海洋典型目标红外偏振方向特性表征方法研究

As a new remote sensing technology, Infrared polarization has emerged in the field of oceanic remote sensing. The physicochemical characteristics of typical oceanic targets can be inverted effectively by infrared polarization remote sensing, which provide new technical means for oceanic resources investigation and oceanic monitoring. The infrared polarization direction characteristics of the target has been found during the research, and this characteristics of the serious influence caused by the directional goal intrinsic characteristics inversion accuracy. At present, the primary research at home and abroad on this problem focus on experimental research without presenting systematic theory and model of this problem..Therefore, this project proposes the characterization method of typical oceanic targets infrared polarization direction characteristics, and research two kinds of typical oceanic targets’ infrared polarization direction models. Firstly, the platform with ocean targets infrared polarization characteristics measuring of inside and outside will be constructed, and high precision infrared polarization direction distribution information of natural target (island, reef) will be measured, and the semi-empirical infrared polarization direction model will be built. Secondly, the relationship between different observation condition and the infrared polarization characteristics of metal coating target (ships) with different surface properties will be researched, and the infrared polarization direction characteristics model of metal coating target with the geometrical optics theory will be explored. Finally, through the organic combination of the above two kinds models, two kinds of typical oceanic targets infrared polarization direction characteristics will be characterized. This method can find a new way to achieve high-precision oceanic typical characteristics inversion.

红外偏振遥感作为一种新兴遥感技术已在海洋遥感领域崭露头角。利用红外偏振遥感可有效反演海洋典型目标的理化特性，为海洋监测、海洋资源调查提供新的技术手段。在研究过程中发现目标红外偏振特性存在不可忽略的方向性，由方向性带来的红外偏振特性差异严重影响目标本征特性反演精度。目前国内外针对该问题主要进行实验研究，尚未提出系统的理论与模型。.为此，本课题提出海洋典型目标红外偏振方向特性表征方法，研究两类典型海洋目标红外偏振方向模型。通过搭建室内外海洋目标红外偏振特性测量平台，获取自然目标（岛、礁）的高精度红外偏振方向分布信息，构建其红外偏振方向半经验模型；研究不同表面属性的金属涂层目标（舰船）红外偏振特性与观测条件之间的关系，结合几何光学理论探索金属涂层目标红外偏振方向模型；通过上述两类模型的有机结合，将两类海洋典型目标的红外偏振方向特性完整地表征出来，为实现高精度海洋典型目标特性反演探索一条新的途径。

红外偏振遥感是一种新兴的海洋遥感技术。利用红外偏振遥感可有效反演海洋典型目标的理化特性，为海洋监测、海洋资源调查提供新的技术手段。在研究过程中发现目标红外偏振特性存在不可忽略的方向性，由方向性带来的红外偏振特性差异严重影响目标本征特性反演精度。目前国内外针对该问题主要进行实验研究，尚未提出系统的理论与模型。为此，本课题提出海洋典型目标红外偏振方向特性表征方法，研究两类典型海洋目标红外偏振方向模型，将两类海洋典型目标的红外偏振方向特性完整地表征出来，为实现高精度海洋典型目标特性反演探索一条新的途径。课题主要研究内容有三项。.（1）研究了海洋典型目标红外偏振方向特性高精度测量方法，通过内外场模拟环境试验，测量多种典型天候海洋典型目标半球空间的红外偏振参量，为海洋典型目标红外偏振方向表征方法研究以及模型验证提供可靠的数据源。主要开展了试验设备改造、试验环境构建、试验方法设计等具体研究工作。.（2）研究了典型自然地物目标与金属涂层目标的偏振方向特性模型。开展了红外波段目标偏振光谱特性测量与分析研究，在此基础上相继研究了基于面型统计表征的偏振双向分布反射函数模型和基于半经验模型的红外偏振双向分布辐射模型，最后在实测数据的基础上评估了模型的精度。.（3）开展了内外场海洋典型目标模拟偏振成像试验。室内模拟仿真环境偏振成像实验是在室内模拟水面环境条件下，获取太阳与偏振测量平台在不同相对方位角度、不同浪高条件下的目标偏振特性统计规律。测量模拟水面环境下缩比舰船目标的偏振反射辐射特性。室外实验将偏振测量平台装载至低空飞行平台，进行水域目标探测作业，获取水面背景和舰船目标的偏振特性数据，验证偏振探测对水面强耀斑的抑制能力、对水面大气衰减的抑制能力以及对水面舰船目标的特征增强能力。