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多角度太阳耀光遥感像素尺度海面粗糙度观测

张华国   2018-03-05

       近日我室张华国研究员在著名国际遥感期刊Remote Sensing of Environment上发表了关于利用多角度太阳耀光遥感影像进行像素尺度海面粗糙度观测与分析的文章。

       海面粗糙度(Sea surface roughness, SSR)是用来描述海面状态的重要基础物理参数之一。太阳耀光是由太阳光直接从海面反射并被遥感器接收的部分,其强度受到海面粗糙度的强烈影响。本文研究提出了一种基于多角度太阳耀光遥感影像的像素尺度的海面粗糙度估算新模型。为了验证我们的模型,利用Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER)获得的高分辨率多角度太阳耀光遥感影像估算获得了高分辨率海面粗糙度。然后转换成风速,利用再分析风场数据和浮标风速数据进行了误差评估,结果表明,三者吻合较好,具有与其他遥感方法相当的风速探测精度。可见,估算获得的海面粗糙度是具有相当可信的。文章还给出了海面溢油、海底地形和内波等三个典型海洋现象的高分辨率海面粗糙度遥感估算结果,其显示了详细的海洋学特征,且具有低噪声和像素尺度粗糙度的定量变化特征。研究结果表明,利用多角度太阳耀光遥感影像进行高分辨率海洋动力现象观测和分析是可行的,为海面粗糙度和海洋动力过程遥感观测提供了新的思路。

Citation:Zhang, H., K. Yang, X. Lou, Y. Li, G. Zheng, J. Wang, X. Wang, L. Ren, D. Li and A. Shi. Observation of sea surface roughness at a pixel scale using multi-angle sun glitter images acquired by the ASTER sensor. Remote Sensing of Environment, 2018, 208: 97-108.

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部分海面粗糙度估算结果图

Estimation results for the sea surface roughness derived by using six multi-angle ASTER images matched to field buoy wind speeds. The red stars denote the locations of the field buoys.

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浅海水下地形海面粗糙度估算实例

(a) Sub-image of the estimated SSR image showing submarine sand waves acquired on 16 July 2003 in the Taiwan Strait. The black line labeled “Profile” is the SSR profile across five sand waves from north to south plotted in (b). (b) SSR profile across five sand waves along the “Profile” line in (a) from north to south. The five red circles represent the location of sand-wave ridges.