海監(jiān)設(shè)備論文：國(guó)內(nèi)海監(jiān)設(shè)備運(yùn)用趨勢(shì)展望

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本文作者：羅志清1蔣博文2張曼祺2徐科2章悅2作者單位：1中國(guó)海監(jiān)總隊(duì)2中國(guó)海監(jiān)東海航空支隊(duì)

航空攝影數(shù)碼相機(jī)ADS80

ADS80高分辨率航空遙感影像的分辨率達(dá)到0．05～0．2m左右，能監(jiān)測(cè)出地面2m2左右的變化，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，它可以應(yīng)用于城市規(guī)劃、建設(shè)和管理以及大型工程選址、房地產(chǎn)管理和水利等許多領(lǐng)域。

機(jī)載成像光譜儀AISA＋

1AISA＋系統(tǒng)

AISA＋是由芬蘭Specim公司制造的推掃系統(tǒng)，包括一個(gè)高光譜掃描頭、一臺(tái)微型GPS／INS傳感器和一臺(tái)PC數(shù)據(jù)獲取單元。它是一臺(tái)航空成像光譜儀，是既能對(duì)地面目標(biāo)成像又可以測(cè)量目標(biāo)光譜特性的光學(xué)探測(cè)器。AISA＋機(jī)載高光譜成像儀獲取數(shù)據(jù)的光譜范圍為400～970nm之間，最小波長(zhǎng)間隔為2．3nm。一次最多可獲取244個(gè)波段的影像數(shù)據(jù)。一方面可以獲取影像信息；另一方面又可以獲取地物的光譜信息。傳感器的視場(chǎng)角為39．7°，飛行1000m處獲得數(shù)據(jù)的地面分辨率為1．41m，空間分辨率比較高。但每次掃描空間象元數(shù)只有512個(gè)，飛行獲取數(shù)據(jù)幅寬較窄［3］。

2AISA＋的用途

1）大氣環(huán)境研究領(lǐng)域

可應(yīng)用于大氣水汽含量與分布估算、氣溶膠光學(xué)厚度估計(jì)以及大氣光學(xué)特性評(píng)價(jià)等，尤其是氣溶膠光學(xué)厚度估算邊界層大氣環(huán)境質(zhì)量，為城市大氣環(huán)境的研究提供了新的手段。

2）城市環(huán)境領(lǐng)域

航空高光譜遙感的顯著特點(diǎn)使得其對(duì)于解決復(fù)雜的城市下墊面分類(lèi)等問(wèn)題獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，并已取得良好效果。

3）生物量估算等領(lǐng)域

航空高光譜遙感在植被參數(shù)估算與分析、植被長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)與估產(chǎn)及生物量估算等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其是近年來(lái)與逐步興起的多角度遙感結(jié)合，建立與完善了雙向反射模型，可以更精確地反演植被參數(shù)。

4）地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域

地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域研究是機(jī)載高光譜遙感較為成功的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，其成果主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：利用SAM等分類(lèi)方法進(jìn)行樣式識(shí)別與分類(lèi)，制作基礎(chǔ)地質(zhì)圖；利用定量遙感模型，確定巖礦分布，反演礦物的豐度分布［4］。

5）海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域

在海洋及內(nèi)陸水環(huán)境的研究中，機(jī)載高光譜遙感應(yīng)用涉及的內(nèi)容是反演水體的特征，包括懸浮物含量、葉綠素富集度和水體深度等［4］。高光譜遙感以特有的高光譜分辨率，對(duì)水體泥沙含量和污染濃度能有效識(shí)別，對(duì)調(diào)查和監(jiān)測(cè)水環(huán)境具有獨(dú)到的效果，可以反映水體的特征，包括懸浮物含量、葉綠素富集度和水體深度等。成像光譜數(shù)據(jù)精細(xì)的光譜特征和連續(xù)的譜段信息，可以排除大氣干擾，分離水體近表層的后向散射輻射，區(qū)分和探測(cè)特定的藻類(lèi)色素，還可對(duì)赤潮優(yōu)勢(shì)物種進(jìn)行識(shí)別。

6）地表含水量和質(zhì)地探測(cè)

高光譜影像對(duì)地表含水量的變化敏感，通過(guò)分析光譜特性的微小變化，可以探測(cè)到不同含水量地表的細(xì)微差別，土壤水分含量等特性的細(xì)微差異，在高光譜影像上都可以反映。借助高光譜影像連續(xù)光譜的特點(diǎn)，可以探測(cè)不同的土壤和巖石的質(zhì)地［5］。

7）土壤荒漠化、鹽漬化的定量探測(cè)

土壤鹽漬化在一定程度上是一種嚴(yán)重的環(huán)境災(zāi)害，它造成了資源的破壞、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的巨大損失，對(duì)生物圈和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅。通過(guò)對(duì)土壤鹽分含量高光譜定量反演技術(shù)方法的研究，可以實(shí)現(xiàn)土壤鹽漬化定量分析。及時(shí)探測(cè)土壤鹽漬化信息，評(píng)價(jià)鹽漬化程度，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要［5］。

8）林業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

高光譜遙感技術(shù)具有豐富的光譜信息優(yōu)勢(shì)，在森林資源調(diào)查與分類(lèi)，以及森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)和評(píng)估、森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)和森林資源變化等監(jiān)測(cè)方面提供了廣闊的應(yīng)用前景，為科學(xué)而實(shí)時(shí)地進(jìn)行森林資源管理提供了新的技術(shù)手段。

機(jī)載雙譜掃描儀ABS

ABS機(jī)載雙譜掃描儀是由美國(guó)AgonST公司制造，具有紫外、熱紅外兩個(gè)通道的航空遙感設(shè)備。其中紫外通道波長(zhǎng)0．32～0．38μm（UV）、熱紅外通道波長(zhǎng)8．5～12．5μm（LWIR）。紫外通道只能是在白天并且具有良好的能見(jiàn)度情況下使用。熱紅外通道所探測(cè)到的是地面目標(biāo)的熱輻射能量，并與地面溫度、強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，其地理信息相對(duì)較弱，可在白天或黑夜無(wú)人造光源的條件下實(shí)施，是一種全天候的遙感，其局限性是空間分辨率低、易受環(huán)境影響。ABS機(jī)載雙譜掃描儀的應(yīng)用非常廣泛。①在監(jiān)測(cè)洪水時(shí)，熱紅外可分辨正常河河段、滲漏水河段及周?chē)傻?。②監(jiān)測(cè)溢油及其他污染時(shí)，紫外UV探頭可探測(cè)溢油和周?chē)Ｋg的不同反射率，但只能是在白天并且具有良好能見(jiàn)度的情況下使用。IR探頭可以探測(cè)溢油和海水的不同吸熱和輻射率，溢油的厚薄層度不同，其吸熱和輻射也不同，這樣可以提供溢油厚度信息。還可監(jiān)測(cè)港口和內(nèi)河污染。③監(jiān)測(cè)溫排水。水熱污染一直是環(huán)保工作中一個(gè)關(guān)注的焦點(diǎn)，在對(duì)水熱污染的日常環(huán)境監(jiān)測(cè)中，往往存在測(cè)量不方便、區(qū)域評(píng)估不準(zhǔn)等問(wèn)題。利用ABS熱紅外通道，可對(duì)電廠(chǎng)溫排水水域進(jìn)行水溫反演，有效地對(duì)電廠(chǎng)溫排水強(qiáng)度、擴(kuò)散范圍和環(huán)境影響進(jìn)行評(píng)價(jià)。④監(jiān)測(cè)城市熱島效應(yīng)。熱島效應(yīng)是由于人們改變城市地表而引起小氣候變化的綜合現(xiàn)象，在冬季最為明顯，夜間也比白天明顯，是城市氣候最明顯的特征之一。熱紅外遙感能夠通過(guò)獲取城市地表熱輻射狀況，捕捉城市下墊面熱島強(qiáng)度的大小和空間分布，進(jìn)而推測(cè)出城市氣溫?zé)釐u強(qiáng)度的大小和空間分布，并為熱島成因分析和治理辦法提供依據(jù)，是研究城市熱島效應(yīng)的有效手段之一。ABS熱紅外通道還可用于調(diào)查地表一般的熱輻射特性，探測(cè)常溫下物體溫度分布、目標(biāo)的溫度場(chǎng)從而進(jìn)行熱制圖，包括地?zé)嵴{(diào)查、土壤分類(lèi)、水資源調(diào)查。此外，還對(duì)高溫目標(biāo)物的識(shí)別敏感，常用于獲取高溫目標(biāo)的信息。火災(zāi)（如，森林起火、殘火、隱火）、旱災(zāi)、活火山和火箭發(fā)射等。