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论文一：水体遥感反射率的辐射传输模拟研究3

1 引言3

1.1 研究的目的与意义3

1.2 国内外研究现状4

1.2.1 水体辐射传输研究现状4

1.2.2 水体光学特性测量研究5

1.3 论文研究内容7

2 水体辐射传输数值模型8

2.1 自然水体辐射传输理论8

2.1.1 辐射传输的基本知识8

2.1.2 自然水体的光学特性11

2.1.3 水体辐射传输方程14

2.2 水体辐射传输数值模型的建立18

2.2.1 矩阵算法原理18

2.2.2 数值方法介绍20

2.2.3 气-水界面与底边界问题25

2.2.4 大气入射光模型31

2.3 模型验证32

2.3.1 水体辐射传输问题的验证32

2.3.2 大气-水体耦合辐射传输问题的验证36

2.4 小结38

3 非弹性散射对遥感反射率影响的模拟研究39

3.1 水体非弹性散射39

3.1.1 叶绿素与黄色物质荧光39

3.1.2 水体拉曼散射41

3.1.3 非弹性散射源矩阵算子的倍法运算42

3.2 模拟结果验证43

3.3 非弹性散射对遥感反射率的影响45

3.4 小结48

4 固有光学特性与遥感反射率闭合研究50

4.1 固有光学特性获取方法50

4.1.1 水体总吸收与总衰减系数50

4.1.2 颗粒后向散射系数52

4.1.3 水体散射相函数近似模型53

4.2 模拟结果与闭合分析54

4.2.1 吸收系数和颗粒后向散射系数的闭合分析54

4.2.2 模拟与实测遥感反射率的闭合分析56

4.3 小结61

5 表面法的天空漫射光反射率估算方法63

5.1 表面法与天空漫射光反射率介绍63

5.2 天空漫射光以及风生粗糙水面的影响65

5.2.1 气溶胶光学厚度的影响65

5.2.2 太阳天顶角的影响67

5.2.3 风速的影响68

5.3 天空漫射光反射率的估算70

5.3.1 估算方法70

5.3.2 遥感反射率的计算结果72

5.4 小结75

6 结论与展望77

6.1 结论77

6.2 展望79

参考文献80

论文二：中国近海固有光学量及有机碳卫星遥感反演研究89

1 绪论89

1.1 研究目的和意义89

1.2 国内外研究现状91

1.2.1 水色遥感产品及算法91

1.2.2 水体光学研究93

1.3 研究内容和技术路线94

1.3.1 拟解决的关键科学问题94

1.3.2 主要研究内容和技术路线95

1.4 研究区域和数据96

1.4.1 研究区域及特征96

1.4.2 数据及测量方法98

2 黄东海水体组分的光学性质102

2.1 介绍102

2.2 黄东海水体组分的固有光学特性102

2.2.1 水体固有光学特征的理论基础102

2.2.2 黄东海水体组分吸收特性107

2.2.3 水体散射特性119

2.2.4 水体衰减特性124

2.3 颗粒物组成与固有光学特征126

2.3.1 颗粒物含量和组成126

2.3.2 颗粒折射指数估算127

2.4 小结129

3 水体固有光学性质的遥感反演131

3.1 介绍131

3.2 吸收系数（a）和后向散射系数（bb）遥感反演131

3.2.1 a、bb遥感反演算法机理和方法131

3.2.2 中国海区a、bb算法建模138

3.2.3 a、bb反演结果比较148

3.3 黄色物质吸收系数的遥感反演152

3.4 颗粒光束衰减系数遥感反演158

3.5 小结161

4 海洋有机碳遥感反演163

4.1 介绍163

4.2 颗粒物的遥感反演164

4.2.1 总悬浮物浓度（TSM）的遥感反演164

4.2.2 有机颗粒物（POM）的遥感反演168

4.3 颗粒有机碳（POC）的遥感反演171

4.3.1 POC的生物地球化学特征171

4.3.2 POC遥感估算方法173

4.3.3 黄东海POC的反演结果176

4.4 溶解有机碳（DOC）的遥感反演176

4.4.1 DOC的生物地球化学特征176

4.4.2 DOC的遥感估算方法178

4.4.3 黄东海DOC的反演结果181

4.5 小结181

5 中国近海有机碳时空分布遥感分析183

5.1 介绍183

5.2 固有光学量及生化参数遥感产品的比较和验证184

5.2.1 遥感产品制作184

5.2.2 吸收和后向散射系数的遥感反演结果比较185

5.2.3 颗粒衰减系数遥感分布的比较和验证186

5.2.4 颗粒有机碳遥感分布的比较和验证188

5.2.5 溶解有机碳遥感分布的比较和验证190

5.3 中国近海有机碳时空分布遥感分析191

5.4 小结198

6 总结及展望200

6.1 论文工作总结200

6.2 创新点分析201

6.3 展望201

附录Ⅰ 符号及含义203

附录Ⅱ 统计参数及计算公式205

参考文献206

论文三：海洋航空高光谱遥感大气校正机理及模型研究217

1 引言217

1.1 选题背景与意义217

1.2 国内外研究进展217

1.3 海监机载高光谱遥感器AISA+简介219

1.4 论文结构220

2 AISA+数据质量评价222

2.1 实验数据222

2.2 质量评价指数226

2.2.1 辐射精度227

2.2.2 信息量231

2.2.3 信噪比232

2.2.4 清晰度235

2.2.5 Smile效应237

2.3 质量评价小结239

3 航空高光谱遥感辐射校正的机理研究240

3.1 辐射传输基础240

3.2 薄雾、云、水体、雪的掩膜243

3.3 标准大气条件244

3.3.1 常量能见度（气溶胶）与大气水汽244

3.3.2 气溶胶获取与能见度图244

3.3.3 水汽获取247

3.4 非标准条件251

3.4.1 BRDF校正的经验方法251

3.4.2 薄雾去除252

3.4.3 卷云去除253

3.4.4 去阴影255

3.5 大气校正步骤总结259

4 AISA +海洋大气校正流程设计与方法实现261

4.1 海洋水色的辐射传输261

4.2 低空海表大气辐射传输模拟分析与方案设计263

4.3 响应函数模拟267

4.4 水体判断268

4.5 云阴影去除269

4.5.1 ISODATA算法270

4.5.2 直方图阈值法273

4.6 气溶胶反演274

4.7 水汽获取276

4.8 瑞利散射278

4.9 氧气透过率278

4.1 0离水辐射率获取结果279

5 总结与展望281

5.1 主要工作与结论281

5.2 特色与创新281

5.3 下一步工作282

参考文献283

论文四：利用海洋水色遥感反演海水透明度的研究293

1 绪论293

1.1 研究目的及意义293

1.2 国内外研究现状294

1.3 主要研究内容295

2 海洋水色遥感数据的大气校正技术296

2.1 水色遥感大气校正技术回顾296

2.1.1 CZCS时期（1976—1994年）296

2.1.2 SeaWiFS时期（1994年至今）297

2.2 SeaDAS标准大气校正技术剖析299

2.2.1 SeaDAS系统大气校正技术299

2.2.2 SeaDAS大气校正技术存在的问题分析302

2.3 一类水体大气校正算法302

2.3.1 辐射传输302

2.3.2 瑞利散射计算303

2.3.3 气溶胶散射计算305

2.3.4 O2-A带吸收计算308

2.3.5 其他问题308

2.4 二类水体大气校正失败的原因及目前几种算法的缺陷308

2.4.1 目前的二类水体大气校正算法309

2.4.2 SeaDAS标准大气校正算法在二类水体失败的原因及目前几种二类水体大气校正算法的缺陷310

2.5 一种适用于二类水体的大气校正算法313

2.6 小结316

3 神经网络法反演海水叶绿素浓度322

3.1 多层前馈型神经网络的BP训练算法322

3.1.1 神经元模型322

3.1.2 多层前馈型神经网络的BP算法323

3.2 SeaBAM经验算法327

3.3 海水叶绿素浓度的神经网络反演方法329

3.3.1 数据源329

3.3.2 网络模型的选择329

3.3.3 人工神经网络模型与SeaBAM经验算法的比较330

3.4 小结333

4 利用SeaWiFS资料提取海水透明度技术研究334

4.1 海水透明度测量的由来及方法334

4.1.1 透明度盘测量的由来334

4.1.2 海水透明度的测量方法335

4.2 影响海水透明度的因素分析335

4.2.1 水体光学性质的影响335

4.2.2 水面太阳辐射的影响336

4.2.3 海面粗糙度的影响336

4.2.4 透明度盘上表面反射率的影响336

4.2.5 透明度盘形状的影响337

4.3 透明度与水体光学特性之间的两种解析模式338

4.3.1 Poole-Atkins模式338

4.3.2 Duntley-Preisendorfor模式338

4.4 水下中尺度目标物的能见度理论340

4.5 海水透明度的遥感机理343

4.6 海水透明度的直接遥感提取模式345

4.6.1 调查区域346

4.6.2 东海、黄海透明度直接遥感提取模式的建立347

4.7 海水透明度的间接遥感提取模式352

4.7.1 透明度与水体光学性质之间的定量模式353

4.7.2 水体光学性质与水色要素之间的定量模式354

4.7.3 模式的分析及检验355

4.8 利用SeaWiFS数据提取海水透明度技术356

4.9 小结358

5 我国海区透明度时空分布特征359

5.1 渤海透明度的分布与变化359

5.1.1 渤海透明度地理分布特征359

5.1.2 透明度的季节变化特征360

5.2 黄海透明度的分布与变化360

5.2.1 黄海透明度地理分布特征360

5.2.2 黄海透明度季节变化特征360

5.3 东海透明度的分布与变化361

5.4 台湾海峡及南海东北部海区透明度的分布与变化362

5.4.1 透明度地理分布特征362

5.4.2 透明度季节变化特征363

5.5 南海西北部海区透明度的分布与变化363

5.5.1 透明度地理分布特征363

5.5.2 透明度季节变化特征364

5.6 小结364

6 总结与展望365

参考文献367