水體遙感中的太陽耀光偏振剝離法研究.pdf

1、地球表面開放水體約占全球面積的74％，因此，在全球環(huán)境研究中，水體遙感至關(guān)重要。水表面反射輻射帶有少量水體本身的信息，它的強(qiáng)度與水面性質(zhì)有關(guān)，如水面浮游生物、水面冰層、泡沫帶等；但是，在受太陽耀光影響的中心區(qū)域，反射光能量非常強(qiáng)，比水體向上輻射量高出幾十倍，傳感器幾乎達(dá)到飽和，根本無法從總的輻射量中提取水體信息。 水體可見光遙感過程中大都必須避開太陽光的直接反射，而接收到由水體后向散射過程中的上行輻射，這就使傳感器接收到的海洋水

2、體信息非常微弱。而且水體一般混合過程較好，不像陸地景物有明顯的邊界和強(qiáng)烈的反差。因此，從反差很小而后向散射信息微弱的水體遙感影像中獲取有用的海洋信息，難度較大。如果能夠剝離出水面太陽反射光對(duì)光譜貢獻(xiàn)的那部分光譜值，對(duì)水體水質(zhì)遙感中葉綠素、懸浮泥沙、黃色物質(zhì)含量的反演精度將會(huì)有很大幫助。因此，在水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)中，研究如何有效去除水面太陽耀光信號(hào)，是水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)的重要問題。 長(zhǎng)久以來，關(guān)于太陽耀光提及的多，但是具體解決方法卻報(bào)道不多。

3、目前減少或消除太陽耀光的方法主要有下面兩種：一是將衛(wèi)星通過赤道的時(shí)間設(shè)置為中午十二點(diǎn)來減少太陽耀光區(qū)域，這時(shí)的太陽耀光強(qiáng)度最大卻覆蓋范圍最小，但是不能完全避開太陽耀光；二是把掃描儀設(shè)計(jì)成垂直、前向和后向三種可變的掃描狀態(tài)，然后將三者的圖像進(jìn)行拼接，可以有效地消除太陽耀光。除了這兩種方法，本論文嘗試從多角度偏振反射的角度來研究太陽耀光消除方法。 本論文的主要工作是利用中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春精密機(jī)械研究所研制的地物二向性反射比測(cè)量裝置來進(jìn)行

4、水體鏡面反射的多角度反射光譜、偏振光譜的研究。通過完整測(cè)量和系統(tǒng)分析清潔水體在2π空間上的反射光譜和偏振反射光譜數(shù)據(jù)，研究并提出了太陽耀光偏振剝離法，來消除太陽耀光對(duì)水體遙感的影響，并初步建立了進(jìn)行水體偏振遙感的最佳時(shí)間計(jì)算模式，為航天航空遙感提供了技術(shù)參考。 具體地講，本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：1、對(duì)水體鏡面反射的物理機(jī)制及其在水體偏振光譜中表現(xiàn)的基本物理性質(zhì)進(jìn)行了研究； 2、根據(jù)水體的基礎(chǔ)光譜資料測(cè)量，獲取