海水近表层弱光辐射的光谱测量研究

发布时间：2020-03-26 13:27

【摘要】：现场光辐射测量无论对于水色遥感器的校正和真实性检验、生物光学算法的确定,水色遥感产品的解译还是多学科间的研究等都是必需的。本文根据海洋光学浮标的要求,利用计算机、微型光谱仪、光纤、光度头、水下防污装置等元件,研制了用于海洋光学浮标的近表层光谱辐射计系统,在国内首次实现了多通道海水近表层高光谱辐射计的集成设计,它可以在四个海水深度3m、5m、7m 和9m 快速完成波长范围从400nm 到900nm 的下行光谱辐照度和上行光谱辐亮度的测量。本文分析了光谱仪的特性,包括暗电流、线性等特性,提出了暗电流扣除的方法,并验证了光谱仪的线性。然后利用低压汞灯对八台PC2000 光谱仪进行了光谱定标,确定了各个通道的光谱定标系数,由此实现了各个通道的光谱数据的组合。通过设定采集数据的阈值,实现了多通道采集中积分时间和采集次数的自动调整,从而保证了数据的可靠性和同步性。对于PC2000 微型光谱仪进行多通道光谱测量中的光谱重叠问题进行了解释,并通过面向对象的编程实现了光谱仪的数据采集类,得到了与实际完全一致的光谱数据,从而较好地解决了该问题。又编制了系统控制与数据处理软件,实现了多通道的光谱数据采集、组合、打包和数据通讯等功能。本文最后确定了辐射定标的方案。并通过实验室定标利用标准光源进行了积分球的等效光谱辐照度和辐亮度的辐射传递。同时介绍了进行现场和水下定标的原理。
【图文】：

上行光谱辐亮度,光谱辐照度,太阳辐照度,光学传感器

博士学位论文：海水近表层弱光辐射的光见光区反射出的辐射变化称之为它的量值，如海洋浮游植物的富，它直接影响大气层内全球二氧度和海洋生物的生产力，因此，海

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51.2.2 NASDA 光学浮标日本的 NASDA 海洋光学浮标[38]如图 1-3 所示，系统最初是为渔业资源监测而研制的，后因 OCTS（Ocean Color and Temperature Scanner，海洋水色水温扫描仪）现场研究的需要而改进的，，该浮标以光学参数测量为主，同时装备了必要的水文气象传感器，系统共有近 20 个传感器。光学辐射测量的光谱范围为400nm～800nm、光谱分辨率为 10nm、波长不确定度为 2nm、光学传感头通过机械装置固定在浮标主体上，距浮标约 1.2m。在浮标的锚链上共安装了两组光学传感器，其深度分别为 1.5m 和 1.6m。图 1-2 MODIS/SeaWiFS 光学浮标光谱仪的光学系统示意图
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：P733.3

【参考文献】