技术进展 | “水面以上测量法”测量水体光谱新趋势

智能文字提取功能测试中

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.BRING LIGHT 一体式表观高光谱仪 Triplet AOP Triplet AOP是一款超便携、智能化、高性价比的一体式表观高 光谱仪，安装了两个高光谱辐亮度传感器和一个高光谱辐照度 传感器。配有小型自稳平台，可以保持"水面之上法”所要求的 观测角度。无需专业培训，只需几分钟熟悉设备的过程后，即 可轻松获取专业的离水辐亮度和遥感反射率数据。 Triplet AOP具有4Hz采样频率，在秒级的采样时间内可获取三 组光谱。配套GPS，光谱仪观测平面与太阳入射平面的夹角 中v，姿态(方位角、俯仰角、横滚角)等数据，方便数据处理 分析。 Triplet AOP将复杂的海洋光学数据测量流程标准化，将笨拙 的海洋光学设备小型化。在保证数据准确可靠的同时，实现智 能“一键式”操作，是一种智能简单到任何人都可以轻松使用的 海洋光学专业设备。 产品优势 超便携性：最小型化的“水面之上法”海洋光学专业设备 操作简单：配有小型自稳平台，实现“一键式”简单测量 准确性高：复杂的海洋光学数据测量流程标准化，减少人为误差 采样率高：具有4Hz采样频率，在秒级采样时间内获取三条光谱、GPS、光谱仪观测平面与太 阳入射平面的夹角中v、姿态(方位角、俯仰角、横滚角)等数据 尺寸图(侧视和俯视，单位mm) 技术指标 系统参数 直接测量参数 天空辐亮度、水面辐亮度和太阳入射辐照度 推导参数 离水辐亮度、遥感反射率 数据传输方式 默认线缆传输，可定制远程无线传输 防水等级 IP68 积分时间调整方式 自动 姿态输出 角度(包括方位角、俯仰角、横滚角) 角度测量误差 XY轴 0.05°，Z轴1°(磁场校准好，且没有被磁场干扰) 定位模块 定位精度：2.5m， 进行经纬度的测量 最大采样频率 1Hz 输入电压 DC12V 或 AC220V (需配适配器) 最大功耗 <1.8W 重量 3kg 工作温度 0℃至+50℃ 三轴小型智能 俯仰角自稳范围 -30°至+30° 自稳平台 横滚角自稳范围 0至360° 自稳云台上光学探头的观 Lsfc水面辐亮度探头的天底角为40° Lsky天空辐亮度探头的天顶角为40° 测几何角 Es海面入射辐照度探头垂直向上 水面辐亮度 光谱波长范围 340-850 nm /天空辐亮度 光谱标定范围 400-830 nm 检测器类型 288 通道CMOS 光谱取样 2.7nm/pixel 光谱准确度 0.2nm 可用通道 196 视场角 3° 积分时间 0.1-2048ms 辐照度 光谱波长范围 340-850 nm 光谱标定范围 400-830 nm 检测器类型 288 通道CMOS 光谱取样 2.7nm/pixel 光谱准确度 0.2nm 可用通道 196 收集器类型 余弦校正 积分时间 0.1-2048ms 软件显示 专业的Triplet AOP View软件，上电自动识别光谱仪系列号，具备原始数据、离水辐亮度、遥感反 射率等参数可视化实时显示功能，同时显示GPS、光谱仪观测平面与太阳入射平面的夹角中v、姿 态(方位角、俯仰角、横滚角)等辅助数据 软件操作 专业的Triplet AOP View软件，具有“一键式”智能测量功能，一键点击“开始测量”便可开始测量 020-6682 2081 方式一：站位式便携测量，用于便携式野外站位式测量 方式二：船载走航式持续测量，可搭载于各类游艇、渔船、科 考船等，走航式获取大量表观数据 方式三：小型无人船上持续测量，可搭载于新建或者已有小型 智能无人船上，随船智能获取大量表观数据 方式四：定点长期无人值守野外测量 ，可搭载于浮标 等各类长 期野外观测平台，拥有独立的供电、数据采集、无线传输模块，不影响平台上已有系统，可定点长期获取大量表观数据 软件展示 一 T ri p l e tA O P v IE w 1.0.0 口