1 浙江大学光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
2 浙江大学宁波科创中心，浙江 宁波 315100
星载环境探测激光雷达能够获取昼夜环境垂直剖面信息，已成为各国发展的重要遥感技术。经过近30年的发展，该技术获取了大量全球地表信息和大气海洋环境信息，为人类合理利用地球资源、应对全球生态环境和气候问题做出了巨大贡献。概述了星载环境探测激光雷达的发展历史，重点阐述了星载激光雷达模拟器、星地真实性检验和数据处理与应用等关键技术，探讨了星载环境探测激光雷达技术的未来发展方向。通过介绍星载环境探测激光雷达及其关键技术的背景知识，帮助科研人员理解星载环境探测激光雷达如何为地球系统探测提供关键数据，从而更好地保障数据精度及将数据应用于地球科学研究。
测量 星载激光雷达 大气科学 海洋科学 测绘 环境 气候 光学学报
2022, 42(17): 1701001
1 浙江大学 宁波研究院 光电科学与工程学院，浙江 杭州 310027
2 浙江大学 海洋学院，浙江 舟山 316021
3 浙江省计量科学研究院，浙江 杭州 310018
颗粒物后向散射系数(particulate backscattering coefficient, bbp)是海洋光学应用于海洋生态学和生物地球化学研究的核心参数。但目前常用的原位方法短时间内无法完成大范围的探测，被动水色遥感无法在缺乏光照以及有云的条件下工作，相比之下，主动遥感方式星载激光雷达可以突破以上限制，在海洋探测方面具有极大的优越性。2006年发射的CALIOP成为首个能够提供全球海洋bbp数据的星载激光雷达，特别是为极地观测和昼夜观测提供了重要数据。文中详细介绍了CALIOP系统原理及其三级主要数据产品，重点梳理了利用CALIOP 532 nm偏振通道退偏比反演bbp的方法以及后续的退卷积校正系统瞬态响应等改进措施，总结出了一套详细完整的反演流程，开发出对应算法并展示了bbp的反演结果，旨在为我国未来星载海洋激光雷达的数据处理及应用工作提供参考。
星载激光雷达 CALIOP 海洋颗粒物后向散射系数 反演算法 space-borne lidar CALIOP seawater particulate backscattering coefficient inversion method 红外与激光工程
2021, 50(6): 20211037
浙江大学 光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
采用半解析蒙特卡洛方法, 开发了一套星载海洋激光雷达回波信号的仿真系统。通过输入激光雷达系统参数和仿真的环境参数, 该系统能够模拟具有不同光学特性的大气和海洋的激光雷达回波信号。同时该仿真系统设计了用户友好的软件界面方便用户对输入参数进行操作, 并直观地看到输出结果。利用该系统进行了多种仿真, 例如不同类型水体以及不同散射相函数的情况, 并将仿真结果与理论的激光雷达信号做了对比, 具有较高的一致性。该系统对星载海洋激光雷达探测机理的研究有一定的指导意义。
半解析蒙特卡洛模型 星载海洋激光雷达 激光雷达回波信号 semianalytic Monte Carlo model spaceborne oceanic lidar lidar returns 红外与激光工程
2020, 49(2): 0203009
浙江大学 光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
海洋激光雷达是探测上层海水并构建海洋立体观测网络的重要遥感设备。文中将激光雷达实验数据与MC (Monte Carlo)仿真、解析模型、原位数据进行综合对比, 检验它们的匹配程度。与实验实测的激光雷达回波信号相比, MC仿真和解析模型均有很高的一致性(R■>0.97), 将原位漫射衰减系数(K■)近似代入普通激光雷达方程也有较好的一致性(R■>0.92)。反演得到的激光雷达衰减系数(α)表现出了相似的结果, MC仿真和解析模型具有更佳的一致性。结果表明: 海洋激光雷达实验结果能与MC和解析模型的仿真结果很好地匹配。
海洋遥感 海洋激光雷达 MC仿真 解析模型 ocean remote sensing oceanic lidar Monte Carlo simulation analytical model 红外与激光工程
2020, 49(2): 0203007
