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国家重点研发计划项目“海洋光学遥感探测机理与模型研究”取得阶段性研究进展

2017-12-12

       海洋光学遥感推动了卫星海洋学发展,提供了全球范围的海洋环境遥感产品。但仍缺乏覆盖我国全海区动态变化过程的监测手段,无法探测海洋次表层水体的内部结构。急需发展静止轨道水色、星载激光雷达等新型海洋光学遥感国际前沿技术。

       近期,国家重点研发计划项目“海洋光学遥感探测机理与模型研究”团队在首席科学家国家海洋局第二海洋研究所毛志华研究员带领下取得阶段性进展。完成了机载海洋激光雷达装置、船载海洋激光雷达系统的工程样机、水体偏振体散射测量系统样机、遥感仪器偏振响应测量装置、现场离水辐亮度精确测量仪器等设备研制工作,组织了南海机载海洋激光雷达飞行试验和船载海水剖面参数同步验证试验,开发了机载激光浅海水深测量数据处理软件系统、海洋水色卫星遥感仿真系统、海洋激光遥感仿真系统等主要功能模块,开发了机载激光水体剖面反演算法、弱光照的海洋水色反演算法等,完成了项目的2017年度研究计划。

       该项目在国内首次实现了适合主被动海洋遥感研究的机载激光雷达和高光谱成像仪同步观测,以及船载海水剖面参数同步验证试验,获取了4个架次的机载数据和6天船载验证数据。机载激光雷达发射1064nm和532nm双波长,具有4个同步探测通道,包括1个海表面探测通道、2个海水剖面正交偏振探测通道和1个深水剖面和海底探测通道,探测频率5kHz。高光谱成像光谱仪获得了覆盖400-1000nm的海洋高光谱影像数据。船载试验环绕三亚蜈支洲岛海域,测量要素主要是水体剖面的固有光学和生物参数,以及走航单波束水深,同时也测量了水体表观光学、偏振图像、激光荧光等参数,获取了被测海域高覆盖的海水剖面光学参数和深度数据,可用于验证机载试验结果。初步试验结果表明机载海洋激光系统在浅海水深测量方面已达到了国际同类产品的性能指标、机载激光雷达具备海洋次表层水体结构的探测能力。

       该项目针对静止水色卫星载荷和星载海洋激光雷达等国家需求,未来将突破海洋水色遥感和海洋激光遥感的国际前沿技术,解决制约我国卫星海洋学发展的关键遥感机理和反演算法,研发海洋光学卫星载荷仿真与资料处理系统,摆脱照搬国外卫星指标的困境,形成“卫星载荷-资料处理-应用示范”的全链路协调发展模式,支撑我国未来5-20年的海洋水色卫星和海洋激光卫星的遥感技术发展,提升我国海洋遥感国际地位。

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图1  2017年9月23日南海机载激光浅海测深结果并与卫星比较

 

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图2  2017年9月30日南海机载激光探测次表层水体结构试验结果