發(fā)布時(shí)間：2024-05-18 04:54

　　海洋次表層是浮游生物分布和海氣能量交換的主要區(qū)域,對海洋生態(tài)系統(tǒng)、海洋物質(zhì)循環(huán)以及全球氣候變化有著非常重要的作用。海洋次表層的光學(xué)特性與浮游生物、營養(yǎng)鹽和顆粒物等水體成分有著密切關(guān)系。對海洋次表層的光學(xué)特性進(jìn)行高精度探測對研究海洋生命系統(tǒng)、理解海洋在氣候變化中作用尤其重要。星載激光雷達(dá)具有垂直結(jié)構(gòu)探測能力和不受太陽光限制、能實(shí)現(xiàn)長期觀測等優(yōu)點(diǎn),相比于原位和水色遙感手段具有不可替代的優(yōu)勢,成為目前最有前途的海洋主動遙感工具。目前,各國的星載激光雷達(dá)系統(tǒng)仍處于研發(fā)階段,在前期進(jìn)行正演模型和探測機(jī)理研究對設(shè)計(jì)性能良好的星載激光雷達(dá)硬件系統(tǒng)、充分發(fā)揮星載激光雷達(dá)的遙感能力具有重要意義。本文從星載海洋激光雷達(dá)輻射傳輸正演模型出發(fā),對海洋激光雷達(dá)的探測機(jī)理、反演算法和硬件參數(shù)等進(jìn)行了探索。主要研究內(nèi)容如下:利用蒙特卡羅(Monte Carlo,MC)方法建立了星載海洋激光雷達(dá)回波信號數(shù)值仿真模型。為了對星載海洋激光雷達(dá)回波信號有直觀的認(rèn)識本文建立了半解析MC雷達(dá)回波信號仿真模型,能夠?qū)崿F(xiàn)對垂直分層的海水進(jìn)行高效仿真;并通過隨機(jī)現(xiàn)象學(xué)方法對模型的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。為進(jìn)一步探究激光雷達(dá)的探測機(jī)理提供了...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?ＮＡＳＡ?ＡＯＬ系統(tǒng)（ａ）原理圖及（ｂ）儀器圖??

［４］。例如，１９９３年，ＹｏｄｅＰ６］等人將拉曼校正測量方法用于研究葉綠素在大西??洋的空間分布，并得出葉綠素在空間分布上變化很大的結(jié)論，在利用船載測量葉綠素時(shí)需??要考慮這種空間分布。１９９４年，１４＆１＾１１［１７］等人利用ＡＯＬ在鐵富集實(shí)驗(yàn)中收集的數(shù)據(jù)來驗(yàn)??證鐵對赤道附....

圖１－２?ＮＯＡＡ機(jī)載探魚雷達(dá)ＦＬＯＥ（ａ）系統(tǒng)原理框圖＿和〇））探測浮游植物散射層的典型應(yīng)用［２５］??２０世紀(jì)末２１世紀(jì)初，美國海軍航空系統(tǒng)司令部（ＮＡＶＡＩＲ）研發(fā)了專門提取海水光??

ｒｎｓｉｄｅ通過迭代方法擴(kuò)展了該生物光學(xué)模型，使??之可以反演葉綠素濃度［３２］。之后，這種方法也被用來研究北極地區(qū)的浮游動物層和初級生??產(chǎn)力的垂直分布［２７］。??Ｉ?ｔｏ?Ｃｏｍｐｕｔｅｒ??（ａ）?ｐ］?Ｄｅｔｅｃｔｏｒ?（ｂ）?＾?＾??ｆ?Ｉ?Ｓｎｓ?１—??Ｈｈ?Ａ....

圖１－３浙江大學(xué)船載激光雷達(dá)系統(tǒng)（ａ）原理框圖和（ｂ）海試實(shí)物圖［５８］??

反演兩個未知數(shù)的困難［５３］。２０１９年，浙江大學(xué)、自然資源部第二海洋研究所共同研制的??５３２ｎｍ彈性散射激光雷達(dá)（如圖ｌ－３（ａ）所示）在江山峽口水庫進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探測了水體的漫??射衰減系數(shù)和退偏比［５７］。２０１９年，浙江大學(xué)利用研制的船載海洋激光雷達(dá)在中國黃海開??展實(shí)驗(yàn)（....

圖１－４上光所Ｍａｐｐｅｒ５０００（ａ）系統(tǒng)光路示意圖和（ｂ）浮游植物層探測應(yīng)用［５５］??

Ｍ－??Ｉ系統(tǒng)在激光脈沖重復(fù)頻率、波形采集速率、定位精度和水深測量動態(tài)范圍等技術(shù)指標(biāo)上??的不足。整體性能指標(biāo)有了較大的提升，尤其是淺水測量能力、測點(diǎn)密度和位置精度，為??今后的產(chǎn)品化奠定了較好的技術(shù)基礎(chǔ)［５９］。為了實(shí)現(xiàn)海陸一體化測繪的機(jī)載激光雷達(dá)產(chǎn)品和??應(yīng)用開發(fā)，并最終實(shí)現(xiàn)....

本文編號：3976482