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空间主动光电遥感现状及发展 被引量：9
1
作者 舒嵘 孔伟 《上海航天》 CSCD 2019年第3期1-14,共14页
空间主动光电遥感技术在空间对地观测和深空探测等领域具有广阔的应用前景,探测对象包括地球和地外天体三维地形、地球植被垂直分布、大气气溶胶与云的垂直分布、大气温湿廓线、大气风廓线和特殊气体浓度等。为系统梳理空间主动光电遥... 空间主动光电遥感技术在空间对地观测和深空探测等领域具有广阔的应用前景,探测对象包括地球和地外天体三维地形、地球植被垂直分布、大气气溶胶与云的垂直分布、大气温湿廓线、大气风廓线和特殊气体浓度等。为系统梳理空间主动光电遥感技术,综合分析了国内外空间主动光电高程探测载荷和大气垂直廓线探测载荷的发展历史和现状,提出了未来我国在多波束单光子三维地形探测、高光谱分辨率激光大气探测、差分吸收激光大气探测、激光掩星大气探测和激光海洋探测领域开展更深入研究的建议。 展开更多
关键词 空间主动光电遥感 激光雷达 单光子探测 大气遥感 海洋激光雷达
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海洋激光雷达探测卫星技术发展研究 被引量：8
2
作者 张扬 黄卫东 +9 位作者 董长哲 袁金如 贺岩 万渊 汪自军 陈利平 竹孝鹏 臧华国 卜令兵 刘继桥 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期20-31,共12页
从国家海洋战略需求出发,对我国发展海洋激光雷达必要性进行分析,对海洋激光雷达的特点,以及国内外发展情况进行梳理;分析了目前国内外激光雷达建设规划与已发射星载激光雷达的情况,提出未来星载海洋激光雷达的发展方向,以及在轨预期数... 从国家海洋战略需求出发,对我国发展海洋激光雷达必要性进行分析,对海洋激光雷达的特点,以及国内外发展情况进行梳理;分析了目前国内外激光雷达建设规划与已发射星载激光雷达的情况,提出未来星载海洋激光雷达的发展方向,以及在轨预期数据应用产品,讨论了星载海洋激光雷达关键技术,给出了"十四五"期间海洋激光雷达的发展前景。 展开更多
关键词 海洋激光雷达 海洋探测 星载激光雷达 海洋遥感
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船载激光雷达测量水体光学参数的仿真模拟研究 被引量：8
3
作者 孔晓娟 刘秉义 +1 位作者 杨倩 李忠平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期173-180,共8页
激光雷达能够高效获取海洋光学特性的垂直剖面信息,是海洋光学探测的重要手段之一。利用蒙特卡罗仿真方法,基于Gordon(1982)的机载激光雷达测量水体光学参数模型,研究了船载激光雷达在水中的传输过程和水中光场分布。特别研究考虑了接... 激光雷达能够高效获取海洋光学特性的垂直剖面信息,是海洋光学探测的重要手段之一。利用蒙特卡罗仿真方法,基于Gordon(1982)的机载激光雷达测量水体光学参数模型,研究了船载激光雷达在水中的传输过程和水中光场分布。特别研究考虑了接收视场角和望远镜半径等参数的影响,建立了适用于船载海洋激光雷达的模拟系统。在激光雷达的传输等效为太阳光传输后,该模拟系统与常用的HydroLight的模拟进行了比对印证并获得了一致的结果。在此基础上,通过模拟得到的激光雷达回波信号分析了不同激光雷达测量模式及典型水体条件下激光雷达消光系数α和海水光学参数之间的关系。船载激光雷达结果表明,在窄接收视场角情况下,激光雷达消光系数α趋向于水体光束衰减系数c;在宽接收视场角情况下,α趋近于水体的向下辐照度漫射衰减系数K_d。相比机载观测,船载观测的α趋近K_d的速度变缓。在垂直分层水体中,激光雷达在下层水体中测量的α值会向上层水体的α值偏移。该结果为研究海洋激光雷达测量参数与海洋光学参数之间的关系提供了进一步的认知。 展开更多
关键词 海洋激光雷达 蒙特卡罗模拟 激光雷达消光系数 垂直剖面
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蓝绿光星载海洋激光雷达全球探测深度估算 被引量：5
4
作者 刘秉义 李瑞琦 +1 位作者 杨倩 孔晓娟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期128-133,共6页
为了评估和分析激光雷达探测全球海洋光学参数的性能,根据激光雷达方程和给定的激光雷达参数,使用MODIS Level 3全球年平均的海水吸收系数a(λ)和后向散射系数bb(λ)数据作为海水光学参数的参考值,对蓝绿光星载海洋激光雷达在全球海洋... 为了评估和分析激光雷达探测全球海洋光学参数的性能,根据激光雷达方程和给定的激光雷达参数,使用MODIS Level 3全球年平均的海水吸收系数a(λ)和后向散射系数bb(λ)数据作为海水光学参数的参考值,对蓝绿光星载海洋激光雷达在全球海洋的探测深度进行了估算和分析。研究结果表明:星载海洋激光雷达探测深度的分布主要依赖于探测波长和水体光学性质,清洁大洋水的最优探测波长在460 nm左右,白天和夜间的最大探测深度分别为～110 m和～120 m;沿岸浑浊水的最优探测波长多在500 nm以上,最大探测深度只能达到20 m或更浅。探测波长为470～480 nm时,星载海洋激光雷达在全球范围内的平均探测能力最佳。 展开更多
关键词 海洋激光雷达 卫星遥感 探测深度 信噪比
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海洋激光雷达测量水体剖面偏振信号的仿真模拟 被引量：2
5
作者 李珂 刘秉义 +2 位作者 杨倩 唐军武 吴松华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期74-83,共10页
基于蒙特卡洛模拟方法,建立了一个水中激光偏振辐射传输模型,用于模拟分析船载偏振激光雷达水体垂直剖面的偏振探测回波,分析了不同光学参数的水体和激光雷达测量模式下的偏振测量误差。使用高斯分布设置了三种深度分布在10~30 m的低、... 基于蒙特卡洛模拟方法,建立了一个水中激光偏振辐射传输模型,用于模拟分析船载偏振激光雷达水体垂直剖面的偏振探测回波,分析了不同光学参数的水体和激光雷达测量模式下的偏振测量误差。使用高斯分布设置了三种深度分布在10~30 m的低、中、高浓度散射层,其叶绿素a峰值浓度分别为0.1 mg/m^(3)、1 mg/m^(3)和10 mg/m^(3)。模拟了激光发射波长为532 nm,接收视场角为10~1000 mrad的船载海洋激光雷达的偏振回波信号,并分析了影响偏振测量误差的主要因素。研究结果表明,由于激光在水中的多次散射过程,随着探测深度、叶绿素a浓度和接收视场角的增大,激光雷达接收光信号的单次散射率不断降低,导致激光雷达直接测量的退偏振比的误差随之增大。以100 mrad接收视场角为例,中浓度散射层情况下,在散射层上(0~10 m)、散射层中(10~30 m)和散射层下(30~40 m)的退偏振比相对误差分别为16%、125%、281%;在散射层中,低、中、高三种浓度散射层的退偏振比相对误差分别为54%、125%、731%。视场角从10 mrad增大到1000 mrad时,退偏振比相对误差逐渐增大,在中浓度散射层情况下,其在散射层上、散射层中和散射层下的变化范围分别为6%~28%、17%~452%和10%~734%。文中结果表明,偏振海洋激光雷达探测水体退偏振比时,由于多次散射过程的影响,传统的退偏振比算法会引入较大误差,有必要在反演算法中对其进行校正,以提高激光雷达的探测精度。 展开更多
关键词 海洋激光雷达 偏振蒙特卡洛 水体光学参数 垂直剖面 退偏振比
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多通道海洋激光雷达溢油监测系统高台实验分析 被引量：7
6
作者 李晓龙 赵朝方 +3 位作者 齐敏珺 马佑军 李志刚 刘智深 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期145-150,共6页
系统介绍多通道海洋激光雷达溢油监测系统的硬件结构和高台实验,探讨多通道激光雷达探测溢油的可行性;此系统采用355 nm波长的3倍频Nd:YAG激光作为激发源,利用125 m高的实验平台,在白天和夜晚2种环境下进行实验,获得多种目标的雷达信号... 系统介绍多通道海洋激光雷达溢油监测系统的硬件结构和高台实验,探讨多通道激光雷达探测溢油的可行性;此系统采用355 nm波长的3倍频Nd:YAG激光作为激发源,利用125 m高的实验平台,在白天和夜晚2种环境下进行实验,获得多种目标的雷达信号,并提取不同目标的特征荧光光谱,分析结果与实际情况相符。实验证明多通道海洋激光雷达溢油监测系统性能可靠,可以有效地进行溢油探测。 展开更多
关键词 多通道海洋激光雷达 受激荧光 溢油 荧光光谱 拉曼信号
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星载海洋激光雷达叶绿素剖面探测能力估算 被引量：6
7
作者 朱培志 刘秉义 +1 位作者 孔晓娟 杨倩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期111-119,共9页
为了评估和分析星载海洋激光雷达探测全球海洋光学参数的性能,依据激光雷达方程和蒙特卡罗模型结果模拟计算激光传输信号,开发了星载海洋激光雷达仿真模拟系统。仿真模拟系统由正向模拟、数据反演与误差分析三部分组成,能够模拟激光发... 为了评估和分析星载海洋激光雷达探测全球海洋光学参数的性能,依据激光雷达方程和蒙特卡罗模型结果模拟计算激光传输信号,开发了星载海洋激光雷达仿真模拟系统。仿真模拟系统由正向模拟、数据反演与误差分析三部分组成,能够模拟激光发射、传输和探测的全过程。根据给定的激光雷达参数,模拟了443 nm、486.1 nm和532 nm波长在地中海、印度洋、南大洋与太平洋四个典型海区的探测信号。研究结果表明,443 nm和486 nm波长的探测深度在各个海区均比较接近,并且均比532 nm更深。在给定的激光雷达参数情况下,486.1 nm波长在太平洋和南大洋的探测深度分别为120 m和70 m,在地中海和印度洋的探测深度均为约100 m。叶绿素a浓度在以上海区的探测深度分别约为80 m、50 m和70 m。 展开更多
关键词 星载海洋激光雷达 仿真模拟系统 叶绿素A 探测深度
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海洋剖面激光雷达探测中颗粒物偏振散射问题 被引量：4
8
作者 唐军武 朱培志 +9 位作者 刘秉义 张洪玮 胡连波 陶邦一 廖然 孟凡谦 何惠馨 陈树果 吴松华 马辉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1-20,共20页
垂向层化是海洋水体的基本特征之一,几乎所有海洋学科的测量与分析都需要直接或间接的剖面信息。激光雷达是目前唯一可以遥感方式获得百米级海洋剖面信息的手段,激光雷达水体回波信号主要受水分子与水体颗粒物吸收、散射作用的共同影响... 垂向层化是海洋水体的基本特征之一,几乎所有海洋学科的测量与分析都需要直接或间接的剖面信息。激光雷达是目前唯一可以遥感方式获得百米级海洋剖面信息的手段,激光雷达水体回波信号主要受水分子与水体颗粒物吸收、散射作用的共同影响。从激光雷达的后向180°散射信号中反演水体颗粒物成分时,活体浮游植物及其降解物、无机颗粒(悬浮泥沙)、浮游动物、气泡等颗粒物在粒径、组分、形状、内部结构等方面的复杂性决定了水体光学特性的复杂性。180°处的体散射系数β(π)是激光雷达水体探测的基本参数,然而不同浮游植物颗粒的散射相函数在180°处相差10倍。目前的模拟仿真中采用的仅具有普适意义的Petzold体散射函数或Voss&Fry穆勒矩阵偏振参数,与具体的遥感探测水体的体散射函数或穆勒参数有很大的差别。针对这个激光雷达中最重要的基础性问题之一,也是主被动光学海洋观探测中的基本问题,进行了综述,并参考国际相关研究人员近些年的一些研究成果,试图提出后续应当重点解决的理论与技术问题。 展开更多
关键词 海洋光学 海洋剖面激光雷达 水体光学特性 水体偏振光散射 水体颗粒物光学特性
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基于海洋激光雷达的近海表层叶绿素a浓度测量初步测试 被引量：4
9
作者 张锋 郭金家 +1 位作者 李志刚 栾晓宁 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第5期117-124,共8页
基于532nm脉冲激光器,搭建了船载三通道海洋激光雷达系统。利用该系统对叶绿素a浓度进行了测量,将所得到的测量结果与商业化叶绿素荧光计的测量结果进行了对比,结果显示,二者的相关系数高达0.84,即表现出良好的线性相关性。为了测试和... 基于532nm脉冲激光器,搭建了船载三通道海洋激光雷达系统。利用该系统对叶绿素a浓度进行了测量,将所得到的测量结果与商业化叶绿素荧光计的测量结果进行了对比,结果显示,二者的相关系数高达0.84,即表现出良好的线性相关性。为了测试和评估该系统对表层海水叶绿素a浓度的探测性能,开展了初步现场走航实验,并获取了走航路径上表层海水的叶绿素a浓度的分布状况。结果表明,基于激光雷达探测数据反演的表层海水的叶绿素a浓度与商业化叶绿素荧光计同步探测得到的表层海水的叶绿素a浓度的相关系数可达0.69。 展开更多
关键词 测量 海洋船载激光雷达 叶绿素A浓度 室内定标 走航实验
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