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姓名 黃世任(Shih-Jen Huang) 查詢紙本館藏 畢業系所 太空科學研究所 論文名稱 中華衛星一號海洋水色照相儀資料之大氣校正及其應用
(The Atmospheric Correction of ROCSAT-1 Ocean Color Imager Data and its Application)相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
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摘要(中) 本研究針對中華衛星一號所酬載的海洋水色照相儀(Ocean Color Imager, OCI)的頻道特性，建立一套處理OCI資料的大氣校正模式。在模式中以NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)及OCI中670nm與865nm波段的反射率比值，估算出在晴空海域上這兩波段的海面反照率，進而依衛星觀測量及由LOWTRAN所建立的資料庫中選取適當的氣團特性值。再根據氣團特性與氣溶膠粒徑分佈及氣溶膠單次反照率的關係，推算出每一觀測點的氣溶膠光學厚度及氣溶膠散射量。再利用氣溶膠光學厚度與波長間的Angstron關係，求出每一觀測點上所有波段的氣溶膠散射量及離水面輻射量。
在研究過程中選取觀測時間相近的OCI及SeaWiFS(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor)資料，分別以本研究所建立的大氣校正模式(OCITRAN)及SeaDAS(SeaWiFS Data Analysis System)作業軟體進行大氣校正，並將兩者的演算結果進行比較。顯示OCI的大氣校正演算法所得的離水面輻射量和葉綠素濃度與SeaDAS所推算結果間有很好的一致性。另外從現場實測資料與OCITRAN所得結果的相對誤差量，與SeaDAS結果的誤差量也相近。
從OCI資料所反演出的氣溶膠光學厚度與AERONET(Aerosol Robotic NETwork)和OCI相近的4個波段的實測資料比較，結果顯示兩者間具有良好的相關性及一致性，其相關係數達0.79以上。在沙塵暴發生的期間，OCI資料所反演的氣溶膠光學厚度能忠實地呈現沙塵暴的跡象，所以OCI資料除了可取得來自海水表層的光學資訊，供生光模式推算海水表層的葉綠素濃度含量外，也可提供空氣品質的訊息。摘要(英) OCITRAN, an atmospheric correction model, specifically designed for the data processing of the ROCSAT-1 Oceanic Color Imager (OCI) is developed in this research. In the model, the concept of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and the reflectance values of the OCI channels at 670 and 865nm are used to assess the ocean surface albedo under clear sky conditions. The air mass character can further be determined with the aid of a database constructed from a combination of Lowtran simulations and satellite observations. The aerosol optical depth and aerosol scattering radiance can also be estimated with the aerosol size distribution and single aerosol scattering albedo. Finally, the aerosol scattering and the water-leaving radiance for each OCI channel can be estimated pixel-by-pixel with the Angstrom relationship between the aerosol optical depth and channel wavelength.
In order to evaluate the results, several pairs (each pair owned a similar observational time) of the OCI and SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor) observational data were processed by their respective atmospheric correction model---OCITRAN and SeaDAS (SeaWiFS Data Analysis System), and compared. From the analysis, it showed that there existed a good consistency between the water-leaving radiance and chlorophyll concentration.
Moreover, the sea surface truths showed that the margin of error of OCITRAN was similar to that of SeaDAS. Comparisons of four AERONET(Aerosol Robotic NETwork) channels which owned a similar bandwidth with four OCI respective channels were also made. The outcome showed that quite a nice correspondence existed, where the correlation coefficient reach 0.79. This model was also used to monitor the sandstorms that occurred during the year 2000 and 2001. The variations of the aerosol optical depth of the atmosphere during the events were clearly seen. It revealed that the OCI data not only can be employed to estimate the chlorophyll concentration in the oceans but also can provide the information of the air quality.關鍵字(中) ★ 海洋水色照相儀
★ 氣溶膠光學厚度
★ 離水面輻射量
★ 大氣校正
★ OCITRAN關鍵字(英) ★ water-leaving radiance
★ atmospheric correction
★ Ocean Color Imager
★ aerosol optical depth
★ OCITRAN論文目次 目 錄
第一章 前言...................................................................................................1
1.1研究動機與目的...............................................................................1
1.2衛星資料大氣校正方法之回顧...................................................4.
1.3論文之規畫與架構...........................................................................6
第二章 資料來源與處理.....................................................................9
2.1 衛星資料....................................................………………………….9
2.1.1 海洋水色照相儀...........…….................................................9
2.1.1.1輻射頻道特性............................................................11
2.1.1.2幾何定位.....................................................................13
2.1.2 SeaWiFS….……………….………………….………............16
2.2 OCI各波段總輻射量的檢驗......................................................17
2.3實測資料............................................................................................23
2.3.1 Aeronet..........................…..............................………..........24
2.3.2水下光輻儀...................….....................................................24
第三章 輻射傳送理論...................…......................................................26
3.1可見光頻道輻射傳送原理............................................................26
3.2單次散射.............................................................................................28
3.3大氣組成成分的散射......................................................................29
3.4大氣組成成分的吸收....................................................................31
第四章 海洋水色照相儀資料之大氣輻射校正.......................33
4.1 OCI之大氣校正模式.....................................................................34
4.1.1 瑞利散射.…..........................................................................35
4.1.2 氣溶膠散射.........................................................................37
4.1.3太陽反輝...............................................................................40
4.1.4離水面輻射量......................................................................42
4.1.5葉綠素濃度..........................................................................43
4.2氣候參數............................................................................................44
4.3以選取乾淨海域之大氣校之演算法..............................……...46
4.4氣團特性.................…………............................................................47
第五章 晴空海域辨識.........................................................................51
5.1反射率…............................................................................................52
5.2反射率比值………………..............................................................52
5.3反照率…...........................................................................................53
5.4結果及討論.......................................................................................54
第六章 結果分析與討論......................................................................59
6.1 應用於SeaWiFS資料..................................................................60
6.1.1以選取乾淨海域方式進行大氣校正...........................60
6.1.2以OCITRAN進行大氣校正..............................................62
6.2 OCITRAN應用於OCI資料.......................................................66
6.3應用水色衛星資料求取大氣氣溶膠光學厚度.......................68
6.4 OCI資料應用於偵測亞洲沙塵暴............................................70
第七章 結論與展望.................................................................................73
參考文獻...........................................................................................................76
表 目 錄
表1-1:過去及現存衛星海洋水色感測器。...........................................82
表1-2: 預備升空的衛星海洋水色感測器。.........................................82
表2-1: OCI 感測器各波段特徵。..........................................................83
表2-2: SeaWiFS 感測器各波段特徵。..................................................83
表2-3: 迴歸方程式對照表。.................................................................84
表2-4: 在海面反照率(salb)為0.0且氣團特性值為1的條件下，各迴歸方程之最大誤差值及其出現位置表。......................................85
表2-5: OCI與AERONET觀測時間對照表。......................................85
表3-1: 大氣層頂平均太陽輻射通量 ，單位為[mW/cm2/mm]；臭氧吸收係數aoz(l)，水汽吸收係數awv(l)，及氧分子吸收係數aox(l)，這些吸收係數的單位為cm-1。…………………………..86
表4-1: 氣候參數預設值，取自1946到1993年COADS月平均資料，以(23°N, 122°E)資料為例。…………………………………….86
表4-2: 利用NDVI方法迴歸推算OCI 670nm波段海面反照率之迴歸係數。………………………………………………………………87
表4-3: 利用OCI 670與865nm波段的反射率比值迴歸推算OCI 670nm波段海面反照率之迴歸係數。迴歸方程為：salb(670)= a1 + a0*ratio…………………………………………………………....88
表4-4: 決定海面反照率(rs)…………………………………………..88
表5-1: 用以求取晴空海域辨識參數的OCI資料時間與觀測海域。…89
表5-2: 1999年3月26日(085) 02:05z個案中，晴空海域樣本的辨識參數統計值。L555*、L670*及L865*分別代表OCI 555nm、670nm及865nm波段的反射率，Q5*代表865nm與555nm波段的反射率比值，Q6*代表865nm與670nm波段的反射率比值，albedo*代表865波段的反照率。..............................................................89
表5-3: 同表5-2，但為陸地區域樣本的辨識參數統計值。...............89
表5-4: 同表5-2，但為雲覆蓋區域樣本的辨識參數統計值。...........90
表5-5: 應用在辨識晴空海域之OCI參數資料統計表，包含555nm、670nm及865nm波段反射率。......................................................90
表5-6: 應用在辨識晴空海域之OCI參數資料統計表，包含865nm與555nm波段之反射率比值(Q5)、865nm與670nm波段之反射率比值(Q6)和反照率值。.................................................................91
表6-1: 1997年11月24日04:27z位於(25.46°N, 122.27°E)實測資料與SeaDAS及OCITRAN所推算之離水面輻射量結果。單位：mW/cm2/mm/sr。.............................................................................91
表6-2: 現場實驗資料與OCI演算法結果及SeaDAS結果之比較。....92
圖 目 錄
圖1-1：中華衛星一號示意圖。..........................................................93
圖1-2：海洋水色照相儀。..................................................................93
圖2-1：中緯度夏季，瞬間風速為5m/sec，日平均風速為4.1m/sec，相對溼度為76.11%，不對稱因子為0.9條件下，(a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量與能見度和氣團特性值的關係。..........94
圖2-2：中緯度夏季，氣團特性值為1，日平均風速為4.1m/sec，相對溼度為76.11%，不對稱因子為0.9條件下，(a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量與能見度和瞬間風速的關係。....................94
圖2-3：中緯度夏季，氣團特性值為10，日平均風速為4.1m/sec，相對溼度為76.11%，不對稱因子為0.9條件下，(a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量和能見度與瞬間風速的關係。.....................95
圖2-4：中緯度夏季，氣團特性值為1，瞬間風速為4.1m/sec，相對溼度為76.11%，不對稱因子為0.9條件下，(a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量與能見度和日平均風速的關係。.................95
圖2-5：中緯度夏季，氣團特性值為3，瞬間風速為4.1m/sec，相對溼度為76.11%，不對稱因子為0.9條件，(a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量與能見度和日平均風速的關係。......................96
圖2-6：中緯度夏季，氣團特性值為6，瞬間風速為4.1m/sec，相對溼度為76.11%，不對稱因子為0.9條件下，(a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量與能見度和日平均風速的關係。.................96
圖2-7：中緯度夏季，氣團特性值為10，瞬間風速為4.1m/sec，相對溼度為76.11%，不對稱因子為0.9條件下，(a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量與能見度和日平均風速的關係。...............97
圖2-8：中緯度夏季，其中氣團特性值為3，日平均風速和瞬間風速均為7m/sec，相對溼度為76.11%， (a)各波段透射率、(b)各波段總輻射量與能見度的關係。................................................97
圖2-9：中緯度夏季，各波段總輻射量與不對稱參數的關係，日平均風速和瞬間風速均為7m/sec，相對溼度為76.11%，(a) 氣團特性值為3，(b) 氣團特性值為8。.....................................................98
圖2-10：偏近點角E的定義(曾，1988a)。............................................98
圖2-11：經典定向角W，i，w的定義(曾，1988a)。........................... 99
圖2-12：在衛星坐標上像元與視點間的幾何關係，其中H為衛星高度，Re為地球半徑，b為總視角的一半，a為視角，q星下點與視點的地心角。............................................................................99
圖2-13：視點(R)在地球表面上的位置，O為地心，P為衛星位置， 為衛星到視點間的單位向量。.....................................................100
圖2-14：Frerier and Aderson(1997)在河口處實測水面反射率與波長的關係，(a)為相對較乾淨水體(SSC=20~30mg/l)，(b)為相對較混濁水體(SSC = 80~100 mg/l)，(c)為乾淨水體和混濁水體間最大對比頻譜區。.........................................................................................100
圖2-15：Chen等(1992)在實驗室測量，不同的水中懸浮物質濃度的水面反射率與頻譜的關係。.........................................................101
圖2-16：中緯度夏季，日平均風速和瞬間風速均為4.1m/sec，不同氣團特性值的670與865nm波段總輻射量差值和670nm波段的海面反照率的關係，(a)865nm波段反照率為0.02，(b) 865nm波段反照率為0.04。..………….......................................................101
圖2-17: 在OCI 443nm波段，從不同的太陽及衛星天頂角迴歸到天頂角均為0°總輻射量之迴歸方程的結果(在relative azimuth angle=0°, surface albedo(443)=0.0, air mass character=1)，其中(a)為不同天頂角與天頂角均為0°的總輻射量差值，(b)同(a)但為經迴歸式計算的結果，(c)為計算結果的誤差量。.......102
圖2-18: 同圖2-17，但相對方位角(relative azimuth angle)為90°。…. 103
圖2-19: 同圖2-17，但相對方位角(relative azimuth angle)為180°。… 104
圖2-20: 在晴空海域SeaWiFS的總輻射量值與由迴歸方程所得總輻射量的比較。資料時間： 6/8/1999 (159) 09:10z
試區位置：以(19.5°S, 40°E)為中心，2°x 2°範圍。 105
圖2-21: 在晴空海域SeaWiFS的總輻射量值與由迴歸方程所得總輻射量的比較。資料時間： 10/19/1999(292) 01:51z
試區位置：以(30°N, 160°E)為中心，2°x 2°範圍。 106
圖2-22: 在晴空海域SeaWiFS的總輻射量值與由迴歸方程所得總輻射量的比較。資料時間： 1/10/2000 (010) 02:27z
試區位置：以(35°S, 133°E)為中心，2°x 2°範圍。 107
圖2-23: 在晴空海域SeaWiFS的總輻射量值與由迴歸方程所得總輻射量的比較。資料時間： 3/26/2000 (086) 13:30z
試區位置：以(25°S, 32°E)為中心，2°x 2°範圍。 108
圖2-24: 在晴空海域SeaWiFS的總輻射量值與由迴歸方程所得總輻射量的比較。資料時間： 5/3/2000 (124) 08:36z
試區位置：以(27°S, 41°E)為中心，2°x 2°範圍。 109
圖2-25: 經角度校正後之OCI與SeaWiFS在晴空海域的總輻射量值比較。資料時間：OCI：6/8/1999 (159) 09:09z，
SeaWiFS：6/8/1999 (159) 09:10z
試區位置：以(19.5°S, 40°E)為中心，2°x 2°範圍。 110
圖2-26: 經角度校正後之OCI與SeaWiFS在晴空海域的總輻射量值比較。資料時間：OCI：10/19/1999 (292) 01:58z，
SeaWiFS：10/19/1999 (292) 01:51z
試區位置：以(30°N, 160°E)為中心，2°x 2°範圍。 111
圖2-27: 經角度校正後之OCI與SeaWiFS在晴空海域的總輻射量值比較。資料時間：OCI：1/10/2000 (010) 02:42z，
SeaWiFS：1/10/2000 (010) 02:27z
試區位置：以(35°S, 133°E)為中心，2°x 2°範圍。 112
圖2-28: 經角度校正後之OCI與SeaWiFS在晴空海域的總輻射量值比較。資料時間：OCI：3/26/2000 (086) 13:32z，
SeaWiFS：3/26/2000 (086) 13:30z
試區位置：以(25°S, 32°E)為中心，2°x 2°範圍。 113
圖2-29: 經角度校正後之OCI與SeaWiFS在晴空海域的總輻射量值比較。資料時間：OCI：5/3/2000 (124) 08:37z，
SeaWiFS：5/3/2000 (124) 08:36z
試區位置：以(27°S, 41°E)為中心，2°x 2°範圍。 114
圖2-30: 在晴空海域上，各組資料經角度校正後之OCI與SeaWiFS的總輻射量間的相關係數。(1: 1999/6/8馬達加斯加島，2: 1999/10/19北太平洋，3: 2000/1/10大澳洲灣，4: 2000/3/26南大西洋，5: 2000/5/3馬達加斯加島)。…………………………………………………………115
圖2-31: Aeronet(AErosol RObotic NETwork) 氣溶膠測站位置分布圖(取自：http://aeronet.gsfc.nasa.gov)。 116
圖4-1：衛星觀測輻射量的示意圖。.....................................................116
圖4-2：OCI大氣校正流程圖。..............................................................117
圖4-3：Rayleigh(實線)與氣溶膠(虛線)散射輻射量與觀測天頂角、太陽天頂角及相對方位角的關係。.......................................118
圖4-4：在不同的觀測時間，大氣壓力為1013.6mb條件下，Rayleigh散射輻射量與觀測角的關係。觀測日期為第182日，衛星星下點位置：(21.77°N, 119.50°E)，單位：mW/cm2/mm/sr。…..119
圖4-5：海上氣溶膠相位函數與散射角間的關係。...........................120
圖4-6：在不同的觀測時間，OCI各波段的氣溶膠散射輻射量與觀測角的關係。觀測日期為第182日，氣團特性值為3，衛星星下點位置：(21.77°N, 119.50°E) ，單位：mW/cm2/mm/sr。….121
圖4-7：在不同的觀測時間，OCI各波段的太陽反輝輻射量與觀測角的關係。觀測日期為第182日，衛星星下點位置：(21.77°N, 119.50°E) ，單位：mW/cm2/mm/sr。....................................122
圖4-8：OCI 443nm太陽反輝量分布圖，假設衛星在12:00昇交軌道，風速為3 m/sec (a)為春分(第79天) (b)為夏至(第172天)。單位：mW/cm2/mm/sr。.............................................……….123
圖4-9：OCI 443nm太陽反輝量分布圖，假設衛星在12:00昇交軌道，風速為3 m/sec (a)為秋分(第266天) (b)為冬至(第356天)。 單位：mW/cm2/mm/sr。...............................................……...124
圖4-10：OCI 443nm波段總輻射量與太陽反輝量的比較，(a) 從圖4-8(a)中，在春分日不同的當地時間輻射量的值。(b)為春分日當地時間為12:00，各像元的輻射量變化。(c)同(a)但為圖4-8(b)，夏至日的結果。(d)同(b)但為夏至日。.…125
圖4-11：同圖4-10，(a) 從圖4-9(a)中，在秋分日不同的當地時間輻射量的值。(b)為秋分日當地時間為12:00，各像元的輻射量變化。(c)同(a)但為圖4-9(b)，冬至日的結果。(d)同(b)但為冬至日。..........................................................................126
圖4-12：OCI 443nm太陽反輝量分布圖，假設風速為3 m/sec (a)為夏至衛星在9:00昇交軌道 (b)為夏至衛星在15:00昇交軌道。單位：mW/cm2/mm/sr。.................................................127
圖4-13：OCI 443nm波段總輻射量與太陽反輝量的比較，(a) 從圖4-12(a)中，在夏至日不同的當地時間輻射量的值。(b)為夏至日當地時間為12:00，各像元的輻射量變化。(c)同(a)但為圖4-12(b)的結果。(d)同(b)但為圖4-12(b)的結果。...128
圖4-14：OCI 443nm離水面輻射量分布圖，假設衛星在12:00昇交軌道，葉綠素濃度為0.3mg/m3 (a)為春分(第79天) (b)為夏至(第172天)。單位：mW/cm2/mm/sr。..................................129
圖4-15：OCI 443nm離水面輻射量分布圖，假設衛星在12:00昇交軌道，葉綠素濃度為0.3mg/m3 (c)為秋分(第266天) (d)為冬至(第356天)。單位：mW/cm2/mm/sr。..............................130
圖4-16：OCI 443nm離水面輻射量分布圖，假設葉綠素濃度為0.3mg/m3 (a)為夏至衛星在9:00昇交軌道 (b)為夏至衛星在15:00昇交軌道。單位：mW/cm2/mm/sr。.........................................131
圖4-17：一月份大氣壓力全球分布圖(1946-1993 COADS氣候資料平均值)。...................................................................................132
圖4-18：一月份海表面風速全球分布圖(1946-1993 COADS氣候資料平均值)。.................................................................................132
圖4-19：一月份可降水量全球分布圖(1946-1993 COADS氣候資料平均值)。.....................................................................................133
圖4-20：一月份相對溼度全球分布圖(1946-1993 COADS氣候資料平均值)。.....................................................................................133
圖4-21：一月份臭氧含量全球分布圖(1989-1991 COADS氣候資料平均值)。.....................................................................................134
圖4-22：OCITRAN1大氣校正流程圖。...............................................135
圖4-23：海洋上氣溶膠粒徑分布(取自Gathman,1983)。...............136
圖4-24：在不同的865nm波段反照率下，670nm波段的反照率與NDVI的關係。……………………………………………..137
圖4-25：在不同的865nm波段反照率下，670nm波段的反照率與670和865nm波段之反射率比值的關係。…………………….138
圖4-26：氣團特性值的決定流程。....................................................139
圖5-1: OCI資料所採用之辨識晴空海域的參數值分布圖。L555、L670及L865分別表示OCI 555nm、670nm及865nm波段之反射率， Q5為865nm與555nm波段之反射率比值，Q6為865nm與670nm波段之反射率比值，albedo為865nm波段之反照率。資料時間：3/26/1999 (085) 02:05z，地點：臺灣附近海域。 140
圖5-2: OCI資料所採用之辨識晴空海域的參數值之統計直方圖。由上而下分別為OCI 555nm、670nm和865nm波段之反射率、865nm與555nm波段之反射率比(Q5)、865nm與670nm波段之反射率比(Q6)與865nm波段之反照率。資料時間：3/26/1999 (085) 02:05z，地點：臺灣附近海域。 141
圖5-3: 3/26/1999 (085) 02:05z個案中，555nm與670nm波段的反射率及Q5和Q6對865nm波段的反照率的散佈圖。 142
圖5-4: OCI( 3/26/1999 02:05z)資料經不同反射率參數辨識晴空海域之測試結果，參數值比閾值小者判定為晴空海域並以深藍色表示，參數值比閾值大者判定為雲或陸地則以灰色表示。其中L5th1、L6th1與L8th1分別為取OCI 555nm、670nm及865nm波段之反射率閾值為0068、0.048及0.036的辨識結果，而Q5th1、Q5th2與Q5th3分別為設定OCI 865nm與555nm波段之反射率比值的閾值為0.36、0.4與0.46的辨識結果。………...........................................................................143
圖5-5: OCI( 3/26/1999 02:05z)資料經反射率比值參數辨識晴空海域之測試結果，參數值比閾值小者判定為晴空海域並以深藍色表示，參數值比閾值大者判定為雲或陸地則以灰色表示。其中Q6th1、Q6th2與Q6th3分別為OCI 865nm與670nm波段之反射率比值閾值為0.63、0.69與0.75，A1、A2與A3分別為設定OCI 865nm波段之反照率值的閾值為1.04、1.4與1.65。 144
圖5-6: OCI( 3/26/1999 02:05z)資料經反射率比及反照率參數併用辨識晴空海域之測試結果。其中Q62A1、Q62A2、Q62A3 及Q6A1、Q6A2與Q6A3分別為OCI 865nm與670nm波段之反射率比值閾值設為0.69及0.75與不同反照率閾值所得結果之比較，深藍色表示兩種辨識參數均判定為晴空海域，灰色表示兩種辨識參數均判定為雲或陸地，草綠色表示前者判定為雲或陸地，而後者判定為晴空海域，紅色表前者判定為晴空海域，而後者判定為雲或陸地。 145
圖5-7: 同圖5-6，但資料時間為2/22/2000 (053) 01:31z。 146
圖5-8: 同圖5-6，但資料時間為7/25/2000 (207) 01:47z。 147
圖6-1：1998年8月22日04:12z SeaWiFS 555nm波段的總輻射量影像。...........................................................................................148
圖6-2：1999年3月27日04:13z SeaWiFS 555nm波段的總輻射量。...........................................................................................148
圖6-3：以OCITRAN1大氣校正後SeaWiFS 555nm波段的離水面輻射量，資料時間1998年8月22日。單位：mW/cm2/mm/sr。..149
圖6-4：同圖6-3但資料時間1999年3月27日。.........................149
圖6-5：OCITRAN1與SeaDAS反演的離水面輻射量比較 (a)在1998年8月22日，490nm波段的結果，(b)同(a)但為555nm波段，(c)在1999年3月26日，490nm波段的結果，(d)同(c)，但為555波波段的結果。單位：mW/cm2/mm/sr。..................150
圖6-6：OCITRAN1 模式與SeaDAS反演的葉綠素濃度比較 (a)1998年8月22日的結果，(b)1999年3月27日的結果。單位：mg/m3。.....................................................................................150
圖6-7：經OCITRAN大氣校正後SeaWiFS 555nm波段的離水面輻射量，資料時間1998年8月22日。單位：mW/cm2/mm/sr。......151
圖6-8：同圖6-7但資料時間為1999年3月27日。.....................151
圖6-9：OCITRAN與SeaDAS反演的離水面輻射量比較 (a)在1998年8月22日，490nm波段的結果，(b)同(a)但為555nm波段，(c)在1999年3月27日，490nm波段的結果，(d)同(c)，但為555波波段的結果。單位：mW/cm2/um/sr。..................152
圖6-10：OCITRAN與SeaDAS反演的葉綠素濃度比較 (a)1998年8月22日的結果，(b)1999年3月27日的結果。單位：mg/m3。...152
圖6-11：以OCITRAN大氣校正後SeaWiFS 555nm波段的離水面輻射量，資料時間1999年3月25日04:23z。單位：mW/cm2/mm/sr。......................................................................153
圖6-12：同圖6-11但資料時間1999年4月16日04:14z。.........153
圖6-13：OCITRAN與SeaDAS反演的離水面輻射量比較 (a)在1999年3月25日，490nm波段的結果，(b)同(a)但為555nm波段，(c)在1999年4月16日，490nm波段的結果，(d)同(c)，但為555波波段的結果。單位：mW/cm2/um/sr。...................154
圖6-14：OCITRAN與SeaDAS反演的葉綠素濃度比較 (a)1999年3月25日的結果，(b)1999年4月16日的結果。單位：mg/m3。..154
圖6-15：OCITRAN與SeaDAS反演的氣溶膠光學厚度比較 (a)1999年3月25日的結果，(b)1999年4月16日的結果。.........155
圖6-16：1997年11月24日 04:27z SeaWiFS 865nm波段GAC格式的總輻射量。單位：mW/cm2/mm/sr。.......................................155
圖6-17：CITRAN推算1997年11月24日 04:27z SeaWiFS 443nm之離水面輻射量分布圖。單位：mW/cm2/mm/sr。..................156
圖6-18：同圖6-17，但為490nm波段。...........................................156
圖6-19：同圖6-17，但為510nm波段。...........................................156
圖6-20：同圖6-17，但為555nm波段。..........................................157
圖6-21：OCITRAN所推算1997年11月24日04:27z SeaWiFS資料之總色素濃度分布圖。單位：mg/m3。...................................157
圖6-22: 非洲南部馬達加斯加島附近海域總輻射量分布圖(單位：mW/cm2/μm/sr )，(a)為OCI 865nm波段之資料，時間：1999年6月8日 09:09z，SeaWiFS 865nm波段之資料，時間：1999年6月8日09:10z。 157
圖6-23: 經大氣校正模式所推算出之OCI各波段之離水面輻射量分布圖(單位：mW/cm2/μm/sr )，資料時間：1999年6月8日09:09z，地點：非洲南部馬達加斯加島附近海域，(a)為443nm波段，(b)為490nm波段，(c)為510nm波段，(d)555nm波段。. 158
圖6-24: OCI及SeaWiFS資料分別經OCITRAN及SeaDAS大氣校正模式所推算出之離水面輻射量(單位：mW/cm2/μm/sr )之比較，OCI資料時間為1999年6月8日 09:09z，SeaWiFS資料時間為1999年6月8日09:10z，地點：非洲南部馬達加斯加島附近海域。. 159
圖6-25: OCI及SeaWiFS資料分別經OCITRAN及SeaDAS大氣校正模式所推算出之離水面輻射量(單位：mW/cm2/µm/sr )之比較，OCI資料時間為2000年1月10日 02:42z，SeaWiFS資料時間為2000年1月10日02:27z，地點：大澳洲灣附近海域。………………………………………………………….160
圖6-26: OCI及SeaWiFS資料分別經OCITRAN及SeaDAS大氣校正模式所推算出之葉綠素濃度含量(單位：mg/m3 )之比較，資料時間為(a) OCI：1999/6/8 0909Z，SeaWiFS：1999/6/8 09:10z，地點：非洲南部馬達加斯加島附近海域，(b)OCI：2000/1/10 02:42z，SeaWiFS：2000/1/10 02:27z。 160
圖6-27：由1999年3月19日 04:55z 海洋水色照相儀(OCI)資料所估算之離水面輻射量，(a)為443nm波段，(b)為490nm波段的結果。單位：mW/cm2/mm/sr。..............................................161
圖6-28：同圖 6-27，但(a)為510nm波段，(b)為555nm波段。..161
圖6-29：由1999年3月19日 04:55z海洋水色照相儀(OCI)資料所估算之總色素濃度。單位：mg/m3。......................................162
圖6-30：由1999年3月26日 02:05z 海洋水色照相儀(OCI)資料所估算之離水面輻射量，(a)為443nm波段，(b)為490nm波段的結果。單位：mw/cm2/mm/sr。..............................................163
圖6-31：同圖 6-30，但(a)為510nm波段，(b)為555nm波段。..163
圖6-32：由1999年3月26日 02:05z海洋水色照相儀(OCI)資料所估算之總色素濃度。單位：mg/m3。.......................................164
圖6-33: OCI資料所推算出的氣溶膠光學厚度與Aeronet資料之比較。 165
圖6-34：OCITRAN推算1997年11月24日04:27z SeaWiFS 443nm之氣溶膠光學厚度分布圖。...................................................166
圖6-35：同圖6-34，但為SeaWiFS 490nm波段。..........................166
圖6-36：同圖6-34，但為SeaWiFS 510nm波段。.........................166
圖6-37：同圖6-34，但為SeaWiFS 555nm波段。..........................167
圖6-38：同圖6-34，但為SeaWiFS 670nm波段。...........................167
圖6-39：同圖6-34，但為SeaWiFS 865nm波段。.........................167
圖6-40：OCITRAN推算1998年1月13日03:55z SeaWiFS之氣溶膠光學厚度分布圖，(a)443nm，(b)490 nm，(c)510 nm，(d)555 nm，(e)670 nm，(f)865 nm。.....................................................168
圖6-41：由海洋水色照相儀(OCI)資料所估算之氣溶膠光學厚度，資料時間：1999年3月19日 04:55z，(a) 443nm，(b)490 nm，(c)510 nm，(d)555 nm，(e)670 nm，(f)865 nm波段。...169
圖6-42：由海洋水色照相儀(OCI)資料所估算之氣溶膠光學厚度，資料時間：1999年3月26日 02:05z，(a) 443nm，(b)490 nm，(c)510 nm，(d)555 nm，(e)670 nm，(f)865 nm波段。...170
圖6-43：由海洋水色照相儀(OCI)資料所估算之865nm波段的氣溶膠光學厚度，資料時間：1999年5月27日 02:12z。............171
圖6-44: OCI 資料所反演出的865nm波段平均氣溶膠光學厚度(AOD)值與時間的關係圖，資料範圍為中心點(23°N, 119°E)的1°x1°區域。 171
圖6-45: 2000年4月10日中國大陸新華社報導(擷取自 http://www.enviroinfo.org.cn)。 172
圖6-46: OCI 資料所反演出的865nm波段平均氣溶膠光學厚度(AOD)值與時間的關係圖，資料範圍為中心點(33.8°N, 126°E)的1°x1°區域。 172
圖6-47: OCI資料所反演出的865nm波段氣溶膠光學厚度分布圖，資料時間為2001年1月29日07:26z。 173
圖6-48: OCI資料所反演出的865nm波段氣溶膠光學厚度分布圖，資料時間為2001年2月14日01:22z。 173
圖6-49: 2001年2月1日中國大陸新華社報導(擷取自 http://www.enviroinfo.org.cn)。 174
圖6-50: OCI 資料所反演出的865nm波段平均氣溶膠光學厚度(AOD)值與時間的關係圖，資料範圍為中心點(35.5°N, 122°E)的1°x1°區域。 174
圖6-51：OCI 443nm(B)、555nm(G)及670nm(R)三個波段的的總輻射量去除Rayleigh散射後之假色合成影像，資料時間分別為 (a) 2001/01/29 07:26z (沙塵暴發生之前)，(b) 2001/02/02 06:49z(發生沙塵暴後)。....................………………………....175
圖6-52：沿緯度37°N線之OCI 555nm波段的總輻射去除Rayleigh散射後之輻射量變化，其中o表示資料時間是1/29/2001，而+代表2/2/2001所接收的資料。其中深色區域代表位於海洋上，而較淺色表示陸地區域。.................................................175參考文獻 參考文獻
曾忠一, 1988a:大氣衛星遙測學，渤海堂文化事業公司，臺灣臺北，630頁。
曾忠一, 1988b:大氣輻射，大學科學叢書，聯經出版事業公司，360頁。
陳萬金，1994:AVHRR資料在TOVS反演大氣垂直溫濕剖面之應用，國立中央大學大氣物理所博士論文，147頁。
郭俊佑，1993：應用用達日射能量估算遙測資料大氣校正參數，國立中央大學太空科學研究所碩士論文。
黃河清,1992:應用直達日射計改進衛遙測波段透射率計算模式，國立中央大學太空科學研究所，96頁。
劉振榮，1995：應用地面輻射觀測資料推求資源衛星遙測頻道大氣糾正模式之參數值(1/2)，農委會83年研究計畫期末報告。
劉建慧，陳哲俊， 1993: 大氣輻射校正應用於SPOT衛星影像回復，第十二屆測量學術及應用研討會論文集，409-426。
Aiken, J., G.F. Moore, C.C. Trees, S.B.Hooker, and D.K. Clark, 1995:The SeaWiFS CZCS-type pigment algorithm, NASA Tech. Memo. 10456, 29, 34pp.
Angstrom, A. 1964: The parameters of atmospheric turbidity, Tellus, 16, 64.
Bird, R. E. and C. Riordan, 1986: Simple solar spectral model for direct and diffuse irradiance on horizontal and tilted planes at the earth’s surface for cloudless atmospheres, J. Climate and Applied Meteorology, 25, 87-97.
Buglia, J. J.,1986:Introduction to the Theory of Atmospheric Radiative Transfer, Chapter 5, NASA reference publication 1156, 59-103.
Chavez,P.S.J., 1989: Radiometric calibration of Landsat thematic mapper multispectral images, Photogramm. Eng. And Remote Sens., 55(9), 1285-1294.
Chen, Z, P. J. Curran, and J.D. Hansom, 1992: Derivative reflectance spectroscopy to estimate suspended sediment concentration, Remote Sens. Environ., 40, 67-77.
Cox, C. and W. Munk, 1954a: Measurement of the roughness of the sea surface from photographs of the sun’s glitter, Journal of Optical Society American, 44, 838-850.
Cox, C. and W. Munk, 1954b: Statistics of the sea surface derived from sun glitter,Journal of Marine Research, 13,198-277.
Deschamps, PY, M. Herman, and D. Tanre, 1983:Modeling of the atmospheric effects and its application to the remote sensing of ocean color, Appl. Opt., 22( 23), 3751-3758.
Eckstein B.A. and J.J. Simpson, 1991a: Aerosol and Rayleigh radiance contributions to coastal zone color scanner images, Int. J. Remote Sensing, 12(1), 135-168.
Eckstein, B.A., and J.J. Simpson, 1991b: Cloud screening Coastal Zone Color Scanner images using channel 5. Int. J. Remote Sens., 12, 2359-2377.
Evans, R. H. and H. R. Gordon, 1994: Coastal zone color scanner “system calibration”: A retrospective examination, J. Geophys. Res. 99, 7293-7307.
Feldman, G., N. Kuring, C. Ng, W. Esaias, C. McClain, J. Elrod, N. Maynard, D. Endres, R. Evans, J. Brown, S. Walsh, M. Carle, and G. Podesta, 1989: Ocean color: Availability of the global data set. EOS, Trans. AGU, 70,634.
Ferrier, G. and J.M. Anderson 1997: The application of remotely sensed data in the study of frontal system in the Tay Estuary, Scotland, U.K., Int. J. Remote Sensing, 9, 2035-2065.
Gathman, S.G. 1983: Optical properties of the marine aerosol as predicted by the Navy model, Optical Engineering, 22, 57-62.
Gordon, H. R., 1993: Radiative transfer in the atmosphere for correction of ocean color remote sensors, Ocean Colour, Barale and Schilittenhardt (Eds.), Academic Press, 33-78.
Gordon H. R. and D. J. Castano, 1987: Coastal zone color scanner atmospheric correction algorithm: multiple scatering effects, Appl. Opt., 26(11), 2111-2122.
Gordon, H. R. and D. K. Clark, 1981: Clear water radiances for atmospheric correction of Coastal Zone Color Scanner imagery, Appl. Opt., 20(24), 4175-4180.
Gordon, H.R., D. K. Clark, J. W. Brown, O. B. Brown, R. H. Evans, and W. W. Broenkow, 1983:Phytoplankton pigment concentrations in the Middle Atlantic Bight: comparison of ship determinations and CZCS estimates, Appl. Opt., 22(1),20-36.
Gordon, H. R., J. W. Brown, and R. H. Evans, 1988: Exact Rayleigh scattering calculations for use with the Nimbus-7 coastal zone color scanner, Appl. Opt., 27(5), 862-871.
Gordon, H. R. and M. Wang , 1992 : Surface-roughness considerations for atmospheric correction of ocean color sensors. I: The Rayleigh scattering component, Appl. Opt., 31(21), 4247-4260.
Gordon, H. R. and M. Wang, 1994:Retrieval of water-leaving radiance and aerosol optical thickness over the oceans with SeaWiFS: a preliminary algorithm, Appl. Opt., 33(3), 443-452.
Gordon, H.R., R.W. Austin, D.K. Clark, W.A. Hovis,and C.S. Yentsch, 1985: Ocean color measurements, Satellite Oceanic Remote Sensing, Edited by B. Saltzman, Academic Press, 297-333.
Gregg, W. W., F. C. Chen, A. L. Mezaache, J. D. Chen, and J.A. Whiting, 1993: The simulated SeaWiFS data set, version 1, NASA Tech. Memo. 104566, (9),S.B. Hooker and E.R. Firestone, Eds., NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, 17pp.
Gregg, W. W. and K. L. Carder,1990: A simple spectral solar irradiance model for cloudless maritime atmospheres, Limnology and Oceanography, 35(8), 1657-1675.
Iqbal, M., 1983:An introduction to solar radiation , Academic Press, Toronto, 390pp.
Kaufman, Y.J. and C. Sendra, 1988: Algorithm for automatic atmospheric corrections to visible and near-IR satellite imagery, International Journal of Remote Sensing, 9, 1357-1381.
Kaufman, Y.J. 1989: The atmospheric effect on remote sensing and its corrections, In Theory and Applications of Optical Remote Sensing, G. Asrar(Eds.), John Wiley & Sons, New York, 336-428.
Kawamura, H. and The OCTS Team, 1998: OCTS Mission overview, Journal of Oceanography, 54, 383-399.
Kneizys, F. X., E.P. Shettle, L.W. Abreu, G.P. Anderson, J.H. Chetwynd, W.O. Gallery, J.E.A. Selby, and S.A. Clough, 1988：User Guide to LOWTRAN 7 , AFGL-TR 880177 Environmental Research Papers, No. 1010.
Lacis, A.A, and J.E. Hansen, 1974: A parameterization for the absorption of solar radiantion in the earth’’s atmosphere, J. Atmos. Sci. 31, 118-133.
Lee, L. S., 1999:Function and performance of ocean color imager, Proceedings of the ROCSAT-1 Science Results Colloquium, Taipei, Taiwan, 165-182.
Liou,K.N., 1981: An introduction to atmospheric Radiation , Acdemic Press ,New York, 392pp.
Liu, C.H., A.J. Chen, and G.R. Liu, 1996: An image-based retrieval algorithm of aerosol characteristics and surface reflectance from satellite image, Int. J. Remote Sensing, 17(17), 3477-3500.
McClain, C. R. and E. N. Yeh, 1994: Sun Glint Flag Sensitivity Study, NASA Tech. Memo. 104566(13), S.B. Hooker and e.R. Firestone Eds., NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, 51pp.
McClain, C.R., R.H. Evans, J.W. Brown, and M. Darzi, 1995: SeaWiFS quality control masks and flags: initial algorithms and implementation strategy, NASA Tech. Meno. 104566(28), C.R. McClain, K. Arrigo, W. Esaias, M. Darzi, F. Patt, R. Evans, J. Brown, C. Brown, R. Barnes, and L. Kumar, Eds., NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, 3-7.
Moran, M.S., R.D. Jackson, P.N. Slater, and P.M. Teillet, 1992: Evaluation of simplified procedures for retrieval of land surface reflectance factors from satellite sensor output, Remote Sensing Environment, 41, 169-184.
Morel, A. and L. Prieur, 1977: Analysis of variations in ocean color, Limono. Oceanogr., 22, 709-722.
O’Reilly, J.E., S. Maritorena, B. G. Mitchell, D.A. Siegel, K.L., Carder, S.A. Garver, M. Kahru, and C. McClain, 1998: Ocean color chlorophyll algorithms for SeaWiFS, J. Geophys. Res., 103, 24937-24953.
Putsay,M., 1992: A simple atmospheric correction method for the short wave satellite images, Int. J. Remote Sensing., 13, 1549-1558.
Rao, C.R.N., E.P. McClain, and C.C. Stowe, 1989: Remote sensing of aerosol over the oceans using AVHRR data theory, practice and applications, Int. J. Remote Sens., 10, 743-749.
Richter,R., 1990: A fast atmospheric correction algorithm applied to Landsat TM images, Int. J. Remote Sensing, 11, 159-166.
Robinson B.F. and L.L. Biehl, 1979: Calibration procedure for measurement of reflectance factor in remote sensing field research, SPIE Measurements of Optical Radiations, 196, 16-26.
Saunder, R.W. and K.T. Krievel, 1988: An improved method for detecting clear sky and cloudy radiances from AVHRR data, Int. J. Remote Sensing, 9, 123-150.
Shannon, L. V., P. Schlittenhardt, and S. A. Mostert, 1984: The NUMBUS 7 CZCS experiment in the Benguela Current Region off Southern Africa, February 1980 2. Interpretation of Imagery and Oceanographyic Implications, J. Geophys. Res., 89, 4968-4976.
Sturm, B., 1981: Ocean colour remote sensing and quantitative retrieval of surface chlorophyll in coastal waters using Nimbus CZCS data, Oceanography from Space, Edited by J.F.R. Gower, New York, 267-279.
Sturm, B., V. Barale, D. Larkin, J. H. Andersen, and M. Turner, 1999: OCEANcode: the complete set of algorithms and models for the level_2 processing of European CZCS historical data, Int. J. Remote Sensing, 20(7), 1219-1248.
Tsonis, A.A., and G.A. Isaac, 1985:On a new approach for instantaneous rain area delineation in the midlatitudes using GOES data, J. Clim. Appl. Meteorol, 24, 1208-1218.
Wu, A. M., A. Hsiau, C. Liu, T. Chang, H. M. Chang, and G. S. Chang, 1999: Applications of orbit and attitude data to science data processing, Proceedings of the ROCSAT-1 Science Results Colloquium, Taipei, Taiwan, 29-34.
Yang, B. T., 1995: The first ocean remote sensing payload of the ROC: an introduction, in COSPAR Colloquium, Space Remote Sensing of Subtropical Oceans, Taipei, Taiwan, 13A2-1-13A2-9.指導教授 劉振榮(Gin-Rong Liu) 審核日期 2002-7-17 推文 plurk
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