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化学符号1

数学符号2

英文缩写词10

1　绪论17

1.1　概述17

1.2　遥感的定义18

1.3　卫星轨道19

1.4　地球同步轨道卫星23

1.5　美国太阳同步轨道卫星23

1.6　成像技术26

1.6.1　观察地球表面26

1.6.2　交叉轨道或垂直轨道扫描仪27

1.6.3　沿轨或推扫式扫描仪29

1.6.4　混合垂直轨道扫描仪29

1.6.5　分辨率30

1.7　图像数据处理31

1.8　过去、现在和将来的卫星计划31

1.8.1　美国海洋卫星研究计划的发展32

1.8.2　直到2007年的卫星计划33

1.9　更多参考资料和致谢37

2　海洋表面现象38

2.1　概述38

2.2　海洋表面的风和波38

2.2.1 随着振幅的增加波浪外形的变化41

2.2.2　波浪破碎、能量吸收和泡沫的特性42

2.2.3　波浪的均方根振幅和有效波高44

2.2.4　海表波面斜率的方位分布45

2.2.5　表面油膜46

2.3　洋流、地转流和海面高度46

2.4　海冰50

2.5　更多参考资料和致谢51

3　电磁辐射53

3.1 概述53

3.2　电磁辐射的描述53

3.2.1 电磁波谱的应用54

3.2.2　色散关系和折射系数56

3.2.3　立体几何回顾57

3.3　描述电磁辐射的方法60

3.3.1 朗伯面62

3.3.2　光谱特性62

3.4　理想发射体的辐射63

3.4.1　普朗克公式的特性64

3.4.2　普朗克公式的频率形式65

3.4.3　普朗克公式的一些极限形式66

3.4.4　吸收与发射66

3.4.5　基尔霍夫（Kirchoff）定律67

3.5　理想仪器67

3.5.1　瑞利准则68

3.5.2　简单望远镜69

3.5.3　倾斜观察仪器70

3.5.4　有限带宽仪器和噪声处理72

3.6　更多参考材料和致谢73

4　大气特性与辐射传输74

4.1 概述74

4.2　大气特性74

4.2.1　大气中的水76

4.2.2 云77

4.2.3　大气气溶胶77

4.2.4　臭氧78

4.2.5 电离层的自由电子78

4.3　分子吸收与发射特性79

4.3.1　分子消光特性80

4.3.2　光学厚度与透过率82

4.3.3　发射特性82

4.4　散射83

4.4.1 各向同性散射与散射相函数84

4.4.2　瑞利散射和气溶胶散射84

4.4.3　分子散射或瑞利散射85

4.4.4　气溶胶散射或米散射86

4.5　大气衰减86

4.6　对理想仪器的应用90

4.7　辐射传输方程91

4.7.1　热发射源项92

4.7.2　散射源项92

4.7.3　穿过大气层的辐亮度传输方程的普遍解93

4.　8特定条件下的RTE求解94

4.8.1 以吸收-发射为主的情形95

4.8.2　单次散射近似96

4.8.3　气溶胶单次散射99

4.9　漫射透过率和天空光99

4.9.1　漫射透过率100

4.9.2　天空光101

4.10　更多参考资料和致谢101

5　大气／海洋界面处的反射、透射和吸收102

5.1　概述102

5.2　界面103

5.2.1　一般情况下的散射104

5.2.2　平面界面的镜面反射与透射105

5.2.3　菲涅耳方程106

5.2.4　毛细波表面的反射107

5.3　穿过界面的透射109

5.3.1　从水下入射的辐射109

5.3.2　折射的汇聚与发散110

5.4　海水的吸收和散射特性112

5.4.1　纯海水的光学特性113

5.4.2　辐照度反射率114

5.4.3　离水辐亮度116

5.5　两种遥感反射率117

5.6　白帽反射118

5.7　更多参考资料和致谢118

6　海洋水色119

6.1 概述119

6.　2浮游植物，颗粒和溶解物的散射和吸收121

6.2.1 散射122

6.2.2　吸收124

6.3　海洋水色卫星遥感器127

6.3.1 SeaWiFS131

6.3.2 MODIS134

6.4　大气校正和离水辐亮度的反演135

6.4.1 总辐亮度的贡献因子135

6.4.2　气溶胶散射辐亮度的确定139

6.4.3　海洋气溶胶的分布141

6.4.4 CZCS大气校正算法142

6.5　叶绿素反射与荧光142

6.5.1 反射率142

6.5.2　荧光143

6.6　水色算法144

6.6.1　两种算法及其反射率基础144

6.6.2 SeaWiFS最大波段比值经验算法145

6.6.3 MODIS经验算法148

6.6.4　半分析算法149

6.6.5　特定种类算法150

6.7　卫星图像举例150

6.7.1 OC4处理的SeaWiFS图像151

6.7.2 MODIS反演举例153

6.8　更多参考资料和致谢155

7　红外遥感海表面温度156

7.1　概述156

7.2　什么是SST158

7.3 用于SST反演的AVHRR和MODIS波段特征160

7.3.1 AVHRR和MODIS热红外波段160

7.3.2 AVHRR数据形式162

7.4　大气和海洋的红外特性162

7.4.1　热红外波段的发射和反射163

7.4.2　太阳辐射反射的贡献165

7.5 SST业务化算法167

7.5.1 背景知识167

7.5.2 AVHRR业务化SST算法169

7.5.3　表面匹配数据集170

7.5.4　误差的环境来源171

7.5.5　雷诺兹SST产品174

7.5.6 MODIS的SST算法174

7.6　沿轨迹扫描辐射计175

7.7　云检测算法176

7.7.1 AVHRR云检测算法176

7.7.2 MODIS云检测算法178

7.8　图解和例子179

7.8.1 AVHRR图像分析180

7.8.2　厄尔尼诺到拉尼娜的转换180

7.8.3　全球MODIS SST图像182

7.9　更多的参考资料和致谢182

8　微波影像介绍183

8.1 概述183

8.2　一般的天线特性184

8.2.1 功率模式185

8.2.2　与功率模式相关的立体角187

8.2.3 Gain187

8.3　用天线测量表面辐射量187

8.4　圆锥扫描仪和微波表面发射189

8.5　天线模式校正（APC）190

8.6　被动微波成像仪192

8.6.1　多光谱扫描微波辐射计（SMMR）193

8.6.2　特殊传感器微波／成像仪（SMM/I）194

8.6.3 TRMM微波成像仪（TMI）197

8.6.4　高级微波扫描辐射计-EOS（AMSR-E）198

8.6.5　未来的被动微波辐射计199

8.7　更多参考资料和致谢200

9　大气和海洋表面被动微波观测201

9.1 概述201

9.2　微波的大气吸收和透射202

9.2.1 氧气和水蒸气的大气吸收202

9.2.2　氧气和水蒸气的大气透过率203

9.2.3　水滴的透射率205

9.3　微波中的辐射传输206

9.4　发射率对表面波和泡沫的依存关系209

9.4.1 对海浪引起的发射率的贡献209

9.4.2　无粗糙泡沫表面的平均方位发射率210

9.4.3　泡沫的贡献212

9.4.4　方位角与V极化和H极化发射率的依存关系213

9.4.5 四个斯托克斯参数的方位角特性214

9.5　温度和盐度217

9.6　开阔海域算法219

9.6.1 SSM/I算法219

9.6.2 TMI和AMSR-E算法220

9.7　海冰算法221

9.8　更多参考资料和致谢223

10　雷达227

10.1 概述227

10.2　雷达方程227

10.2.1　点目标和面目标的雷达后向散射228

10.2.2　极化230

10.2.3　海洋和大气对雷达回波信号的影响230

10.3 视场内σ0的确定231

10.4　距离分辨232

10.4.1　调频234

10.4.2　脉冲重复频率235

10.5　多普勒分辨236

10.5.1 与观测角有关的多普勒频移236

10.5.2　多普勒分辨率239

10.5.3　地球的转动239

10.6　海洋的后向散射240

10.6.1　镜面和角反射240

10.6.2　两种类型的海洋后向散射241

10.6.3　机载观测实验242

11　散射计246

11.1 概述246

11.2　背景知识248

11.3　散射计反演海面风场的原理251

11.3.1　地球物理模式函数251

11.3.2　利用模式函数反演海面风矢量254

11.4　NSCAT　散射计255

11.5 AMI散射计256

11.6 SeaWinds散射计258

11.6.1　定标和噪声消除261

11.6.2　大气透射率和降雨261

11.7　散射计AMI、NSCAT和SeaWinds的性能比较262

11.8　风场的反演精度263

11.9　应用举例266

11.9.1 锋面266

11.9.2　半球风场266

11.9.3　特旺特佩克海湾266

11.9.4　极地海冰研究267

11.10　更多参考资料和致谢268

12　高度计269

12.1　概述269

12.2　地球的形状270

12.3　卫星高度计的发展历程274

12.4　TOPEX/POSEIDON高度计274

12.4.1 TOPEX/POSEIDON高度计轨道274

12.4.2 TOPEX微波辐射计（TMR）276

12.4.3 电离层278

12.4.4　精密定轨（POD）278

12.4.5　海上定标281

12.5 JASON-1282

12.6　高度计脉冲与平坦海面的相互作用283

12.6.1 天线指向角对测高反演的影响283

12.6.2　脉冲有限的足印284

12.6.3　脉冲往返时间的确定286

12.7　波浪对高度计回波的影响287

12.7.1　小尺度的粗糙度和U的确定287

12.7.2 自动增益控制（AGC）和脉冲平均288

12.7.3　波浪的影响289

12.8　海面高度反演中的误差分析290

12.8.1　高度计噪声291

12.8.2　大气误差源291

12.8.3　海况偏差292

12.8.4　轨道误差292

12.8.5　小结和误差讨论293

12.8.6　环境误差源2942

12.8.7　重力测量计划294

12.9　卫星高度计数据的应用295

12.9.1　大尺度的地转流295

12.9.2　海面高度的季节变化296

12.9.3 Rossby波的传播297

12.10　更多参考资料和致谢297

13　成像雷达299

13.1　概述299

13.2　背景300

13.2.1 简要描述300

13.2.2　分辨率以及像元大小302

13.2.3　极化302

13.2.4　干涉雷达303

13.2.5　过去，现在和未来的SAR卫星的计划303

13.3 SLR分辨率305

13.4 SAR是如何达到其分辨率的306

13.4.1 由多普勒波束锐化得到SAR的分辨率306

13.4.2 PRF（脉冲重复频率）的约束308

13.4.3　信噪比310

13.4.4　斑点噪声310

13.4.5　辐射平衡310

13.4.6　距离徙动310

13.5 Radarsat SAR311

13.5.1　成像模式313

13.5.2　数据的存储和码速率314

13.6　应用实例315

13.6.1 开阔海洋316

13.6.2　海冰320

13.7 2002—2005年间的星载SAR325

13.7.1 ASAR325

13.7.2 Radarsat-2325

13.7.3 ALOS PALSAR325

13.8　更多参考资料和致谢326

14　未来海洋卫星系统：2004年到2019年327

14.1　概述327

14.2　从POES到NPOESS的过渡328

14.2.1 IJPS和欧洲对POES的贡献329

14.2.2 NPOESS的准备阶段330

14.2.3 NPOESS331

14.3 NPOESS的海洋学仪器332

14.3.1　可见／红外成像仪／辐射计组合（VIIRS）332

14.3.2 WinSat/Coriolis335

14.3.3　圆锥扫描微波成像器／探测器（CMIS）336

14.4 GLAS和SIRAL高度计338

14.4.1 ICESat和GLAS338

14.4.2　CryoSat339

14.5 JASON-2／海面地形任务（OSTM）340

14.6　海面盐度342

14.6.1 SMOS343

14.6.2 Aquarius344

14.7 Argo：全球海洋观测浮标阵344

14.8　全球变化观测任务-B（GCOM-B）344

14.9　未来的任务345

14.9.1　风矢量反演345

14.9.2　海洋和冰面地形346

14.9.3　海洋水色347

14.9.4 SST347

14.10　结论348

14.11　更多参考资料和致谢349

附件350

参考文献352