專利名稱：基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物理海洋學(xué)和信息處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
海洋內(nèi)波是一種海洋現(xiàn)象。只要海水密度穩(wěn)定分層且存在擾動(dòng)源使層化海洋的水質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置，則該水質(zhì)點(diǎn)將在恢復(fù)力的作用下振蕩，從而使得密度面產(chǎn)生波動(dòng)。由于海水的密度分布經(jīng)常處于不均勻狀態(tài)，且氣壓、風(fēng)、地形、潮汐、海流等都能引起擾動(dòng)，因此海洋內(nèi)波是一種普遍現(xiàn)象。合成孔徑雷達(dá)(SAR)是20世紀(jì)50年代末發(fā)展起來(lái)的一種主動(dòng)微波遙感手段，與其他遙感手段相比，有分辨率高、全天時(shí)、全天候、分辨率不隨斜距變化等優(yōu)勢(shì)，在很多領(lǐng)域都得到了成功的應(yīng)用，海洋遙感就是SAR的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。從1978年美國(guó)發(fā)射的第一顆針對(duì)海洋遙感應(yīng)用的合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星SeaSAT以來(lái)，隨后的一些合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星如 ERS-l、ERS-2、EnviSAT、RADARSAT等都在海洋遙感方面得到了大量的應(yīng)用，如利用SAR圖像反演海面風(fēng)場(chǎng)、海面波浪譜、海流、海底地形等。SAR—直作為海洋內(nèi)波觀測(cè)的重要技術(shù)手段。利用海洋內(nèi)波參數(shù)反演方法可以從 SAR圖像中計(jì)算得到海洋內(nèi)波的振幅、波長(zhǎng)、速度等參數(shù)。對(duì)于海洋應(yīng)用而言，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)海洋內(nèi)波的位置、速度、波長(zhǎng)、振幅等信息十分重要。但是，由于海洋內(nèi)波在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受海底地形變化等諸多因素的影響，其振幅、波長(zhǎng)、速度等參數(shù)會(huì)不斷發(fā)生變化。因此，用SAR圖像反演得到的結(jié)果直接預(yù)測(cè)某一時(shí)刻后內(nèi)波的位置信息并不準(zhǔn)確，且無(wú)法預(yù)測(cè)速度、波長(zhǎng)、 振幅等信息。目前，尚未有較為準(zhǔn)確的利用SAR圖像預(yù)測(cè)某一時(shí)刻后海洋內(nèi)波位置、形狀、 速度、波長(zhǎng)、振幅的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法，對(duì)內(nèi)波位置、速度、波長(zhǎng)、振幅等做出預(yù)測(cè)，并可繪制出需預(yù)測(cè)時(shí)刻的內(nèi)波波脊線分布圖。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法，其根據(jù)星載合成孔徑雷達(dá)海洋內(nèi)波圖像中反演得到的海洋內(nèi)波參數(shù)，以及內(nèi)波所在區(qū)域海底地形數(shù)據(jù)和密度躍層歷史分布，建立基于海洋內(nèi)波的二維傳播模型，預(yù)測(cè)某一時(shí)刻后該海洋內(nèi)波的位置、形狀、速度、振幅、波長(zhǎng)信息；依據(jù)所得信息繪制出需預(yù)測(cè)時(shí)刻的內(nèi)波波脊線分布圖。所述的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法，其包括如下步驟a)利用SAR圖像海洋內(nèi)波參數(shù)反演方法計(jì)算SAR圖像中海洋內(nèi)波的振幅、波長(zhǎng)、速度參數(shù)；參數(shù)反演時(shí)所采用的密度躍層分布為歷史數(shù)據(jù)；b)基于海洋內(nèi)波二維傳播模型將海洋內(nèi)波的位置信息以及步驟(a)中反演得到的海洋內(nèi)波振幅、波長(zhǎng)、速度參數(shù)作為二維傳播模型的輸入，進(jìn)行模型運(yùn)算；C)輸出某一時(shí)刻后二維內(nèi)波傳播模型得到的海洋內(nèi)波位置、形狀、振幅、波長(zhǎng)、速度參數(shù)，并依據(jù)參數(shù)繪制出該時(shí)刻后海洋內(nèi)波的波脊線分布圖。本發(fā)明方法的有益效果是提供了通過(guò)SAR圖像內(nèi)波參數(shù)反演方法以及海洋內(nèi)波二維模型預(yù)測(cè)內(nèi)波位置、速度、波長(zhǎng)、振幅等的方法，并可繪制出需預(yù)測(cè)時(shí)刻的內(nèi)波波脊線分布圖，簡(jiǎn)單、可靠。


圖1為本發(fā)明基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明方法是基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法。是根據(jù)星載合成孔徑雷達(dá)海洋內(nèi)波圖像中反演得到的海洋內(nèi)波參數(shù)，以及內(nèi)波所在區(qū)域海底地形數(shù)據(jù)和密度躍層歷史分布，基于海洋內(nèi)波二維模型，預(yù)測(cè)某一時(shí)刻后該海洋內(nèi)波的位置、形狀、速度、振幅、波長(zhǎng)等信息。本發(fā)明方法的檢測(cè)流程如圖1所示，為1.利用合成孔徑雷達(dá)圖像海洋內(nèi)波參數(shù)反演方法計(jì)算SAR圖像中海洋內(nèi)波的振幅、波長(zhǎng)、速度等參數(shù)；參數(shù)反演時(shí)所采用的海洋內(nèi)波所在區(qū)域密度躍層分布為歷史數(shù)據(jù)。 首先，測(cè)量SAR圖像中海洋內(nèi)波最亮及最暗點(diǎn)的間距D，通過(guò)
權(quán)利要求
1.一種基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)星載合成孔徑雷達(dá)海洋內(nèi)波圖像中反演得到的海洋內(nèi)波參數(shù)，以及內(nèi)波所在區(qū)域海底地形數(shù)據(jù)和密度躍層歷史分布，建立基于海洋內(nèi)波的二維傳播模型，預(yù)測(cè)某一時(shí)刻后該海洋內(nèi)波的位置、形狀、速度、振幅、波長(zhǎng)信息；依據(jù)所得信息繪制出需預(yù)測(cè)時(shí)刻的內(nèi)波波脊線分布圖。
2.如權(quán)利要求書1所述的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟(1)利用SAR圖像海洋內(nèi)波參數(shù)反演方法計(jì)算SAR圖像中海洋內(nèi)波的振幅、波長(zhǎng)、速度參數(shù)；參數(shù)反演時(shí)所采用的密度躍層分布為歷史數(shù)據(jù)；(2)基于海洋內(nèi)波二維傳播模型將海洋內(nèi)波的位置信息以及步驟(1)中反演得到的海洋內(nèi)波振幅、波長(zhǎng)、速度參數(shù)作為二維傳播模型的輸入，進(jìn)行模型運(yùn)算；(3)輸出某一時(shí)刻后二維內(nèi)波傳播模型得到的海洋內(nèi)波位置、形狀、振幅、波長(zhǎng)、速度參數(shù)，并依據(jù)參數(shù)繪制出該時(shí)刻后海洋內(nèi)波的波脊線分布圖。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于合成孔徑雷達(dá)圖像和內(nèi)波模型的海洋內(nèi)波預(yù)測(cè)方法，涉及物理海洋學(xué)及信息處理技術(shù)領(lǐng)域，根據(jù)星載合成孔徑雷達(dá)海洋內(nèi)波圖像中反演得到的海洋內(nèi)波參數(shù)，以及內(nèi)波所在區(qū)域海底地形數(shù)據(jù)和密度躍層歷史分布，建立基于海洋內(nèi)波的二維傳播模型，預(yù)測(cè)某一時(shí)刻后該海洋內(nèi)波的位置、形狀、速度、振幅、波長(zhǎng)信息；依據(jù)所得信息繪制出需預(yù)測(cè)時(shí)刻的內(nèi)波波脊線分布圖。本發(fā)明方法提供了內(nèi)波預(yù)測(cè)的方法，簡(jiǎn)單、可靠。
文檔編號(hào)G01S7/41GK102253385SQ201010185029
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者李飛, 歐陽(yáng)越, 種勁松 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所