转自“中国海洋观测”公众号

导读

对水体光谱特征的研究是海洋水色遥感的基础工作之一。水体的光谱特征主要有表观光学特性和固有光学特性，其中表观光学特性研究方法以剖面测量法和水面以上测量法（又称表面法）为主。由于我国近岸水体混浊度较高，浅水区域较多，因此国内多以水面以上测量法来进行水体的表观光学特性观测。

测量原理

水面以上测量法的测量过程是通过测量海面、天空光的辐射亮度以及海面入射辐照度来导出离水辐亮度、归一化离水辐亮度及遥感反射比等遥感物理量。水面以上测量法的关键技术主要有仪器定标、气水界面反射率的确定、太阳耀斑的剔除、双向反射率的校正以及仪器的积分时间或增益的调整等。

技术进展

现有技术中，海洋光学基础数据基本上都是专业技术机构在现场或实验室中观测得到的。通常使用的光学观测设备主要有Seabird、TriOS等品牌。

近年来，水面以上测量法向“智能化、易操作、高精度、高采样率”的新趋势发展，一些免维护、小型化、智能化的一体式表观高光谱仪等产品已经投入使用。

以某型一体式表观高光谱仪为例，其配备两个高光谱辐亮度传感器和一个高光谱辐照度传感器（340-850 nm）；配有小型自稳平台，可以保持“水面以上测量法”所要求的观测角度；具有1 Hz采样频率，在秒级的采样时间内可获取三组光谱；配套GPS和光谱仪可以观测平面与太阳入射平面的夹角φv、姿态（方位角、俯仰角、横滚角）等辅助数据，方便数据处理分析。

一体式表观高光谱仪可在站位式、船载走航式、小型无人船上和定点长期无人值守的观测场景下使用。一体式表观高光谱仪广泛用于水体表观光谱调查、水色卫星真实性检验和现场标定、水色三要素的反演、赤潮、藻类水华等现象的研究及预报、遥感反演模型的建立和光学模型研究、海洋及湖泊水色遥感等领域。

图 一体式表观高光谱仪现场使用图

END

编译 | 李 志 校对 | 徐家婧

审核 | 倪晨华 排版 | 李垚鑫

信息来源 | 文中相关设备参数和产品图片来源于广州耀海科技有限公司

参考文献：汪小勇，唐军武，等. 水面之上法测量水体光谱的关键技术[J].海洋技术, 2021, 31(1): 72-76.