在180°使用单光子海洋光激光雷达来探测体积散射功能的传感配置文件
Optics express
|December 2, 2023
概括
一个新的海洋激光雷达系统使用单光子检测来测量浮游植物的光,从而能够准确地检索海洋中的叶绿素度 (Chl) 和吸收系数 (aph) 概况.
科学领域:
- 海洋光学 海洋光学
- 遥感技术是远程传感技术.
- 海洋生物地质化学海洋生物地质化学
背景情况:
- 精确测量浮游植物度和光学特性对于了解海洋生态系统至关重要.
- 评估植物浮游生物的传统方法通常需要取水样,限制空间和时间分辨率.
- 开发先进的遥感技术对于持续的海洋现场监测至关重要.
研究的目的:
- 提出和演示一种新的海洋光激光雷达技术用于遥感.
- 为了获取植物浮游生物吸收系数 (aph) 和叶绿素度 (Chl) 的概况.
- 为了提高检测灵敏度,并最大限度地减少激光雷达测量中的深度依赖变化.
主要方法:
- 采用单光子检测技术,提高对光反射散射的灵敏度.
- 利用拉曼反散信号进行正常化,最大限度地减少差异激光雷达衰减系数变化.
- 应用了一种扰动方法来逆转体积散射函数 (βf) 和 aph 和 Chl 检索的实证模型.
- 集成的半分析蒙特卡洛模拟来确定激光雷达衰减系数.
主要成果:
- 成功展示了一种新的海洋光激光雷达系统,能够测量βf.
- 在0.0110 mg/m3之间的Chl度下,实现了地下aph和Chl配置文件的检索,最大相对误差低于13%,Chl度为0.0110 mg/m3.
- 在南中国海的实地实验验证实了该系统的强度和可靠性.
结论:
- 开发的海洋单光子光激光雷达系统提供了一种可靠的方法,用于连续地表下面的分析.
- 反转算法有效地检索了浮游植物的光学特性 (aph 和 Chl).
- 这种技术为海洋浮游植物研究的遥感能力提供了重大进步.
