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摘要：為實(shí)現(xiàn)水面溢油目標(biāo)的偏振遙感,選擇合適的波段和觀測(cè)角度,需要油膜的光譜偏振特性數(shù)據(jù)作支撐。在實(shí)驗(yàn)室采用橢偏測(cè)量的方法,針對(duì)不同厚度機(jī)油油膜和純凈水作為背景樣本,測(cè)量了不同觀測(cè)角度下從紫外到近紅外波段(270~900nm)的鏡面反射光譜偏振參數(shù):輔助角ψ和相位差Δ,并對(duì)在相同條件下油和水的測(cè)量結(jié)果作對(duì)比。分析表明除布儒斯特角附近位置外,不同厚度的油膜與水的起偏特性在各觀測(cè)角都存在差異。通過(guò)在45°入射角所測(cè)的ψ和Δ,得到水/油樣本的光譜折射率和消光系數(shù),水折射率經(jīng)過(guò)偏移修正后,與Schiebener水折射率模型的標(biāo)準(zhǔn)差為3×10^-5。根據(jù)之前得到的油/水參數(shù),對(duì)油膜在水背景的物理現(xiàn)象作薄油膜理想介質(zhì)層建模,用菲涅耳定律仿真自然光的鏡面反射,發(fā)現(xiàn)在全觀測(cè)波段相同入射光條件下油膜的反射光存在明顯的偏振度(DOP)或偏振角(AOP)光譜偏振可觀測(cè)性。模型與實(shí)際測(cè)量結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn):在300~350nm仿真結(jié)果和實(shí)際測(cè)量相符,油膜的反射光偏振性質(zhì)趨近于油樣本;在350~550nm,油膜模型仿真結(jié)果比實(shí)驗(yàn)的干涉效應(yīng)更明顯,油膜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明其光譜起偏性質(zhì)依然與油保持一致;在大于550nm直到近紅外波段,實(shí)驗(yàn)干涉效應(yīng)開(kāi)始顯著。說(shuō)明油膜比油有更強(qiáng)的散射或吸收特性,辨識(shí)參數(shù)得到油膜的消光系數(shù)存在不同于油的隨波長(zhǎng)先變小后變大的性質(zhì)。總之,利用光譜橢偏測(cè)量方法,通過(guò)多波段、多角度測(cè)量,分析液體樣本的光譜偏振特性和折射率等性質(zhì);偏振觀測(cè)的恰當(dāng)角度與油/水的布儒斯特角有關(guān),在布魯斯特角之外的位置觀測(cè),油膜的光譜橢偏角相較水都存在分辨能力;對(duì)小于200μm的薄油膜近紅外波段可重復(fù)性較差,而紫外和可見(jiàn)藍(lán)紫波段相比之下有很好的可重復(fù)性和區(qū)分性,更適合于對(duì)甚薄油膜表面種類(lèi)的遙感觀測(cè)。該實(shí)驗(yàn)涉及的方法可以用于其他油種

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