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第1章 空间海洋学的由来1

1.1 是海洋科学的新领域吗？1

1.2 空间海洋观测25年2

1.3　卫星资料在海洋学上的价值4

1.4　本书的范围8

第一部分　海洋遥感基础12

第2章 航天遥感的可能性——空间硬件和数据传输12

2.1　空间平台及其轨道12

2.1.1　卫星载体12

2.1.2　卫星轨道动力学17

2.1.3　轨道的空间和时间取样特性22

2.2.1　传感器与电磁波谱的关系29

2.2　卫星传感器29

2.2.2　传感器测量32

2.2.3　传感器的空间取样能力35

2.2.4 目前用于海洋学研究的卫星传感器和即将研制的传感器40

2.3　数据的提取42

2.3.1　卫星向地面的数据传输42

2.3.2　数据的分发46

第3章 遥感在海洋学上的应用50

3.1　卫星传感器的海洋学性能50

3.2　80年代的海洋科学54

3.3 动力海洋学过程57

3.3.1　大洋环流57

3.3.2　潮汐61

3.3.3　海洋锋63

3.3.4　上升流66

3.3.5　混合层动力学67

3.3.6　沿海和河口的动力与地貌现象68

3.4　海浪70

3.5　与卫星采样有关的海洋现象的时空尺度78

第4章 海洋遥感原理83

4.1 引言83

4.2 传感器校准84

4.3 大气订正87

4.4 方位配准92

4.5 地球物理校正95

4.6 海面实况海洋学取样97

第5章　图像处理原理104

5.1 图像处理与海洋学104

5.2 卫星的数字图像数据105

5.3 图像处理硬件110

5.4 几何处理112

5.5 屏蔽及重叠118

5.6 平滑、滤波和噪声抑制120

5.7 空间变量的测量124

5.8 单谱段辐射测量信息的增强125

5.9 多通道图像数据的显示130

5.10 大气订正和地球物理校正133

第二部分　卫星遥感在海洋上的应用136

第6章　可见光波长的海洋水色传感器136

6.1.1　范围136

6.1.2　Landsat水色传感器137

6.1　引言139

6.1.3　Nimbus-7号CZCS142

6.2　有关空间海洋水色观测的光学理论143

6.2.1　某些光学量的定义143

6.2.2　卫星传感器的测量148

6.2.3　大气的光学轨迹151

6.2.4 可见光波长资料大气校正的实用策略156

6.2.5 海水中光的散射与吸收159

6.2.6　海洋水色的海洋学解译163

6.2.7　海面的光散170

6.3　CZCS资料的校准及应用172

6.3.1　传感器校准172

6.3.2　大气订正175

6.3.3　CZCS校准算法180

6.3.4　在生物海洋学上的应用183

6.3.5　在动力海洋学上的应用189

6.4　LandsatMSS资料在海洋学上的应用194

6.4.1　资料处理194

6.4.2　Landsat泥沙和叶绿素资料的校正196

6.4.3　应用Landsat资料研究泥沙的运动199

6.4.4　Landsat观测的其他海洋过程202

6.4.5　Landsat在水深测量上的应用203

6.4.6　沿海地貌学204

6.5　卫星其他可见光波长资料在海洋学上的应用205

第7章　红外扫描辐射计遥感海面水温207

7.1　引言207

7.2 红外辐射的物理基础212

7.2.1　热发射212

7.2.2　大气吸收215

7.2.3　红外传感器217

7.2.4　AVHRR数据亮度温度校正220

7.3 海洋表层的热结构222

7.3.1　皮层温度222

7.3.2　海洋温跃层结构224

7.3.3　海面皮层温度偏差226

7.3.4　海面油膜231

7.4　大气订正与海面温度校准方法232

7.4.1　大气订正方法232

7.4.2 多光谱技术与多重观测技术234

7.4.3　清除云的方法238

7.4.4　海面温度业务性产品240

7.5 卫星海面温度资料的潜在应用243

7.5.2　全球海面温度的变化244

7.5.1　气候学244

7.5.3　大气对海面温度异常的响应245

7.5.4　天气预报（1—10天）245

7.5.5　海气界面上的气体交换246

7.5.6　影响海洋热收支的海面热通量247

7.5.7　深海对流与水团的形式247

7.5.8　动力海洋学248

7.5.9　污染研究248

7.6 卫星海面温度资料应用实例252

7.6.1　全球海面温度图和海面温度异常图253

7.6.2　大洋涡旋255

7.6.3　上升流257

7.6.4　大洋锋259

7.6.6　浅海海洋锋263

7.6.5　地中海263

7.6.7　沿海边缘锋266

7.6.8　经济渔业269

第8章 被动式微波辐射计271

8.1 被动式微波辐射测量技术的物理基础271

8.1.1　概述271

8.1.2　微波的热发射272

8.1.3　卫星天线接收的辐射273

8.1.4　大气与太阳的辐射效应276

8.1.5　海面发射率279

8.1.6　海面发射的皮层深度283

8.2 微波辐射计的设计284

8.2.1　辐射计设计的约束条件284

8.2.2　Seasat和Nim bus和SMMR287

8.2.3　其他卫星的微波辐射计289

8.3 被动式微波空间资料的海洋学解译290

8.3.1　潜在的应用290

8.3.2　SMMR海面温度及海面风的反演算法292

8.4　红外辐？计与微波辐射计海面温度测量的比较297

8.5 SMMR资料的应用298

第9章 卫星海面地形的高度测量305

9.1 引言305

9.1.1　一种崭新的海洋仪器305

9.1.2　卫星高度测量的原理306

9.2 雷达高度计的距离测量308

9.2.1　仪器设计308

9.2.2　大气传输的订正312

9.2.3　海面粗糙度误差314

9.2.4　高度计技术指标315

9.3　确立基准316

9.3.1　轨道测定316

9.3.2　相对于基准椭圆面的高度误差小结318

9.3.3　大地水准面319

9.4　高度测量技术在洋流研究上的应用320

9.4.1　地转平衡320

9.4.2　大洋环流测定的可能性323

9.4.3　Seasat高度计大洋环流现象观测举例324

9.5　高度计的潮汐观测332

9.5.1　卫星高度测量技术对潮汐研究的价值332

9.5.2　提取高度计资料的潮汐信息333

9.5.3　高度计应用于大洋潮汐科学的实例335

9.6　卫星高度计用于大洋水深测量336

9.7　高度计对卫星轨道的选择339

第10章　海面粗糙度主动式微波遥惑344

10.1　引言——海面粗糙度遥感344

10.2 海面的雷达反射345

10.2.1　后向散射横截面345

10.2.2　镜面反射和散射345

10.2.3　布喇格谐振散射346

10.2.4　极化350

10.3　海面风生波的粗糙度350

10.4 表面膜与油膜352

10.5 海面粗糙度图型的动力学解译355

10.6 海面粗糙度图型的人为原因357

11.2.1　波浪对脉冲回波波形的影响360

11.2 工作原理360

第11章 高度计——一种海面粗糙度测量传惑器360

11.1　天底视雷达360

11.2.2　海面粗糙度对回波脉冲强度的影响365

11.3 波高算法的性能366

11.4 风速算法的性能369

11.5 卫星高度计波高推算资料在海洋学上的应用369

第12章 合成孔径雷达381

12.1 高分辨率成像雷达381

12.2 合成孔径雷达的工作原理383

12.2.1　合成孔径雷达的几何原理383

12.2.2　距离分辨率385

12.2.3　采用合成孔径原理的方位分辨率388

12.2.4　合成孔径雷达的数据处理395

12.2.5　活动目标造成的合成孔径雷达图像误差398

12.2.6　斑点引起的图像损失402

12.3 合成孔径雷达的海浪成像404

12.3.1　一个有争论的问题404

12.3.2　流体力学调制407

12.3.3　电磁调制作用408

12.3.4　运动效应409

12.3.5　高海况413

12.3.6　合成孔径雷达图像的波向谱414

12.4　Seasat合成孔径雷达的海浪观测415

12.4.1　Seasat合成孔径雷达概述415

12.4.2　海浪影像417

12.4.3　Seasat合成孔径雷达的海浪谱422

12.5.1　Seasat数据中的内波观测427

12.5 合成孔径雷达拍摄的内波427

12.5.2　内波理论430

12.5.3　内波的海面粗糙度成像434

12.5.4　合成孔径雷达内波图像的海洋学信息435

12.6　合成孔径雷达成像的其他海洋现象436

第13章 微波散射计439

13.1 引言439

13.2 测风散射测量技术440

13.2.1　海面风应力及海面附近风速分布曲线440

13.2.2　雷达后向散射测量风速和风应力算法的导出443

13.3 Seasat散射计的经验446

13.3.1　Seasat散射计的设计及工作方式446

13.3.2　Seasat散射计的数据处理450

13.3.3　Seasat散射计风矢量算法452

13.3.4　消除风向多解现象456

13.3.5　散射计算法的验证461

13.4 风散射测量的应用463

13.5 海浪散射测量技术466

第14章 卫星海洋学的未来468

14.1 未来在海洋学上应用的卫星传感器468

14.1.1　引言468

14.1.2　ERS-1有效载荷470

14.1.3　TOPEX472

14.2 资料分析的进展474

14.3 海洋科学的发展趋势476

14.4 结束语477