本书总结了作者近年来应用雷达遥感技术在海洋环境保护监测、海洋油气资源前期勘测、近海水下地形反演等应用领域取得的研究成果。通过机理研究、技术开发与应用案例分析的方式,展示了合成孔径雷达遥感技术在海洋环境保护、海洋资源勘探以及海事安全等领域的应用能力。

本书内容丰富,图文并茂,可为雷达海洋遥感应用领域的科研工作者、技术人员以及高等院校师生提供技术参考与应用案例。

在全球经济迅猛发展和生态环境问题日益突出的背景下,世界上几乎所有的沿海国家都把开发海洋作为基本国策,并作为加快经济发展、增强国力的战略选择。进入20世纪七八十年代,特别是联合国第三次海洋法会议通过《联合国海洋法公约》以来,国际上关于海洋划界、海洋权益的问题日趋尖锐和复杂。进入21世纪,海洋成为世界更为关注的焦点,在我国战略层面的地位也空前提高。

2013年,习近平总书记创造性地提出了符合欧亚大陆经济社会发展规律的“一带一路”(丝绸之路经济带与21世纪海上丝绸之路)倡议。2017年,习近平总书记在十九大报告中明确提出“坚持陆海统筹,加快建设海洋强国”。2018年,习近平总书记在青岛海洋科学与技术试点国家实验室考察时强调:“发展海洋经济、海洋科研是推动我们强国战略很重要的一个方面,一定要抓好。关键的技术要靠我们自主来研发,海洋经济的发展前途无量。”

雷达遥感技术可广泛应用于海洋环境监测、海上目标监察、海岛海岸带制图以及海洋动力环境与水文监测等,对于我国自然资源普查、海洋环境保护和防灾减灾等具有十分重要的应用推广意义。2015年10月26日,国家发展改革委、财政部、国防科工局会同有关部门研究编制了《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015—2025年)》。预计到2025年,我国将新增88颗遥感卫星,包括20颗科研卫星和68颗业务卫星,并最终建成通信卫星、导航卫星、遥感卫星三大系统,以及与之配套的、国际先进水平的国家民用空间基础设施。

本书系统总结了邵芸研究员及其研究团队在雷达海洋遥感机理与应用研究方面的系列成果,重点介绍了合成孔径雷达在海洋溢油污染物监测、海洋绿潮监测、海底自然烃渗漏探测,以及在浅海水下地形探测等方面的研究进展、应用现状以及典型案例。本书也是邵芸研究员及其研究团队多年研究成果和科研经验的分享,期盼能为从事相关领域业务工作的同仁提供专业的科学参考数据,为有志于从事相关领域科研工作的研究生和学者提供启发性的科学研究素材。

全书共6章。第1章概述了海洋资源与环境领域的雷达卫星遥感监测需求,并介绍了国内外先进的SAR卫星计划。第2章介绍了雷达海洋遥感机理,主要包括粗糙海面电磁散射机理,海面大、小尺度波浪谱模型,常用的海面斜率的概率分布模型以及海面微波散射模型等。第3章阐述了海洋溢油污染物的雷达遥感探测机理,海面油膜雷达后向散射特性的仿真结果与验证分析,研究了典型海洋溢油污染的极化SAR图像特征,最后分析了几个典型海洋溢油污染物SAR图像遥感监测案例。第4章阐述了海洋绿潮的雷达遥感探测机理,对比分析了海面浒苔在SAR图像和多光谱图像中的成像特征异同,介绍了基于极化分解理论的海面复杂污染物SAR图像分类方法,最后分析了几个典型大规模海洋绿潮污染物的雷达遥感监测案例。第5章介绍了海洋自然烃渗漏雷达遥感探测方法,主要包括海洋自然烃渗漏形成机制分析,海洋自然烃渗漏油膜的SAR图像识别方法及其可靠性评价,基于多时相SAR图像的海面油膜扩散规律分析,并分析了一些典型海洋烃渗漏的SAR遥感探测案例等。第6章阐述了浅海水下地形雷达遥感探测技术,主要包括SAR浅海水下地形探测机理分析,多时相SAR浅海水下地形探测方法,极化SAR浅海水下地形探测技术及相关案例分析。

本书是国家自然科学基金重点项目“可控环境下多层介质目标微波特性全要素测量与散射机理建模”(41431174)和中国航天科工集团有限公司项目“SAR卫星时变散射特性试验”(Y6H1890034)系列研究成果的总结,相关研究工作得到了中国科学院空天信息创新研究院、中国航天科技集团有限公司第五研究院总体部、浙江省微波目标特性测量与遥感重点实验室的大力支持,得到了郭华东院士、李晓明先生的悉心指导和鼓励,在此表示由衷感谢。同时,感谢所有关心本书撰写出版的同仁。疏漏和不妥之处,敬请读者批评指正。

本文摘自科学出版社2022年1月出版《海洋雷达遥感方法与应用》一书“前言”,内容有删节。标题为编者所加。

(本文编辑:王运 wangyun@mail.sciencep.com)

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