[發明專利]溢油海面電磁散射的計算方法

無效

• 申請號: 201210072263.4
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102663233A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 楊永紅;林明;張貞凱;奚彩萍;凌霖
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明屬于海洋微波遙感技術領域，具體涉及一種溢油海面電磁散射的計算方法。?

背景技術

海洋中蘊含著豐富的漁業資源、礦產資源、藥物資源以及油氣資源等，它與人類的經濟活動息息相關。海洋溢油污染具有影響海域范圍廣、持續時間長、對海洋生物和生態環境破壞大的特點。?

在溢油監測方面，主要有直接探測和遙感探測兩種方法。遙感探測主要采用電磁波的方法來區分溢油和海面，目前常用的電磁波有可見光、微波、紅外、紫外及激光。合成孔徑雷達(SAR，synthetic?aperture?radar)作為一種全天時、全天候和高分辨率微波遙感技術得到了快速發展，在溢油監測方面發揮了積極的作用，然而高虛警率問題阻礙了SAR溢油監測系統的應用，盡管已提出了許多種SAR溢油識別方法，但該問題仍未得到徹底的解決。溢油海面電磁散射是微波遙感方法探測海面溢油的物理基礎，這將有助于改進溢油識別方法，從而降低SAR溢油監測系統的高虛警率。?

在溢油海面電磁散射的計算問題上，涉及到海面電磁散射和溢油對海面的影響兩個方面的內容。海面電磁散射的計算方法大致分為有近似法和數值法兩種。數值法具有較高的精度，但存在運算量較大的缺點。在近似法中，主要有KA法、微擾法及雙尺度法。KA法適用于大起伏的粗糙面，微擾法適用于微起伏的粗糙面，而雙尺度法認為海面中同時包含大尺度波和小尺度波，并且小尺度粗糙度是按照表面?大尺度粗糙度的斜率分布來傾斜的。因此，雙尺度法的適用范圍更廣，計算結果較KA法和微擾法更準確。?

關于溢油對海面的影響方面，現有的大多數方法，如文獻(N.Pinel，N.Déchamps，C.Bourlier.Modeling?of?the?bistatic?electromagnetic?scattering?from?sea?surfaces?covered?in?oil?for?microwave?applications[J].IEEE?Trans.Geosci.Remote?Sens.，2008，46(2)：385-392)，只考慮了溢油對海面頻譜的影響，給出了一種溢油海面電磁散射的數值計算方法。但是在該文獻中，忽略了溢油對海面方向譜的影響，也未涉及溢油海面的色散關系。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術存在的缺陷提供一種適用于溢油海面電磁散射的近似計算，適用范圍廣、計算準確及運算量小的溢油海面電磁散射的計算方法。?

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：?

本發明溢油海面電磁散射的計算方法，其特征在于包括如下步驟：?

步驟一、根據海洋環境參數和，計算清潔海面的JONSWAP頻譜S(ω)；?

步驟二、根據溢油抑制函數，計算溢油海面的頻譜S_oil(ω)；?

步驟三、根據Marangoni波的色散關系和溢油海面的頻譜S_oil(ω)，計算溢油海面的方向譜；?

步驟四、采用雙尺度法，計算溢油海面的雷達后向散射系數?和?

本發明通過Marangoni波的色散關系和溢油抑制函數來求解溢油海面的方向譜；并采用雙尺度近似法來計算溢油海面的雷達后向散射系數，其中，小尺度溢油海浪電磁散射系數采用微擾法來計算，而大尺度溢油海浪斜率的統計分布則采用?Cox-Munk溢油經驗模型。與現有技術相比，本發明具有適用范圍廣、計算準確及運算量小的優點。?

附圖說明

圖1是本發明方法的流程圖?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明：?

如圖1所示，本發明溢油海面電磁散射的計算方法，包括如下步驟：?

步驟一：根據海洋環境參數和，計算清潔海面的JONSWAP頻譜S(ω)；?