海洋遥感原理、方法及应用

本书从海洋遥感对海洋环境监测的应用需求出发，阐述了海洋遥感的基本理论、方法和应用技术，主要内容包括海洋遥感的基本原理、海洋遥感平台和传感器、海洋水色遥感、海洋表面温度遥感、海洋微波遥感、海洋遥感定标与真实性检验、海洋遥感的应用。本书是海洋技术专业本科生的专业课堂教材，可供海洋科学、地理科学、测绘科学等相关领域的科技人员及高等院校相关专业的师生阅读、参考，也可作为地球科学和相近学科的教材。

禹定峰 ，长期从事海洋遥感相关研究工作，主持国家自然科学基金、国家海洋局公益项目子课题、山东省重点研发计划等各类科研项目12项，参与国家重点研发计划、国家自然科学资金等项目10余项，发表论文30余篇，授权专利9项，获软件著作权2项。中国科学院沈阳分院-山东省科学院青年科学家，人工智能应用工程管理师（高级），2016年度山东省科学院优秀共产党员，2016年获山东省科学院嘉奖，获环境保护科学技术奖二等奖1项。

第1章绪论1
1.1海洋遥感简介1
1.1.1海洋遥感的定义2
1.1.2卫星海洋遥感系统2
1.1.3海洋遥感分类2
1.2海洋遥感的发展史5
1.2.1我国海洋遥感卫星的发展与趋势6
1.2.2国外海洋遥感卫星的发展与趋势8
1.2.3近年来全球主要海洋遥感相关的卫星计划16
1.3国际上主要的海洋遥感机构19
1.3.1我国国家卫星海洋应用中心19
1.3.2美国国家航空航天局20
1.3.3美国国家海洋和大气管理局20
1.3.4美国海军研究实验室20
1.3.5美国伍兹霍尔海洋研究所20
1.3.6美国斯克利普斯海洋研究所21
1.3.7欧空局21
1.3.8加拿大遥感中心21
1.3.9法国国家空间研究中心21
1.3.10法国海洋开发研究院22
1.3.11德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心22
1.3.12英国国家海洋中心22
1.3.13英国国家遥感中心23
1.3.14日本宇宙航空研究开发机构23
1.3.15日本海洋科学技术中心23
1.3.16荷兰海洋研究所23
1.3.17挪威极地研究所24
1.3.18波兰科学院海洋研究所24
1.3.19俄罗斯科学院希尔绍夫海洋研究所24
习题25
参考文献25
第2章海洋遥感的基本原理26
2.1遥感辐射基础26
2.1.1麦克斯韦方程组27
2.1.2电磁波的基本特性28
2.1.3电磁辐射的度量参数30
2.1.4电磁辐射的基本定律35
2.2大气辐射传输38
2.2.1大气及其传输特性38
2.2.2可见光与近红外遥感的大气传输41
2.2.3热红外辐射的大气传输46
2.2.4微波辐射的大气传输49
2.3电磁波与海水的相互作用50
2.3.1可见光近红外与海水的相互作用51
2.3.2红外辐射与海水的相互作用56
2.3.3微波辐射与海水的相互作用58
习题65
参考文献65
第3章海洋遥感平台和传感器67
3.1卫星轨道67
3.1.1地球同步轨道68
3.1.2太阳同步轨道69
3.1.3近赤道低倾角轨道70
3.1.4高度计卫星轨道70
3.2卫星传感器分类72
3.2.1主动与被动传感器72
3.2.2成像与非成像传感器74
3.2.3扫描与非扫描方式传感器74
3.3卫星分辨率76
3.3.1光学遥感分辨率76
3.3.2微波遥感分辨率78
3.4典型用于海洋遥感的卫星与传感器80
3.4.1海洋遥感卫星的分类80
3.4.2海洋水色/水温卫星81
3.4.3海洋地形卫星90
3.4.4海洋动力环境卫星92
习题97
参考文献98
第4章海洋水色遥感99
4.1水体的光学特性99
4.1.1表观光学特性99
4.1.2固有光学特性100
4.1.3水体中重要的光学组分102
4.2水体生物-光学模型103
4.2.1水体成分的固有光学特性及模型103
4.2.2二类水体的固有光学特性105
4.3水色遥感资料的处理105
4.3.1水色遥感资料的预处理105
4.3.2水色要素反演110
4.3.3水色遥感产品的类型和级别116
习题117
参考文献117
第5章海洋表面温度遥感119
5.1红外遥感概述119
5.2海洋表层的热结构120
5.2.1海水的红外特性120
5.2.2海水皮层效应与表层温度结构122
5.3海洋-大气红外辐射传输123
5.3.1红外辐射传输方程123
5.3.2红外遥感的有关因素分析125
5.4海洋表面温度反演与校正方法129
5.4.1单通道大气校正与海温反演129
5.4.2多通道大气校正与海温反演129
5.4.3多角度观测的大气校正132
5.5海洋表面温度遥感资料的处理132
习题134
参考文献134
第6章海洋微波遥感136
6.1海洋表面风场遥感136
6.1.1海洋表面风场的反演原理137
6.1.2卫星微波散射计的数据产品146
6.2海洋表面动力地形测量147
6.2.1卫星高度计的测高原理及误差修正148
6.2.2卫星高度计测波（或浪）原理152
6.2.3卫星高度计的数据产品156
6.3海洋内波遥感探测157
6.3.1海洋内波的物理海洋描述158
6.3.2海洋内波的合成孔径雷达探测161
6.3.3合成孔径雷达的数据产品165
习题166
参考文献166
第7章海洋遥感定标与真实性检验169
7.1海洋遥感定标与检验的现场测量169
7.1.1现场测量平台169
7.1.2光学与红外遥感的现场测量173
7.1.3微波遥感的现场测量180
7.2海洋遥感的辐射定标181
7.2.1辐射定标的基本概念181
7.2.2可见光和红外遥感的辐射定标181
7.2.3微波遥感的辐射定标185
7.3海洋遥感产品的真实性检验188
7.3.1遥感产品的真实性检验188
7.3.2海洋可见光和红外遥感产品的真实性检验190
7.3.3海洋微波遥感产品的真实性检验193
习题195
参考文献196
第8章海洋遥感的应用198
8.1海洋遥感资料应用技术198
8.1.1海洋遥感资料重构198
8.1.2海洋遥感资料融合199
8.1.3海洋遥感资料同化201
8.2海洋遥感技术在海洋环境监测中的应用203
8.2.1水色三要素遥感监测203
8.2.2透明度遥感监测206
8.2.3浒苔绿潮遥感监测209
8.2.4马尾藻金潮遥感监测212
8.2.5海冰遥感监测214
习题219
参考文献219