[發(fā)明專利]交軌干涉SAR圖像中畸形波的檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210072264.9
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102663736A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊永紅;林明;張貞凱;奚彩萍;凌霖
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G01S13/90
• 代理公司: 鎮(zhèn)江京科專利商標(biāo)代理有限公司 32107
• 代理人: 夏哲華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋微波遙感技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種交軌干涉SAR圖像中畸形波的檢測方法。

背景技術(shù)

畸形波是一種波高極大、波峰陡峭的特殊海浪，它可在平靜的深海或淺海的水面中瞬間出現(xiàn)且持續(xù)時間較短。因此，畸形波可對海岸建筑物、海上石油平臺及船舶航行造成嚴(yán)重的威脅。合成孔徑雷達(SAR，synthetic?aperture?radar)是一種高分辨率成像雷達，已在海洋動力學(xué)研究中廣泛應(yīng)用，如內(nèi)波、海浪譜及海表面流等。

由于畸形波的發(fā)生具有不確定性，通過浮標(biāo)測量獲得的畸形波數(shù)據(jù)較少；而采用SAR微波海洋觀測，可獲得大量的全球海洋觀測資料。這將彌補畸形波數(shù)據(jù)較少的現(xiàn)狀。此外，傳統(tǒng)的浮標(biāo)僅可觀測到海浪在固定點上的時間演化過程，無法觀測到海浪在空間上的演化過程。而SAR可獲得連續(xù)的大面積海浪觀測資料，它是研究各種尺度的海浪(包括畸形波)在空間變化上的有效工具之一。

畸形波的檢測方法是研究畸形波產(chǎn)生機理和預(yù)測的前提和基礎(chǔ)。畸形波的檢測應(yīng)包含大波(波高較大的波)和波峰形狀兩方面的內(nèi)容。

現(xiàn)有技術(shù)中，文獻(A.Niedermeier，J.Borge，S.Lehner.Awavelet-based?algorithm?to?estimate?ocean?wave?group?parameters?from?radar?images.IEEE?Trans.On?Geoscienceand?remote?sensing，2005，43(2)：327-336)，在大波的檢測中采用了小波變換模極大值法(WTMM，Wavelet?Transform?Modulus?Maxima)。文獻(Hailan?Kuang，Tao?Xie，WeiChen.Numerical?study?on?SAR-based?rogue?wave?detection?part?two：rogue?wave?detection.International?Conference?on?remote?sensing，environment?and?transportation?engineering，2011，pp：8743-8745)，采用了鄰域像素點后向散射強度大于2.2倍圖像均值作為判斷大波的依據(jù)，該方法易于受到噪聲的影響，在實測SAR的數(shù)據(jù)中還有待于進一步的檢驗。

上述方法存在的缺陷是：①并未建立SAR圖像強度與海面高程之間的定量關(guān)系，僅依靠圖像處理的方法來檢測大波，無法將大波與有效波高或者平均波高進行比較；②在上述文獻中，僅僅研究了SAR圖像中大波的檢測方法，并未考慮畸形波的波峰形狀特征。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有SAR圖像畸形波檢測方法的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種既能夠檢測出畸形波波峰的局部特征，同時，又具有較高的精度的交軌干涉SAR圖像中畸形波的檢測方法。

本發(fā)明的交軌干涉SAR圖像中畸形波的檢測方法包括以下步驟：

a.讀入交軌干涉SAR復(fù)圖像i₁(x，y)和i₂(x，y)，利用復(fù)圖像的干涉相位求出海面波升高度z(x，y)：

求復(fù)圖像i₁(x，y)和i₂(x，y)干涉相位其中，∠表示求相位運算，*表示共軛運算，并進行相位解纏處理；

交軌干涉SAR兩天線與飛機或衛(wèi)星的飛行方向相垂直，前端天線A₁發(fā)射并接收信號，后端天線A₂只接收信號，根據(jù)海面波升高度z(x，y)與復(fù)圖像的干涉相位的關(guān)系，求出海面波升高度z(x，y)，

其中，(x，y)為海面的方位向和距離向的坐標(biāo)，h為飛機(衛(wèi)星)的飛行高度，b為基線距離，λ為雷達波的波長，R為測量點與天線A₁之間的距離，β為基線與水平方向之間的夾角；

b.利用交軌干涉SAR復(fù)圖像i₁(x，y)和i₂(x，y)互譜的虛部，求出海浪的傳播方向：