1B/CCD1在南海海域水体信息采集过程存在明显的太阳耀斑现象,因而在水色信息提取时太阳耀斑是一个不可忽略的因子;(3)无论是在一类水体还是在二类水体,各遥感器的近红外波段皆存在水体信息采集为零的现象,其中HJ1B-CCD2尤为明显。利用近10景涵盖了HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2数据,以及同时过境的EOS/MODIS,采用基于遥感器入瞳处总辐亮度的交叉定标方法进行交叉辐射定标,获取适用于水体目标的交叉辐射定标参数。最后根据瑞利散射和气溶胶散射的计算值,以及获取的交叉定标系数,反推出HJ1B-CCD2可能接受到的灰度值。

水色遥感的精确Rayleigh散射算法研究

偏振问题是卫星水色遥感需要解决的一个重要问题。通过对带偏振的辐射传输方程进行求解得到精确的Rayleigh散射计算结果，便可以对水色遥感器进行偏振修正.本研究将矢量辐射传输方程进行傅立叶展开，得到与方位角独立的矢量辐射传输方程，利用逐次散射法对其进行求解？本文给出了HY-1卫星上水色遥感器COCTS在不同观测角厦和不同风速情况下的精确Rayleigh散射结果。

中国海洋水色遥感器瑞利散射定标研究

水色遥感是海洋环境监测的主要技术手段之一。对于任何海洋水色遥感器来说,监测其在轨期间的定标系数变化是非常重要的,否则无法得到精确的定量产品。以我国"HY-1B"卫星水色遥感器为研究对象,开展了基于大洋水体上空的瑞利散射定标方法研究,利用通过对SeaWiFS数据叶绿素、离水辐亮度和气溶胶产品进行分析,选择了符合条件的7个海区实施大气瑞利散射定标,根据2010年12月份选定的4个区域定标结果得到不同海区/不同时间获得的定标系数一致性较好,CH1至CH6的定标系数标准差分布在0.9%～2.1%的范围内,因此瑞利散射定标是有效的非现场定标方法,具有较高的定标精度,其总误差在4.09%。

SeaWiFS与HY-1卫星COCTS的系统交叉辐射校正

海洋一号(HY-1)卫星是中国第一颗海洋环境遥感卫星。由于卫星上没有太阳定标装置,而且其上搭载的水色水温扫描仪(COCTS)一直存在漂移的问题,所以必须不断对其进行辐射校正,所述内容就是其辐射校正方法之一。美国宽视场水色扫描仪(SeaW iFS)提供了高精度的水色数据,如一类水体上的离水辐亮度及叶绿素浓度等被国际水色遥感界作为参照的基准。以SeaW iFS反演的归一化离水辐亮度和气溶胶参数对COCTS遥感器的辐射校正系数进行了系统校正。该方法可以对COCTS的定标系数进行长期监测。结果表明,校正后的COCTS水色数据产品精度得到了很大的提高。

CBERS-02卫星CCD相机资料定量化反演水体成分初探

采用定量化水色反演方法,在现场测量数据的基础上,针对CBERS-02 CCD波段,建立了水体成分反演算法．利用已校准的CCD辐亮度数据,针对不同的海区,采取了邻近清洁水体点和同日MODIS气溶胶参数的大气校正方法得到了水体定量化遥感的基本参数遥感反射比．利用遥感反射比和所建立的反演算法,获得了水体悬浮泥沙、叶绿素浓度分布．悬浮泥沙的反演结果比较满意,而叶绿素的结果不够理想,因为遥感器的波段较宽和信噪比较低．

基于水体目标的CBERS-02卫星CCD相机与MODIS的交叉辐射定标

为研究利用中巴地球资源卫星02星(CBERS-02)CCD相机进行水体定量化遥感,利用高精度的MODIS数据对CCD相机进行了交叉辐射校正．在均匀清洁水体海域上,分别选择了两个遥感器同一天过境的具有相同观测区域的两天数据,利用一种清洁水体大气辐射计算方法和MODIS获得的水体与气溶胶参数,对CBERS-2 CCD相机的4个通道进行了基于大气层外总辐亮度的交叉辐射校正工作．由于CCD探测器之间的响应差异较大,因此在进行辐射校正之前,还对CCD图像进行了消条带工作．选择CCD阵列的同一组像元在上述两个区域进行消条带,以避免残余条带、CCD阵列焦平面照度不匀等的影响．结果表明,两天的结果具有很好的一致性．本方法误差在5%左右．

基于多源遥感数据的“交响乐”轮溢油污染监测

溢油是海洋生态环境监测的重点对象。合成孔径雷达、光学遥感与热红外遥感等卫星技术开展海洋溢油监测的机理已得到阐明,发挥多源遥感的技术特点和应用优势,实现海洋溢油的精准监测与量化评估,为海洋环境保护提供重要的技术支撑。2021年4月27日巴拿马籍“义海”轮与利比亚籍“交响乐”轮在青岛外海发生碰撞,导致约9400t船载货油泄漏入海。本文利用多源卫星遥感数据,监测并分析了该事故海域的溢油污染覆盖状况及其乳化溢油分布特征。基于溢油多源遥感响应机理与响应特征,优化了多源卫星遥感数据的处理流程,实现了溢油覆盖区域的识别与多种溢油污染类型的分类。结果表明:2021年5月1日至5月22日,“交响乐”轮溢油污染事件累积溢油像元覆盖面积为2368.7 km^(2),其中乳化溢油像元覆盖面积为1019.3 km^(2),乳化油面积占比达43.0%,单日最大溢油像元面积达734km^(2);多源遥感监测结果可以互为验证,光学遥感更具备识别不同溢油污染的能力,其中乳化溢油代表了污染危害的关键所在,从而提高了海洋溢油污染的监测评估精度,为溢油污染事件的危害评估与精细化监测提供可靠的技术与方法参考。