海面油膜的偏振高光谱反射特性分析

针对遥感技术对海面油膜污染监测的需要和油膜污染对海洋的影响,以大庆原油、吉林原油、重油和大连湾海水为材料模拟海面油膜污染,测量不同原油与不同厚度油膜的多角度高光谱偏振反射信息,并计算出偏振度.通过对不同厚度油膜与海水的偏振度对比分析得出:在薄油膜情况下,在400～1000nm内海水的偏振度大于油膜的偏振度,但785nm附近差异较小;在入射天顶角为20°和30°时(探测天顶角等于入射天顶角),利用近红外波段785和880nm处的偏振度易于区分油膜厚度的变化;当油膜厚度增加到一定程度时,呈现出原油固有的偏振度特性,即在可见光范围内海水的偏振度大于油膜的偏振度,在近红外波段范围内小于油膜的偏振度;当入射天顶角从40°到50°时,海水的偏振度逐渐增大,且在50°时大于油膜的偏振度.海面油膜偏振反射特性的研究为遥感监测海面污染提供了新的依据.     

基于可见光与近红外遥感反射率关系的藻华水体识别模式

极轨气象卫星AVHRR红光波段(波段1, 波长580~680 nm)和近红外波段(波段2, 波长720~1100 nm)的水体遥感反射率关系函数Rrs(2)?1 = α0Rrs(1)?1+g?1(1?α0)中, 参数α0 = (bb(1)/bb(2))(a(2)/a(1))对叶绿素浓度敏感且相对独立于浊度, 以1.6 < α0 < 5.6和0.01< Rrs(2)/g < 0.2为判据, 可以实现叶绿素浓度为64~256 μg/L的近海藻华水体识别. 在2003年6月闽江口藻华水体的AVHRR遥感信息识别基础上, 进行了该识别模式与传统的单波段模式, 以及与比值法、NDVI法、差值法等双波段模式的比较, 建议将该识别模式发展为近海藻华水体遥感的普适模式.     

不透明矿物的反射光谱鉴定

矿物反射光谱是一种镜面反射光谱,有时称反射率光谱。它是不透明矿物的重要光学特性。反射率这个光学常数,虽然很早以前就为人们所重视,并且系统地测量了大量的数据。但早期的数据,在可见光范围内最多只有三、四个测点,还没有形成“谱”的概念。因此,矿物对入射光反射的能力都是以数字的形式来描述的。近十多年来,由于一个矿物的多波段反射率的     

微藻光谱衰减特性测量的一种改进方法

给出了一种可更准确测量微藻混悬液及微藻细胞光谱衰减特性的改进方法,该方法利用不同藻液光程的两个比色皿进行测试,充分考虑了多层介质间的多次反射作用.利用改进的双光程法测得蒸馏水的光谱衰减系数与文献中的数据吻合较好.实验结果表明在300~700 nm波段,BG11培养基的光谱衰减系数显著高于蒸馏水,而大于700 nm波段时,其光谱衰减系数与蒸馏水基本相同.在300~1300 nm波段,小球藻混悬液的光谱衰减系数随波长变化明显且随着浓度的增大而增大,而在1300~1800 nm波段时,浓度对其的影响减弱.在测量波段,不同浓度小球藻的衰减系数及衰减截面随着波长增大逐渐减小,且不同浓度小球藻衰减截面非常接近.     

全球陆地上空MODIS气溶胶光学厚度显著偏高

通过对比全球气溶胶监测网络(AERONET)和中分辨率成像光谱仪(MODIS)陆地上空气溶胶光学厚度资料, 表明除非洲和东南亚少数站点MODIS光学厚度偏低之外, 在其他站点MODIS均高估了气溶胶光学厚度, 平均而言, 蓝光和红光波段MODIS光学厚度分别比相应AERONET光学厚度高0.041和0.090. 红光波段MODIS光学厚度偏差与地表反射率(2130 nm)显著正相关, 表明MODIS气溶胶算法中红光波段地表反射率估算偏低可能是导致这一现象的主要原因. 建议使用蓝光波段MODIS气溶胶光学厚度.     

中国东海“桑吉”轮溢油污染类型的光学遥感识别

溢油是海洋环境监测的重要对象之一.在海洋环境动力作用下,溢油会形成复杂多样的污染类型.准确识别、分类并定量估算不同类型的溢油污染,有助于溢油事件应用处理策略的制定与灾损评估.微波雷达与光学是海洋溢油遥感监测的主要手段,具有不同的技术优势与应用特点.近年来,海洋溢油光学遥感的理论与应用研究发展迅速,其对不同海面溢油污染类型的识别、分类与定量估算能力得到认可.针对2018年1月中国东海"桑吉"轮溢油事件,利用中国GF-3合成孔径雷达数据,实现"桑吉"轮疑似溢油的圈定.优选欧洲空间局Sentinel-2卫星的多光谱数据,开展无云覆盖区域"桑吉"溢油的光学遥感探测.基于溢油模拟实验的光谱响应特征分析,阐明了典型溢油污染的Sentinel-2卫星多光谱特征,进一步开展"桑吉"轮溢油污染类型的光学遥感识别与分类.结果表明,"桑吉"轮溢油在其扩散与风化过程中,形成了3种显著差异的溢油污染类型,即海面油膜、油包水状、水包油状乳化物.不仅与GF-3合成孔径雷达的疑似溢油监测结果互为验证,更实现了不同溢油污染类型的光学遥感识别与分类.最后,初步讨论了光学遥感与微波雷达的集成应用策略,通过优势互补,能有效提高海洋溢油的遥感监测水平,并为中国海洋水色业务卫星的应用提供借鉴.     

忽略1.6μm偏振计算对二氧化碳反演精度的影响

散射引起的偏振效应会对卫星遥感二氧化碳精度产生较大的影响.本文利用逐线积分方法和累加法精确模拟了星载仪器近红外1.6μm波段的大气层顶偏振辐射特征,计算了分子散射和气溶胶散射引入的偏振效应,分析了偏振效应对大气二氧化碳反演精度的影响.研究表明:1.6μm波段散射引入的偏振效应明显,并随太阳高度角、观测天顶角、气溶胶光学厚度、地表反射率而变化.除个别大角度观测天顶角外,偏振效应随太阳天顶角升高、气溶胶光学厚度增加、地表反射率的减小而变大,并且在吸收线位置的影响要高于窗区.忽略偏振效应导致的大气二氧化碳反演误差随太阳天顶角的升高、气溶胶光学厚度的增加以及地表反照率减小而增大,并且该误差与仪器观测角度有关.模拟结果显示在高太阳天顶角、高气溶胶光学厚度以及低反照率场景下,忽略偏振计算可能引入高于10 ppmv(1 ppmv=10~(-6) L/L)反演误差,远高于1~2 ppmv观测需求.为减小误差,基于该波段的二氧化碳反演需要考虑大气辐射偏振的影响.     

氨基酸分子的太赫兹时域光谱

采用THz时域光谱(THz-TDS)测试技术, 在室温氮气环境中, 对4种氨基酸分子(酪氨酸、精氨酸、组氨酸和谷氨酰胺)在0.2~3.0 THz波段的光谱特性进行了探测. 根据提取材料THz光学参数的物理模型, 获取了吸收系数和折射率等光学参数, 得到了具有高分辨率的特征吸收谱和折射率谱; 所得结果填补了氨基酸在远红外区域的光谱空白, 为利用THz时域光谱技术研究其他氨基酸分子, 建立氨基酸类分子的指纹谱库以及分析分子构象等问题提供了科学依据.     

南京、黄山太阳可见光辐射的大气光谱光学厚度的初步分析

考虑到太阳可见光辐射大气消光随时空变化的复杂性和它在多光谱遥感探测中的重要性,我们于1980年秋和1982年春在南京、黄山光明顶(海拔1840米)进行分光观测,所选波段系卫星常用的有关波区。     

韦布空间望远镜与哈勃空间望远镜

波长 韦布的主要观测波段为红外,并且拥有4台用来拍摄天体图像及光谱的科学仪器.这些仪器提供的波长覆盖范围为0.6～28微米(1微米等于1×10-6米).而电磁波谱的红外部分处于0.75微米左右到几百微米之间.这意味着韦布的工作范围主要在电磁光谱的红外段,在可见光范围内(特别是在可见光谱的红色和黄色部分)也具有一定的观测能力.     

主族层状低维半导体的偏振光探测器

偏振探测在成像、遥感和生物检测等领域具有非常广泛的应用.为了契合光电领域高度集成化的发展目标,偏振光探测器的器件结构需要跳出复杂的检偏器与探测器分离式结构模型,开发新型探测路线.对偏振光天然敏感的主族层状低维半导体可实现直接偏振光探测,实现探测结构的简化.基于Ⅳ族锗系和锡系的低对称性层状半导体在短波近红外具有较高的光响应以及偏振灵敏度,并且基于二维GeSe的偏振光探测器已经实现对近红外实物的二维式扫描偏振成像.基于Ⅴ族锑系和铋系的层状半导体在可见光波段具有较宽的光谱响应以及低的探测噪声,也已实现偏振成像.基于该两类主族层状低维半导体的偏振成像为未来偏振图像传感技术提供了一种简洁可行的思路.     

二类水体中藻蓝蛋白的高光谱提取模式

通过测定高光谱离水辐射率和光吸收，对水体中藻蓝蛋白的光谱进行了研究，结果发现：在离水辐射率的高光谱曲线中，藻蓝蛋白在620nm的吸收峰表现明显．采用分析算法建立了藻蓝蛋白的生物光学模式，并运用误差分析方法对建立的藻蓝蛋白生物光学模式进行了校正，经过光谱校正获得的藻蓝蛋白与实际测得的藻蓝蛋白浓度的相关性（R=0．755）较光谱波段比（709nm／620nm）获得的藻蓝蛋白浓度的相关性（R=0．729）要好，证明校正算法可以提高藻蓝蛋白浓度的提取精度．     

高光谱遥感--给人类配上一副神眼

人们通过各种手段来了解我们居住的地球,探索太空。而遥感是这种探索最重要的手段。80年代起遥感领域最重要的发展之一就是高光谱遥感的兴起,至对年代已成为国际遥感技术研究的热门课题,到下一世纪高光谱遥感将成为光电遥感的最主要手段。高光谱遥感技术将传统遥感的成像技术和物理中的光谱分析技术有机地结合在一起,在探测物体空间特征的同时对每个空间象元色散形成几十个或几百个波长带宽为10-20毫微米左右连续的光谱波段。这样,在传统的二维遥感的基础上增加了光谱维,形成了一种独特的三维遥感。对大量的地球表面物质的光谱测量表…     

基于Landsat ETM+卫星影像的长江上游混浊河水悬沙浓度提取

利用遥感手段提取悬沙浓度,对于流经地形异常复杂、交通极为不便的地区(如西南纵向岭谷区)的河流具有特殊的重要性.采用了3种大气校正方法:COST模型、自COST改进的iCOST模型和新提出的TZB5模型.TZB5模型使用本研究新提出的算法以更精确地由太阳天顶角(TZ)确定自太阳至水面的大气透过率(TAUz),并利用第5波段来最大程度地消除第1~4波段的大气路径辐射的影响.利用在1999~2002年间的12个日期接收的16幅LandsatETM 卫星影像提取了长江中上游17个水文站(分布于1550km×450km的巨大区域内)的水面反射率.发现在穿越繁多地貌、地质环境的长江上游,使用TZB5模型进行大气校正后所得到的LandsatETM 影像第4波段水面反射率与河水悬沙浓度,在0~3000mg/L范围内具有十分显著的相关关系.利用本研究所建立的算法,可从LandsatETM 影像直接精确提取长江上游混浊河水的悬沙浓度,而且该算法在长江中游也被验证.     

基于海面-遥感器光谱反射率斜率传递现象的悬浮泥沙遥感算法

海面Rw1 Rw2 曲线到遥感器R1 R2 曲线之间 ,斜率的传递是线性的 .传递的比例因子(td2 /td1) (toz2 /toz1)取决于该两个波段的大气透射率 (包括漫透射率和臭氧层吸收率 )的比值 .于是 ,提出以大气部分斜率传递现象为基础的αR1 R2 算法 (斜率法 ) ,适于进行考虑Ⅱ类水体大气校正的近海悬浮泥沙遥感监测     

第四纪东海的海进层序和海退层序

通过对东海陆架4000 km电火花单道地震资料的判读, 并与位于东海外陆架的钻孔DZQ4 对比, 分析地震地层的特点、沉积相和沉积环境, 推测形成年代, 探讨第四纪东海海进层序与海退层序, 以及与海面变化的响应. 研究表明第四纪东海海面随着全球气候冷暖波动而升降, 海面上升时, 太平洋潮波对东海陆架的作用加强, 北西至南东向往复潮流塑造了潮流沙脊, 地震剖面显示海进层序; 海面下降时, 长江三角洲向海进积, 地震剖面显示水下三角洲的海退层序. 随着第四纪海面多次升降, 东海外陆架地层的海进层序与海退层序周期性交替分布, 它们与海面变化曲线存在很好的对应关系. 由于东海陆架坡缓, 海面数十米升降可以造成岸线在数百公里范围内进退, 又由于长江的大量输沙, 水下三角洲和潮流沙脊的规模都很大. 自氧同位素8期以来, 共发育了3期较大潮流沙脊和4期大规模的水下三角洲.     

遥感在工作

遥感是传感器不直接与目标物接触而能收集其资料的一种过程。它是通过测量目标物的反射或辐射电磁波来收集信息的。人有眼睛和大脑,是当今最复杂的遥感系统。眼睛是传感器,躯体是平台;神经是传播的发射机;大脑则是处理资料和提取信息的计算机。现代遥感技术是多种类型的传感器组成;这些传感器比人眼强得多,可以探测电磁波谱中各种波段,而眼睛所能感受的可见光,仅仅是电磁波谱中一扇狭窄的窗户。电磁波谱就是用波的形式以光速传播的能谱。这种辐射的连续波谱有几个波段,其中     

半球结构亚波长光栅抗反射性质的研究

利用多台阶圆柱结构近似与严格的耦合波理论研究了化学方法制作出来的新型的半球结构的亚波长光栅的光学性质, 此光栅制作技术简化了可见光波段光栅的制作工艺. 通过计算机模拟与数值计算, 证明了半球结构亚波长光栅具有良好的抗反射性能. 给出了两种光栅设计方案. 第1种方案下, 光栅能够达到3.4416×10^-7的低反射率, 适用波段为0.46~0.7 μm, 入射角变化范围为±12°; 第2种方案下, 光栅的适用范围较广, 适用波段为整个可见光波段, 入射角变化范围为±23°, 所能达到的最低反射率为3.112×10^-4.     

1.1 GHz亚10 fs掺钛蓝宝石激光振荡器

通过对腔内元件进行色散分析, 在啁啾镜色散补偿技术的基础上, 采用四镜环形腔结构, 在功率为7 W的连续532 nm激光抽运下, 成功实现了脉冲宽度小于10 fs的超短激光脉冲的输出, 脉冲重复频率可达到1.1 GHz, 通过未镀膜的尖劈耦合输出的脉冲平均输出功率为30 mW, 光谱全宽覆盖了670~920 nm波段的超宽带光谱.     

光谱光电并行采集技术的两点新发展

目前,光谱测量技术主要向灵敏、精密、快速、快变化时间谱和空间谱分布测量等方向发展.基于串行检测的各类光电分光光度计,不同波长谱线的强度测量是不同时的;改变测量波段需要时间,从而不易解决快速问题;无法解决时间谱和空间谱测量问题;这些都是使单色仪型光谱设备无法继续发展的致命问题.解决上述问题的最好办法,是采用并行测量技术另外,并行采谱技术还具有能获得同时谱、谱空间分布等重要优点.但原有光谱并行采集设备——摄谱仪却存在灵敏度低、测量手续多、实际速度慢等缺点.因此发展了光电光谱并行采集技术,光学多道分析仪(简称OMA)是其典型代表.OMA利用了光电技术、计算机技术、光谱技术的精华,已是集光谱采集、处理、存储、显示于一身的,有快速、灵敏等许多优点的先进通用光谱测量设备,但在系统分辨率和同时谱宽方面却大不如上述的两类传统仪器.例如,现有OMA同时谱宽若为30～60nm者,分辨极限只有0.2nm左右.相比分辨极限可小于纳米,同时谱宽可为数百纳米的摄谱仪,或相比异时谱宽可很大、分辨极限也不小的单色仪型设备,这样的指标大大限制了其应用范围.