淺海底質高光譜反射率測量系統的設計及應用

曾 凱， 許占堂， 楊躍忠， 張 雨， 周 雯， 李 彩， 黃 暉

1. 中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境國家重點實驗室， 廣東省海洋遙感重點實驗室， 廣東 廣州 510301 2. 南方海洋科學與工程廣東省實驗室， 廣東 廣州 511458 3. 中國科學院大學， 北京 100049 4. 中國科學院海南熱帶海洋生物重點實驗站， 海南 三亞 572000

引 言

海底光譜反射率是海草、 珊瑚礁遙感等光學淺水遙感的核心參數， 它反映著光學淺水中輻射傳輸的底部信號[1]。 且海底反射率是目標物結構和物質組成的函數， 是光學參數和海底底質構成之間關系的體現[2]， 因此， 光學淺水遙感圖像分類和專題圖的生成最終依賴于海底不同底質之間光譜反射率的差異。

在光學淺水海洋遙感的應用中， 水表的遙感反射率不僅包含了水草、 砂石、 珊瑚和其他底棲物質的信息， 也包含了海底上層水體的信息如懸浮物、 葉綠素及水體固有的吸收散射特性等[1, 3]。 為了提取珊瑚和海草等淺水底質環境分布特征， 淺水海洋遙感需要從表面獲取的離水輻亮度中剔除底質上層海水光學信號的影響， 淺海水體信息的提取需要剔除海底反射光的干擾， 而光線多次經過水體傳輸， 能量衰減加劇， 水體本身成為削弱海底反射信息的重要因素[4]。 為了從遙感信號中提取底質信息， 必須準確校正水體的影響， 這需要知道像元尺度上的水深以及水體的各項光學系數[5]， 而這些參數的獲取是一個難點。 水面狀況和水表反射光也影響遙感信號， 進一步增加了海底底質信息獲取的難度[6]。……