海洋遥感真题精选.docx
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海洋遥感真题精选
[填空题]1复介电常数
参考答案：
又称为相对介电常数或相对电容率，是描述海面发射率的一个关键参数，它是频率ω，水温T和海水盐度S的函数。
[填空题]2后向散射系数
参考答案：
入射方向上的目标每单位面积上的平均雷达截面，与目标的复介电常数、表面粗糙度、雷达系统参数等有关。
[填空题]3直射辐照度
参考答案：
太阳光经大气衰减后，直接到达水面的辐射
[填空题]4漫射辐照度
参考答案：
直射光经散射后到达水面的辐射
[填空题]5海水表观光学量
参考答案：
由光场和水中的成分而定，包括向下辐照度、向上辐照度、离水辐亮度、遥感反射率、辐照度比等，以及这些量的衰减系数。
[填空题]6Ⅱ类水体
参考答案：
光学特性除了与浮游植物及其分解物有关外，还由悬浮物、黄色物质决定，其水色由水体的各成分以非线性方式来影响
[填空题]7海洋初级生产力
参考答案：
在单位海洋面积内，浮游植物通过光合作用固定碳的速率或能力，与平均叶绿素相关，单位为mg·m-2·d-1[填空题]8海水固有光学量
参考答案：
与光场无关，只与水中成分分布及其光学特性有关，直接反应媒介的散射和吸收特征，如：
吸收系数；散射系数；体积散射函数等
[填空题]9论述海洋遥感发展的现状、展望与趋势。
参考答案：
现状：
（1）海表温度遥感
（2）海洋水色遥感
（3）海洋动力遥感观测
（4）海洋水准面、浅水地形与水深遥感测量
（5）海洋污染监测
（6）海冰监测
（7）海洋盐度测量
（8）船舶和尾迹探测展望：
（1）建立以海洋卫星为主导的立体海洋监测体系
（2）海洋遥感监测技术的精确化与定量化
（3）海洋遥感信息系统的建设
（4）小卫星海洋遥感技术我国：
（1）建立稳定运行的海洋卫星体系
（2）从多方面入手提高海洋遥感精度
（3）开展同化技术研究以提高应用水平
[填空题]10与国际先进水平相比较，我国海洋遥感的发展在哪些方面存在着一定的差距？
参考答案：
（1）基础研究落后：
主要表现在海洋光谱特性的测量与研究相对滞后
（2）专门为海洋遥感设计的传感器较少，而且至今还没有发射专门的微波遥感卫星，与美国等先进国家比，海洋微波遥感有10~15年差距
（3）美国SeaStar卫星的SeaWIFS遥感器的辐射精度为5%，我国目前发射的水色遥感器要求达到的辐射测量精度为7%~10%，处于国际先进水平，但中国在微波遥感卫星资料处理方面还停留在利用国外遥感预处理半成品进行再加工研究阶段，尚不具备以业务应用为目的的微波遥感处理能力，更谈不上高精度的定量分析。
[填空题]11论述海洋遥感在海洋相关研究领域中的应用。
参考答案：
（1）海表温度遥感：
的海洋环境参数，如在海洋渔业中的应用。
主要采用热红外波段和微波波段的信息进行海表温度的遥感反演。
（2）海洋水色遥感：
感图像得到的离水辐射率，来反映相关联的水色要素如叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、可溶有机物含量等信息。
利用可见光、红外多光谱辐射计就可给出赤潮全过程的位置、范围、水色类型、海面磷酸盐浓度变化以及赤潮扩散漂移方向等信息，以便及时采取措施加以控制。
（3）海洋动力遥感观测：
是塑造海洋环境的动力，可以通过遥感技术获得。
海洋风力的监测有助于台风、大风预报和波浪预报；海浪观测可以通过SAR反演波浪方向谱，或通过动力模式来解决表面波场问题；采用雷达高度计可观测潮流或潮汐。
（4）海洋水准面、浅水地形与水深遥感测量：
可通过卫星高度计确定海洋水准面（±20cm），通过测量雷达发射脉冲与海面回波脉冲之间的延时而得到高度计天线离海面的距离。
通过遥感绘制海图和测量近岸水深。
水下地形的SAR图像为亮暗相间的条带，利用这个关系可定量获取水下地形信息。
（5）海洋污染监测：
利用遥感技术可以监测进入海洋中的陆源污染水体的迁移、扩散等动态变化，还能探测石油污染（如测定海面油膜的存在、油膜扩散的范围、油膜厚度及污染油的种类）。
（6）海冰监测：
海冰是海洋冬季比较严重的海洋灾害之一，海冰遥感能确定不同类型的冰及其分布，从而提供准确的海冰预报。
SAR具有区分海水和海冰的能力，可准确获得海冰的覆盖面积；并且可以区分不同类型的海冰以及海冰的运动信息。
热红外与其它的微波传感器也是获得海冰定量资料的有效手段。
（7）海洋盐度测量：
海水含盐量的变化，会改变海水的介电常数，从而影响海水的微波特性。
基本原理是基于微波频率上盐度对海表亮温的敏感度来进行测量的。
（8）船舶和尾迹探测：
船舶由于其制作原料的原因，在SAR图像上会形成非常亮的目标（具有强烈的后向散射特征）
[填空题]12比较微波和热红外波段海温测量的优缺点。
参考答案：
微波海温测量优点：
可全天时、全天候进行，受云影响较小，大气校正相对容易；缺点：
测量精度与分辨率较低，对表面粗糙度和降雨敏感；热红外辐射计测量优点：
分辨率较高，技术发展成熟（已达业务化运行程度）；缺点：
在无云区进行，需进行精确的大气校正。
[填空题]13简述海洋遥感的特点。
参考答案：
整体特点：
（1）不受地表、海面、天气和人为条件的限制，可以探测地理位置偏远、环境条件恶劣等不能直接进入的海区；
（2）宏观特性可进行大面积同步测量，能够进行半球或全球探测（如叶绿素浓度用于研究全球碳循环）；
（3）可动态的、长期的、周期性的对海洋现象进行监测；
（4）具有实时或准实时的特性；
（5）多个探测器相配套（如对海冰的监测）。
具体特点：
（1）传感器设计方面：
光学遥感器应具有带宽较窄、IFOV较大的特点；微波波段在海洋遥感中应用较多；
（2）传感器定标与数据处理应用方面：
需要调查船、浮标、潜水器等仪器实测资料的支持；
（3）数据预处理方面：
消除大气的干扰非常重要；
（4）数据应用方面：
适用于海洋数值模型的检验和改进（如数据同化）。
[填空题]14简述利用非线性最优化法对Ⅱ类水体水色要素反演的原理。
参考答案：
首先确定一个海洋水色模式，通过调整作为输入参数的反演浓度（即叶绿素、悬浮无机物、黄色物质等），重复计算与之对应的辐亮度值，使得模式计算所得的幅亮度值与实际测得的幅亮度值之间的误差在某个阈值内。
[填空题]15简述SAR获取海面风场的原理。
参考答案：
SAR在波束入射角20～70的情况下，所接收来自海面的后向散射主要为Bragg散射，其中风是影响后向散射的主要因素之一。
根据风速与雷达后向散射系数之间的关系，可进行风速的反演；利用SAR图像上与风向有关的“风条纹”结合气象预报模式结果或者现场测量数据，可获得风向信息。
[填空题]16简述卫星高度计测高的基本原理。
参考答案：
卫星测高原理：
以卫星为载体，以海面作为遥测靶，由卫星上装载的雷达高度计向海面发射微波信号，该雷达脉冲到达海面后，经过海面发射再返回到雷达测高仪。
其原理与应用都是基于三个基本观测量：
（1）时间延迟：
高度计发射脉冲到接收海面回波信号的时间间隔；
（2）海面回波波形的前沿斜率；
（3）海面回波波形强度。
[填空题]17简述MODIS识别海冰的方法。
参考答案：
[填空题]18简述卫星遥感所获得的海洋数据特点
参考答案：
1.观测区域大
2.时空同步
3.连续
[填空题]19我国气象卫星包括两个主要系统：
1.
（）；
2.
（）。
参考答案：
极轨卫星系统；地球静止卫星系统
[填空题]20简述中国海洋遥感的进步
参考答案：
2002年5月15日，我国第一颗海洋探测卫星“海洋一号A”与“风云一号”D气象卫星作为一箭双星同时发射升空；
2007年4月11日，“海洋一号”B卫星发射。
发射海洋一号卫星的主要目的是：
观测海水光学特征、叶绿素浓度、海表面温度、悬浮泥沙含量、可溶有机物和海洋污染物质，并兼顾观测浅海地形、海流特征、海面上空气溶胶等要素，掌握海洋初级生产力分布、海洋渔业及养殖业资源状况和环境质量，了解重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律，为海洋生物资源合理开发利用、沿岸海洋工程、河口港湾治理、海洋环境监测、环境保护和执法管理等提供科学依据和基础数据。
[填空题]21简述水色卫星和主要传感器
参考答案：
第一代水色扫描仪：
海岸带水色扫描仪（CZCS）；第二代水色扫描仪：
宽视场海洋观测传感器（SeaWiFS）和中国海洋水色和温度扫描仪（COCTS）；第三代水色扫描仪：
中等分辨率成像光谱仪（MODIS）。
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[填空题]22简述水色传感器与陆地资源或气象传感器的主要不同点
参考答案：
①.信噪比（SNR）极高，在一般传感器作为暗像元的水体目标上，要求SNR＞500以上，因此，如果不做自动增益调整，其在陆地目标上的信号将趋于饱和；②.波段带宽较窄，水色传感器的可见光通道带宽大雨10nm，近红外通道带宽大约20nm，光谱范围一般在400~900nm；③.时间窗一般要求在当地时间10：
30—14：
30之间过境，最好是中午12：
00左右；④.要求卫星平台具有倾斜功能，以避免太阳直射光在海面的反射进入视场；⑤.再访问时间1~3天，空间集合分辨率500~1100m；⑥.有绝对的精度指标要求。
[填空题]23简述中等分辨率成像光谱仪MODIS获取的数据的三个特点
参考答案：
1.NASA对MODIS数据实行全世界免费接收的政策，这样的政策对于目前我国大多数科学家来说是不可多得的数据资源；
2.MODIS数据设计波段范围广（36个），数据分辨率高（250m、500m、1000m），对陆地、大气和海洋的研究有较高的实用价值；
3.TERRA和AQUA卫星都是太阳同步极轨卫星，TERRA在地方时上午过境，AQUA将在地方时下午过境。
TERRA和AQUA上的MODIS数据在监测时间上相配合，可以得到每天最少2次白天和2次黑夜监测数据。
[填空题]24传感器的重复周期
参考答案：
是卫星装载的传感器对目标完成一次全部或全球覆盖的时间周期。
[填空题]25再访问时间
参考答案：
地球上某一局部地点被传感器先后两次观测的时间区间。
再访问时间与观测地点的纬度有关。
对赤道地区的再访问时间长于高纬度地区的再访问时间。
[填空题]26反照率
参考答案：
定义为地面反射的和空气中各种梨子后向散射的辐照度之和与入射的辐照度之比。
[填空题]27单次散射反照率
参考答案：
描述大气层中的分子和气溶胶粒子的光学效果。
粒子对太阳辐射的单次散射反照率被定义为粒子的散射系数与衰减系数之比。
[填空题]28消除云的方法一般可采用哪些？
参考答案：
①.最大温度法：
海表面温度与云表面温度相比要高，海表面温度变化的时间梯度（或空间梯度）与云表面温度变化的时间梯度（或空间梯度）相比要低。
若条件满足，则可认为是海表面温度值，否则可认为是云。
这种方法对稳定薄云和不清晰云的情况不适用；②.多波段方法：
这种方法依赖于两种不同的红外波长（一般为
3.7μm和
10.5μm）上的亮度和温度之间的非线性关系。
如果在温暖的海面上覆盖分散的不清晰的云，则其图像在两个波段上将给出两种不同的亮温；若是均匀的云块或海面，则其图像上将有相同的亮温；③.图像目测判断法：
雨云在可见光下的图像是明显的。
[填空题]29简述合成孔径雷达的应用
参考答案：
合成孔径雷达SAR是一种主动式微波成像雷达，通过测量海面后向散射信号，并通过适当的处理后能产生标准化后向散射截面（NRCS）的图像。
标准化后向散射截面携带着海面信息，它反映了雷达观测到的海面粗糙度合成孔径雷达工作在微波阶段，它可以测量出海浪的方向谱、海面风场、内波，还可以监测海冰移动和海面油膜。
根据布拉格共振散射理论，合成孔径雷达接收到的海面后向散射信号与海表面上满足布拉格共振散射条件的毛细重力波的谱成正比，所以能够观测海面由毛细重力波代表的海面粗糙度，并可反演产生毛细重力波的海面风速。
[填空题]30简述遥感的狭义、广义
参考答案：
狭义遥感：
主要指从远距离、高空以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统。
（利用电磁波进行遥感）广义遥感：
利用仪器设备从远处获得被测物体的电磁波辐射特征（光，热），力场特征（重力、磁力）和机械波特征（声，地震），据此识别物体。
（除电磁波外，还包括对电磁场、力场、机械波等的探测）两者探测手段不一样
[填空题]31简述遥感的分类
参考答案：
（1）按照探测电磁波的工作波段分类：
可见光遥感、红外遥感、微波遥感等
（2）按照传感器工作方式分类：
主动遥感、被动遥感
[填空题]32简述海洋遥感的概念（重点）、研究内容
参考答案：
海洋遥感：
指以海洋及海岸带作为监测、研究对象，利用电磁波与大气和海洋的相互作用原理来观测和研究海洋的遥感技术。
研究内容：
海洋遥感物理机制、海洋卫星传感器方案、海洋参数反演理论和模型、海洋图象处理与信息提取方法、卫星数据海洋学应用
[填空题]33简述海洋遥感传感器及其应用
参考答案：
[填空题]34论述海洋遥感的应用
参考答案：
（1）海表温度遥感海表温度是重要的海洋环境参数，如在海洋渔业中的应用（利用海温与海况信息来分析渔场形成、渔期的迟早、渔场的稳定性等，可用于寻找渔场）。
主要采用热红外波段和微波波段的信息进行海表温度的遥感反演。
（2）海洋水色遥感利用海洋水色遥感图像得到的离水辐射率，来反映相关联的水色要素如叶绿素浓度、悬浮泥沙含量、可溶有机物含量等信息。
利用可见光、红外多光谱辐射计就可给出赤潮全过程的位置、范围、水色类型、海面磷酸盐浓度变化以及赤潮扩散漂移方向等信息，以便及时采取措施加以控制。
（3）海洋动力遥感观测风力、波浪、潮流等是塑造海洋环境的动力，可以通过遥感技术获得。
海洋风力的监测有助于台风、大风预报和波浪预报；海浪观测可以通过SAR反演波浪方向谱，或通过动力模式来解决表面波场问题；采用雷达高度计可观测潮流或潮汐。
（4）海洋水准面、浅水地形与水深遥感测量可通过卫星高度计确定海洋水准面（±20cm），通过测量雷达发射脉冲与海面回波脉冲之间的延时而得到高度计天线离海面的距离；通过遥感绘制海图和测量近岸水深；水下地形的SAR图像为亮暗相间的条带，利用这个关系可定量获取水下地形信息。
（5）海洋污染监测利用遥感技术可以监测进入海洋中的陆源污染水体的迁移、扩散等动态变化，还能探测石油污染（如测定海面油膜的存在、油膜扩散的范围、油膜厚度及污染油的种类）。
（6）海冰监测海冰是海洋冬季比较严重的海洋灾害之一，海冰遥感能确定不同类型的冰及其分布，从而提供准确的海冰预报。
SAR具有区分海水和海冰的能力，可准确获得海冰的覆盖面积；并且可以区分不同类型的海冰以及海冰的运动信息。
热红外与其它的微波传感器也是获得海冰定量资料的有效手段。
（7）海洋盐度测量海水含盐量的变化，会改变海水的介电常数，从而影响海水的微波特性。
基本原理是基于微波频率上盐度对海表亮温的敏感度来进行测量的。
（8）船舶和尾迹探测船舶由于其制作原料的原因，在SAR图像上会形成非常亮的目标（具有强烈的后向散射特征），如1978年首次在SeaSat图像上发现延伸20km的舰船及其尾迹。
[填空题]35均方根波高（hk）
参考答案：
波在平均海平面上的均方根高度（表达海面粗糙度）
[填空题]36辐射能量W
参考答案：
以电磁波形式向外辐射的能量，单位为焦耳（J）
[填空题]37辐射通量（Radiant
flux、辐射功率）Φ
参考答案：
单位时间内通过某一面的辐射能量，单位是瓦/微米（W/μm），表示为：
Φ=dｗ/dt。
[填空题]38辐射通量密度E′
参考答案：
单位时间内通过单位面积的辐射能量/通过单位面积的辐射通量，表示为：
E′=dΦ/dt，单位是瓦/米2·微米（W/m2·μm）。
[填空题]39辐射出射度M（Radiantemittance）
参考答案：
面辐射源从单位面积上发出的辐射通量，单位是瓦/米2·微米（W/m2·μm），表示为M=dΦ/dS。
[填空题]40辐射照度E（Irradiance）
参考答案：
照射到物体表面，单位面积上所接收的辐射通量，单位是瓦/米2·微米（W/m2·μm），表示为E=dΦ/dS。
[填空题]41海洋辐照度模型
参考答案：
用来描述海洋辐照度信号构成（直射和漫射）
[填空题]42大气透过率的计算
参考答案：
总透过率等于直接透过率和漫射透过率之和。
[填空题]43大气对传输过程的影响主要发生在（）
（9km以下），其中（）是最重要的影响因子。
参考答案：
低对流层；大气的温度和水汽含量
[填空题]44表征海水固有光学性质的固有光学量包括哪些？
参考答案：
吸收系数；散射系数；体散射函数等。
[填空题]45黄质吸收系数的测定使用（孔径）
（）的（）过滤上面已经过滤过总悬浮物的水样。
参考答案：
0.22um；millipore滤膜
[填空题]46简述海洋遥感卫星名称
参考答案：
（1）国外的海洋水色遥感卫星：
NOAA系列气象卫星（美）、Nimbus-7雨云气象卫星（美）、高级对地观测卫星（ADEOS）
（日）、SeaSTAR海洋水色卫星（美）、Terra和Aqua极轨卫星（美）、IRS卫星（印度）
（2）国外的海洋地形卫星：
Geosat卫星（美）、Topex／Poseidon卫星（美、法）、JASON-1卫星（美、法）、JASON-2卫星、GRACE卫星（美、德）
（3）国外的海洋动力环境卫星：
Seasat卫星（美）、ERS卫星（欧空局）、Envisat-1卫星（欧空局）、RaderSat卫星（加）、QuikSCAT卫星（美）、SMOS卫星（欧空局）
（4）中国的海洋遥感卫星：
海洋一号卫星：
2002年5月15日发射成功，卫星轨道798km，有效载荷为10波段海洋水色扫描仪（COCTS，用于海洋水色环境要素、水温）和4波段CCD（用于海岸带动态监测）、风云一号极轨气象卫星、风云二号静止气象卫星
[填空题]47简述海洋水色遥感中的关键技术
参考答案：
大气校正：
从传感器接收到的信号中消除大气的影响，获得包含海水组分信息的海面离水辐射度。
生物光学算法：
根据不同海水的光学特性与离水辐射度之间的关系，估算有关的海洋水色要素。
[填空题]48简述海洋水体分类
参考答案：
根据Morel等提出的双向分类法，可分为：
Ⅰ类水体：
光学特性主要由浮游植物及其分解物决定；Ⅱ类水体：
光学特性除了与浮游植物及其分解物有关外，还由悬浮物、黄色物质决定，其水色由水体的各成分以非线性方式来影响。
[填空题]49简述海洋初级生产力、赤潮定义
参考答案：
初级生产力：
表示在单位海洋面积内，浮游植物通过光合作用固定碳的速率或能力，与平均叶绿素相关，单位为mg·m-2·d-1赤潮：
海水中的浮游生物过度繁殖或聚焦致使海水变色（多为红色）的一种生态环境恶化的现象。
[填空题]50海洋水色遥感机理的简单描述
参考答案：
海洋水色遥感是基于传感器接收的离水辐射（透射入水的辐射经过水体反射离开水面的辐射）所进行的。
水中各重要成分浓度变化→水体吸收和散射光学性质变化→离水辐射度变化→传感器接收信号发生变化。
水色遥感过程：
通过大气校正，得到离水辐射，再根据各成分浓度与离水辐射之间的相关关系，反演得到各水色要素浓度。
[填空题]51简述反演海洋水色要素需考虑的因素
参考答案：
（1）水色遥感图像的大气校正；
（2）多种水色要素对离水辐射度的共同贡献；
（3）运动的海水对水色要素反演的影响。
[填空题]52简述赤潮遥感探测的方法
参考答案：
[填空题]53简述海面风场微波遥感测量的原理
参考答案：
风速测量-微波传感器不能直接测量海面风矢量，微波测量海面风速是基于海面的后向散射或亮温与海面的粗糙度有关，而海面粗糙度与海面风速之间具有一定的经验关系而进行的。
风向测量-对同一海域不同入射角的资料进行分析，可获得风向分布信息。
用于描述雷达后向散射系数与海面风矢量（风速和风向）之间的经验关系称为风场反演的地球物理模式函数。
[填空题]54简述测量有效波高原理
参考答案：
当海面的有效波高不同时，接收机的接收功率及回波的前沿斜率也不同。
当有效波高较小时，接收机的工作时段上有效接收时间较短，回波波形开始低平，继而急骤上升，波形的前沿斜率较大。
近似地，回波信号的前沿上升斜率与海面有效波高成反比，由此，可建立两者之间的关系，并以查找表的形式固定，实现有效波高的星上计算。
[填空题]55简述卫星测高原理
参考答案：
以卫星为载体，以海面作为遥测靶，由卫星上装载的雷达高度计向海面发射微波信号，该雷达脉冲到达海面后，经过海面发射再返回到雷达测高仪。
其原理与应用都是基于三个基本观测量：
时间延迟：
高度计发射脉冲到接收海面回波信号的时间间隔；海面回波波形的前沿斜率；海面回波波形强度。
[填空题]56简述卫星高度计测高的误差与消除
参考答案：
测高数据的误差主要分三类：
轨道误差、仪器误差和地球物理环境校正误差。
（1）轨道误差：
误差主要来源于卫星速度和高度的变化，卫星高度处的重力场及卫星跟踪精度。
轨道误差的消除方法主要有：
单星交叠平差、双星或多星联合平差、共线平差。
（2）电磁偏差：
由于海面波浪分布并非高斯型，波谷反射脉冲的能力强于波峰，因此高度计测得的海面高度偏离平均海平面，趋向于波谷，这种偏差可通过利用带有风速参量的经验关系式进行修正。
（3）干/湿对流层误差：
干湿空气都会引起雷达信号的延迟。
可利用其与海表大气压和纬度之间的关系来修正。
（4）电离层误差：
电离层中自由电子对脉冲的阻碍作用，使得电磁波传播速度发生变化，产生了电离层误差。
通过精确测量电磁波路径上的总电子数来消除电离层误差。
自由电子量随时间、太阳活动、海域位置、卫星高度的不同而不同。
（5）大气压引起的误差：
一般，大气压增加1mbar，海面下降1cm。
[填空题]57简述海洋水色要素的反演方法
参考答案：
（1）经验公式法：
通过测量水体表面的光谱辐射特征和水中各水色要素的浓度，建立二者之间的定量关系。
（2）基于模型的解析算法：
利用生物-光学模型描述水体要素与水体光谱辐射特征之间的相关性，建立二者之间的关系。
[填空题]58简述海水的光学特性
参考答案：
海水的光学特性有：
表观光学量和固有光学量。
表观光学量由光场和水中的成分而定，包括向下辐照度、向上辐照度、离水辐亮度、遥感反射率、辐照度比等，以及这些量的衰减系数。
固有光学量与光场无关，只与水中成分分布及其光学特性有关，直接反映媒介的散射和吸收特征，如：
吸收系数；散射系数；体积散射函数等。
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