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GB／T 14914.5-2021 海洋观测规范 第5部分：卫星遥感观测.pdf简介：

GB/T 14914.5-2021，《海洋观测规范 第5部分：卫星遥感观测简介》是中国关于海洋观测领域的一项国家标准，该标准详细介绍了卫星遥感观测在海洋观测中的应用和技术原理。卫星遥感观测是现代海洋观测的重要手段，它利用卫星上的各种遥感仪器，从太空对海洋进行观测，获取包括海洋表面温度、海浪高度、海洋颜色、海洋生物分布、海洋表面风速和流向等大量信息。

该标准可能涵盖的内容包括：

1. 卫星遥感观测原理：解释卫星如何通过辐射测量、反射和散射等原理获取海洋数据。 2. 技术要求：规定卫星遥感观测设备的技术性能指标，如分辨率、光谱范围、数据精度等。 3. 数据处理和解读：介绍如何从原始遥感数据中提取有用信息，并进行数据处理和分析。 4. 海洋应用实例：列举卫星遥感在海洋环境监测、海洋资源评估、海洋灾害预警等方面的应用案例。 5. 规范和操作指南：提供卫星遥感观测操作的步骤和注意事项，确保数据的准确性和可靠性。

总之，这个标准为海洋观测人员和相关领域工作者提供了卫星遥感观测的规范化指导，有助于提升海洋观测的效率和精度。

GB／T 14914.5-2021 海洋观测规范 第5部分：卫星遥感观测.pdf部分内容预览：

F：海冰冰型尺度 编码格式中各符号含义： Ct：海冰总体密集度；Ca：厚海冰（Sa）密集度；Cb：较厚海冰（Sb）密集度；Cc：薄海冰（Sc）密集度： Cd：较薄海冰（Sd）密集度。具体取值见B.2。 So：最厚海冰阶段/类型；Sa：厚海冰阶段/类型；Sb：较厚海冰阶段/类型；Sc：薄海冰阶段/类型；Sd Se：较薄海冰阶段/类型。具体编码见B.2 Fa、Fb、Fc分别对应Sa、Sb、Sc海冰阶段的冰型尺度大小具体编码见B.2。

海冰密集度及海冰类型的验证利用现场观测手段获取的海冰参数进行对比验证，海冰外缘线的验 证采用相近时段获取的其他卫星数据进行交叉验证

光学与SAR遥感数据集为Tiff格式，文件命名参考海冰遥感监测产品命名规则，数据内容包括头 文件和数据《太阳能热水系统与建筑一体化设计施工技术规程》DBJ 53-18-2007.pdf，

9. 1.7.2专题图

专题图存储为通用标准jpg或bmp格式。利用地理信息系统软件导人海冰密集度信息、海冰覆盖 区域图及海冰冰情解译信息分别叠加基础地理背景信息后，经效果谊染、图幅整饰后导出海冰密集度、 每冰覆盖范围和海冰冰情专题图。专题图要求给出专题图标题、基础地理信息及海冰专题要素图示图 列、卫星数据来源、卫星成像时间、坐标系、制作单位等信息

9.2.1数据要求与预处理

按以下方式对卫星遥感图像与现场观测数据进行处理： a 利用卫星遥感图像数据开展风暴潮漫滩监测，包括高分辨率光学卫星遥感图像、中分辨率光学 卫星遥感图像和合成孔径雷达（SAR)遥感图像数据，数据量宜覆盖整个监测区域，数据能够正 常读取； b）遥感图像正射校正中误差不超过2个像素； c 高分辨率光学卫星遥感图像空间分辨率宜优于5m，中分辨率光学卫星遥感图像数据空间分

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辨率宜选取在5m～30m范围内，SAR造 Um池 围内； d）卫星遥感图像数据格式采用Geotiff或者通用遥感影像处理软件可以读取的格式 现场调查资料，包括风暴潮漫滩现场踏勘验证资料和沿岸视频监视资料； 调查监测区的大比例尺基础地理底图和土地覆盖/土地利用专题图

9.2.2观测方法和数据处理

基于遥感技术提取风暴潮漫滩范围，具体要求如下： 自）开展遥感图像数据的正射校正和镶嵌处理； b）开展多光谱和全色遥感图像的融合，必要时开展光学图像和SAR图像的融合； c）基于高分辨率光学和SAR图像数据，利用地理信息系统软件人机交互提取风暴潮漫滩范围； 1 应用多时相遥感图像，分析风暴潮前后海岸带地物的变化，为灾害损失评估和救灾工作部署提 供基础地理资料

应用现场踏勘和视频资料进行风暴潮漫滩范围卫星遥感提取精度检验，以验证样区提取正确白 数量占验证样区像元总数量的百分比作为提取精度

对原始数据、处理数据等开展质量检查，包括： 原始遥感图像应包括卫星名称、传感器类型、覆盖范围、时相、云判等级等信息； b 正射校正产品应包括数学基础、空间分辨率、定位精度等信息； C 镶嵌图像产品应包括接边精度、空间分辨率、色彩一致性等信息； d）开展数据完整性、一致性、正确性、歧义性检查； e）开展规范性审查，包括文件名、数据格式、元数据等信息

光学与SAR遥感数据集为Tiff格式，文件命名参考遥感监测产品命名规则，数据内容包括头文件 和数据。

专题图存储为通用标准jpg或bmp格式。利用地理信息系统软件导入风暴潮漫滩范围信息、叠加 基础地理信息要素，图幅整饰后导出风暴潮漫滩专题图。专题图要求给出专题图名称、专题要素图式图 例、卫星数据来源、卫星成像时间、坐标系、比例尺、经纬度

9.3.1卫星数据要求与预处理

采用的海雾遥感监测数据源来自极轨卫星平台和静止轨道卫星平台。 数据要求如下。 a）由卫星探测仪器接收的遥感监测数据应经过规范的卫星数据预处理，采用卫星轨道数据予 理后的L1B级数据，以HDF格式存储，包含地面观测点经纬度、卫星观测时间、观测的反身

采用的海雾遥感监测数据源来自极轨卫星平台和静止轨道卫星平台。 数据要求如下。

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和等效亮温等信息， b）极轨卫星观测一天两次：白天和夜晚各一次；静止卫星观测频次达每小时一次 c）使用的观测波长、波段均为上述卫星探测仪器所完全或部分持有。

9.3.2观测方法和数据处理

9.3.2.1自天海雾的识别

对于极轨卫星，例如HY1，探测仪器包含多个可见光、近红外、短波红外通道、中红外和热红外通 道。对于静止卫星，例如FY2、MTSAT，探测仪器包含1个可见光、短波红外和2个热红外通道。白天 海雾灾害的监测判识凳法见A.8

9.3.2.2夜晚海雾的识别

对于极轨卫星，例如HY1，采用探测仪器上的1个短波红外通道和2个热红外通道，主要是根据海 雾在短波红外与热红外通道辐射亮温差的独特特性，结合雾顶亮温图像分布特征进行监测识别。夜晚 海雾灾害的监测判识算法见A.9

9.3.3.1现场实测

以岸基、岛屿和船只等为平台，测量海面气象能见度。测量方法按照GB/T35223一2017的规

9.3.3.2检验分析

采用不同方法进行检验： a 以多个岸基、岛屿和船只等平台测量的海面气象能见度为实测数据，根据海雾定义，利用能见 度小于1km的测量站点数据，对卫星监测结果进行单点和多点检验； b 以沿海站点的探空资料为测量数据，根据海雾发生时近地面层的温湿廓线分布判断逆温层结 的存在，对卫星监测结果进行单点或多点分析检验； c）通过相近时段内，不同卫星的监测结果相互辅助比对检验，并对监测结果进行质量控制

A.1多通道海表温度反演算法

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A.2Shepard插值算法

在球面坐标系（9,入）中，已知沿轨迹离散点的坐标（，入，）以及该点的有效波高于 i1，2，*"，N）。内插的网格点为（，入），其有效波高为f（，入），拟合函数表示为之=F（，入）。权函 数见式（A.2）

R 拟合半径： R' 平均地球半径； —计算点P和流动点Q之间的球面距离。 则拟合函数的表达式见式(A.3)：

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式中： N—拟合点点数； 拟合因子，通常取值1和2

L.3海面动力高度计算

分别为雷达高度计高度、测距天小； 分别为电离层延迟误差校正、大气对流层延迟 误差湿分量校正、大气对流层延迟误差干分量 校正、海况偏差校正、逆压校正和风速高频振 荡校正； 分别为海洋潮汐、固体地球潮汐和极潮

地转流是相对海洋密度分布的海流，它由海洋中科氏力和压力梯度之间的平衡而确定，其计算公式 如式（A.5）和式（A.6）

式中： 海面动力高度； g一当地重力加速度。 在赤道上，由于y=0，以上海流分量u计算公式是不确定的，需引人β平面计算赤道上的海流。计 算公式如式（A.9）：

A.5.1散射计反演风场原

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卫星散射计是一种经过定标的雷达，它问海面主动发射电磁波，并接收经过海面调制的回波信号。 雷达回波信号将由发射信号以及海面特征共同决定。当海浪波长与雷达发射电磁波波长满足布拉格散 射条件时，各波面产生的后向散射电磁波相位相同，从而产生共振，回波能量将主要由产生共振的电磁 波决定。在微波散射计的工作频率下，满足布拉格谐振条件的海面波为海表毛细波，海洋表面毛细波的 谱密度与海洋表面上的风速直接相关。因此，通过雷达测得的回波信号可获取海面风场的信息。通过 对雷达回波信号的处理，可得出仅与海面情况有关的归一化后向散射系数（NRCS，或6。），从散射计测 得的。可进一步提取出海面风场，海面风场的信息提取过程称为风矢量反演。 从散射计测得的海面后向散射系数反演海面风矢量需要解决三个方面的问题：建立地球物理模型 风矢量求解算法，模糊解去除算法。 地球物理模型函数描述海面风矢量与雷达后向散射系数之间的关系。地球物理模型函数的一般形 式如式（A.10）

DG∕TJ08-2040-2008 公共建筑节能工程智能化技术规程..=F(V,X,...,f,p,0)

0o海面对应的后向散射系数； V风速； X一风向的相对方位角，单位为度(°)； 散射计的工作频率； 力极化方式； 一一天线的人射角。 风矢量求解算法主要是通过地球物理模型函数以及海面风矢量面元的不同方位角的NRCS观测 值获得海面的风矢量解。由于地球物理模型的双余弦分布特征非线性特征，对风矢量的求解不能通过 等后问散射系数直接代人地球物理模型的方式直接求得。通常的求解算法采用最大似然求解算法，寻 找使式（A.11)所示目标函数得局部最大值的风矢量，即模糊解，并将模糊解按其对应的最大似然值大 小排序

。i散射计实际测得的后向散射系数； 0——模型预测的对应风速为V,相对风向为X时的后向散射系数； N一用于风矢量反演后向散射系数测量结果的总数。 由于地球物理模型函数本身的双余弦分布特征以及散射计的各种测量噪声的影响，求解算法一般 会获得多个风矢量解（即模糊解）。风向多解消除就是从一系列的多解风矢量中选出与真实风矢量最为 接近的风矢量解。 经过风向模糊排除处理，得到了每个测量点上具有唯一大小和方向的风矢量场，进一步处理这样的 风矢量场，就可以得到能直接用 海面风场信息分析的风场

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A.5.2SAR反演风场原理

海面后向散射系数受到相对风向的调制作用，对于同一风场单元，不同的雷达观测方位角将得到不 司的后向散射系数，逆风时最大JTJ 279-2005 港口工程桩式柔性靠船设施设计与施工技术规程，顺风时稍小，垂直于风向观测时最小，这种变化关系可以通过式（A12)指 述(Moore.1979)：

=A+BcosΦ+Ccos2d

60 后向散射系数，随相对风向的变化； A、B、C雷达人射角、风速和极化方式的函数。 合成孔径雷达风场反演一般需要风向信息作为初始场，对于某一风场单元而言，辐射定标可以获得 该风场单元的NRCS，而观测方位角和人射角都已知，此时待求的就只剩风速。如图所示，相对风向和 入射角已知，NRCS随风速单调增加，图A.1中虚箭头线表示了不同风速下的模型值，将风场单元的