编辑推荐（即内容提要）：

译者序

21世纪是海洋的世纪，也是世界航天活动蓬勃发展的新世纪。海洋和卫星技术是重要的发展领域和科技发展的前沿技术阵地。在全球海洋环境的观测中，卫星无疑扮演了重要的角色。利用卫星的观测来进行海洋研究已经成为一门新兴的科学。

近年来，卫星海洋观测在技术上取得了许多重要的新成果，在可见光、红外和微波遥感等探测方面都有新的进展，不断有新的卫星海洋观测计划实施，在全球对地观测卫星体系中占有重要地位。海洋遥感是海洋环境检测必不可少的手段，是海洋立体检测系统的重要组成部分。利用卫星对海洋的监测具有全天时、全天候的观测能力和范围大、高时效等特点，能够进行大面积、同步的海洋观测环境，可连续不断地提供全球海洋环境多频段、高时空分辨率的遥感资料，这已经成为探测海洋环境要素的主导手段。

本书是一本非常系统而全面地介绍海洋遥感理论和方法的专著。文中不仅提供了一些最新的理论研究成果，还详细介绍了全球范围内主要的海洋卫星观测计划，使读者在学习海洋遥感的同时，还能全面了解当前海洋卫星的发展动态。本书作者Seelye Martin是海洋遥感领域的知名专家，长期在NASA任职和在华盛顿大学任教，在被动微波遥感、可见光/红外和雷达遥感海冰方面具有丰富研究经验。本书介绍了海洋遥感领域主要卫星遥感器的观测原理、反演方法和应用实例以及发张趋势。全书体系完整、内容全面、理论与实际应用并举，可供海洋遥感领域的师生参考，也可供从事遥感科学和技术的工程技术人员参考。

完成本书翻译和审定的人员有：蒋兴伟、林明森、张有广、崔利民、袁新哲、贾永君、安文涛、马超飞、宋庆君、丁静、赵葳、石立坚、邹巨洪、解学通等。

由于译者水平有限，书中难免有错误和不当之处，恳请读者批评和指正。

译者 2015年4月

前言

自10年前第一版出版以来，海洋卫星的种类和应用持续发展。伴随着计算机资源以及地面接收和分发网络的扩展，已经极大地加深了人们对上层海洋特性和上层大气特征的理解。

10多年前，许多遥感卫星的体积都比较大，星上搭载的传感器也比较多，并且卫星仅由某个国家单独管理。目前，通过国际协议，各国可共享一系列小卫星星座的观测数据。这些小卫星的轨道互补，并且每个小卫星的功能都集中在对生物、风场和海面温度等单一海洋或大气要素的观测上。小卫星星座获取的海面温度等数据采用统一的格式储存和分发，同时，提供处理这些数据的软件工具。这些卫星星座和他们提供的数据为科研人员的研究提供了难得的机会。

关于遥感，电磁波谱的应用结合我们对海洋表面和大气性质的理解一直推动着卫星载荷的革新。卫星遥感同样可以实现地球重力场的观测，这改善了人们对于地球大地水准面、冰盖的消融和对大洋环流变化的理解。20世纪80年代的许多试验性的遥感载荷，现在已经成为海洋学业务化观测的主要手段。这些载荷包括：估计生物初级生产力的窄波段光学遥感器、满足气候变化精度要求的能够获取海面温度的红外遥感器、不受云影响的获取全球海面风场、海面温度和海面盐度的被动微波遥感器以及海面测高精度由于50px的雷达高度计。

遥感是涉及多个学科的技术，在本书中涵盖了电磁理论，大气和海水特性，物理海洋学和生物海洋学，海洋表面物理特性和卫星轨道理论的必要背景知识。书中从云和泡沫反射及发射特性到海浪的雷达散射特性以及浮游生物相关的光学特性等方面逐一作了介绍，并包括了许多具体实例。书中回顾了1975—2013年间卫星海洋学的发展并概述了未来的一些卫星规划。在本书的阅读中需要电磁理论和微分方程的一些基本知识。

全书分为5各部分，第1~3章介绍卫星系统、海洋表面性质和电磁理论。第4~7章讨论可见光和红外谱段遥感，包括大气特性、海洋/大气界面、可见光海洋水色反演和红外海面温度反演。第8章和第九章讨论被动微波遥感，包括天线、仪器、大气性质以及海面和大气变量反演。第10~13章讨论主动微波遥感，包括反演风速和风向、海面高度以及海面成像的多种雷达。最后，第14章讲述了用于重力场和海面盐度观测的多个卫星计划，以及用于海冰、极地冰盖观测的激光雷达和雷达高度计卫星。

我在1993—1994年开始本书第一版的写作，当时我是东京国家极地研究所的访问学者。修订版是我2011年从华盛顿大学退休后完成的。本书的撰写得益于我在美国国家航空航天局（NASA）的工作经历,这些工作经历包括：20世纪80—90年代服务于NASA的学术委员会；2006—2008年，在NASA总部作为冰冻圈项目的项目经理；2009—2012年，参与“机载冰桥计划”的多项工作。我要特别感谢的是对地观测系统计划（EOS）的负责人Dixon Buffer以及在NASA总部工作时Waleed Abdalati和Jack Kaye对我的支持。

在华盛顿大学，我本人即单独讲授遥感课程，也和Miles Losdon一起联合讲授。感谢Miles和所有学生，他们总会在我不理解的地方给我启发。在教学和写作中，Dudley Chelton、

James Mueller和Carlyle Wash的笔记，以及Carlea Elachi、George Maul、Ian Robinson和Robert Stewart的课本也给了我很大帮助。

感谢NASA戈达德航天中心（GSFC）的Ziauddin Ahmad、Gene Eplee、Don Cavalieri、Josepino Comiso 、Charles McClain、Claire Parkinson、Jeeremy Werdell和王萌华；感谢喷气动力实验室（JPL）的Ron Kork、Lee-Lueng Fu、Ben Holt和Simon Yueh；感谢MDA（麦克唐纳·迪特维利联合有限公司）的Jeff Hurlye和Wendy Keyser；感谢国家海洋和大气管理局（NOAA）的Alexander Lgnotov、Boris Petrenko和Mayra Pazo；感谢俄勒冈州立大学的Dudley Chelton；感谢地球与空间研究的Gary Lagerloef和Hsun-Ying Kao；感谢遥感系统的Chelle Gentemann、Tom Meissner和Frank Wentz；感谢NASA总部的Paula Botempi；也感谢剑桥大学Peter Wadhams和迈阿密大学Peter Minnett的鼓励与支持。感谢牛津大学出版社Kirsten Bot、Lautra Clark、Susan Francis和David Mackenzie的帮助和支持。感谢我的特约编辑Steven Holt,，他逐字逐句地阅读了我的手稿。

感谢华盛顿大学的Jamie Morison、Cecilia Peralta-Frerriz，同时也感谢图书馆工作人员的支持和大量在线期刊的收集。感谢Peter Cornillon和Boris Petrenko分别对初稿第1章和第7章的批评指正。也感谢Alexander Ignatov在NOAA SST处理中的帮助。这里要说明的是书中的任何错误都由本人负责。

感谢我的儿子Car William Coryell-Martin和女儿Maria Elizabeth Coryell-Martin,他们完成了所有材料的汇总。同时感谢我的妻子Julie Esther Coryell,对我完成这本书持乐观态度，她通读了全书并给予了有力的支持。最后请读者记住书中描述的卫星、载荷和算法，这些都是来源于一个个初步的想法和建议。

Seely Martin

目录

化学符号

数学符号

英文缩略语

1 绪论

1.1 引言

1.2 遥感的定义

1.3 卫星轨道

1.4 地球同步轨道卫星

1.5 太阳同步卫星

1.6 成像技术

1.7 数据处理级别、存档、记录和处理

1.8 过去、现在和将来的卫星计划

2 海洋表面现象