[發(fā)明專利]一種海面風(fēng)場(chǎng)和海浪聯(lián)合反演的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410081569.5
• 申請(qǐng)日: 2014-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN104036108A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵偉增;孫建;孫展鳳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江海洋學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00;G01S13/90;G06F17/30
• 代理公司: 北京康盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種處理海面風(fēng)場(chǎng)和海浪聯(lián)合反演的方法。?

背景技術(shù)

隨著海洋資源的開發(fā)以及海事活動(dòng)的頻繁，比如海上運(yùn)輸業(yè)和海上捕魚業(yè)的發(fā)展，海難事故的發(fā)生的關(guān)注度也隨之增高。海難事故在政治、經(jīng)濟(jì)、軍事上都會(huì)給世界沿海各國(guó)帶來巨大災(zāi)難，不僅是人員傷亡和財(cái)產(chǎn)的損失，還會(huì)給社會(huì)發(fā)展帶來不良影響，海上搜救工作也越來越得到各沿海國(guó)家的重視，因此，獲取海面的風(fēng)場(chǎng)以及海浪情況是人們進(jìn)行海上運(yùn)動(dòng)不可或缺的信息。?

然而，海面風(fēng)場(chǎng)、海浪的傳統(tǒng)觀測(cè)方法主要通過出海調(diào)查實(shí)地實(shí)時(shí)觀測(cè)，浮標(biāo)和海上平臺(tái)觀測(cè)等等。然而傳統(tǒng)方式需要投入大量的人力物力，并且對(duì)于大尺度全球的觀測(cè)無能為力，因此常規(guī)觀測(cè)系統(tǒng)獲得的海面風(fēng)場(chǎng)與海浪資料十分有限，難以滿足各方面的需求。?

現(xiàn)有技術(shù)中，合成孔徑雷達(dá)(英文全稱：Synthetic?Aperture?Radar,英文縮寫：SAR)是一種具有較高空間分辨率的主動(dòng)式衛(wèi)星微波探測(cè)器，它的出現(xiàn)為受制于傳統(tǒng)觀測(cè)的物理海洋學(xué)研究方向提供豐富的資料。SAR可以在其運(yùn)行軌道上全天候連續(xù)獲得對(duì)海洋表面大面積的圖像，其高分辨率意味著高精度的風(fēng)場(chǎng)和海浪信息。目前，SAR已發(fā)展出單一提取海面風(fēng)場(chǎng)或海浪信息的方法。?

但是在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：?

由于海面風(fēng)場(chǎng)或海浪信息兩者的反演密不可分，例如風(fēng)場(chǎng)的反演需要提供外部的風(fēng)向信息，海浪的提取則需要同時(shí)刻的風(fēng)場(chǎng)資料。現(xiàn)有的單一反演海面風(fēng)場(chǎng)和海浪的方法，不僅需要重復(fù)的輸入外部的風(fēng)場(chǎng)信息耗費(fèi)多余的運(yùn)算時(shí)間，外部風(fēng)場(chǎng)的信息與SAR的空間上的不匹配性也導(dǎo)致了反演結(jié)果不準(zhǔn)確性。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中單一反演方法需要重復(fù)輸入外部的風(fēng)場(chǎng)信息、耗費(fèi)多余運(yùn)算時(shí)間以及反演結(jié)果不準(zhǔn)確的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種網(wǎng)真會(huì)議的?控制方法和裝置。所述技術(shù)方案如下：?

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：?

第一方面，本發(fā)明提供了一種海面風(fēng)場(chǎng)和海浪聯(lián)合反演的方法，所述方法包括：?

將風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中合成孔徑雷達(dá)圖像進(jìn)行輻射定標(biāo)，并對(duì)定標(biāo)后的圖像進(jìn)行過濾，得到已過濾的圖像；?

將所述已過濾的圖像按照預(yù)設(shè)大小進(jìn)行分割得到若干個(gè)子圖像，并分別計(jì)算所述子圖像的平均后向散射截面和中心點(diǎn)入射角；?

采用人機(jī)交互式獲取外部風(fēng)向信息，并得到相應(yīng)子圖像的風(fēng)向，將所述子圖像的風(fēng)向進(jìn)行插值計(jì)算得到所述合成孔徑雷達(dá)圖像的風(fēng)向；?

根據(jù)所述合成孔徑雷達(dá)圖像的風(fēng)向和所述中心點(diǎn)的入射角進(jìn)行風(fēng)速反演獲得海面風(fēng)場(chǎng)；?

輸入所述海面風(fēng)場(chǎng)，采用波數(shù)分離法進(jìn)行分離，得到合成孔徑雷達(dá)圖像的風(fēng)浪圖像譜和涌浪圖像譜；?

對(duì)所述風(fēng)浪圖像譜和所述涌浪圖像進(jìn)行聯(lián)合反演處理得到所述海浪譜，根據(jù)所述海浪譜與海浪要素之間的關(guān)系，得到所述海浪要素。?

優(yōu)選地，所述將風(fēng)向數(shù)據(jù)庫(kù)中合成孔徑雷達(dá)圖像進(jìn)行輻射定標(biāo)，并對(duì)定標(biāo)后的圖像進(jìn)行過濾，得到已過濾的圖像之間，還包括：?

根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歷史模式的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)，建立風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)。?

優(yōu)選地，將風(fēng)向數(shù)據(jù)庫(kù)中合成孔徑雷達(dá)圖像進(jìn)行輻射定標(biāo)，并對(duì)定標(biāo)后的圖像進(jìn)行過濾，得到已過濾的圖像，具體包括：?

將風(fēng)向數(shù)據(jù)庫(kù)中合成孔徑雷達(dá)圖像進(jìn)行輻射定標(biāo)，?

根據(jù)數(shù)字高程模型對(duì)定標(biāo)后將圖像中陸地信息的后向散射截面的值設(shè)為0，過濾所述陸地信息，得到已過濾的圖像。?

優(yōu)選地，所述采用人機(jī)交互式獲取外部風(fēng)向信息，并得到相應(yīng)子圖像的風(fēng)向，將所述子圖像的風(fēng)向進(jìn)行插值計(jì)算得到所述合成孔徑雷達(dá)圖像的風(fēng)向，具體包括：?

通過人機(jī)交互方式從合成孔徑雷達(dá)圖像上獲取風(fēng)向的斜率信息，根據(jù)所述風(fēng)向的斜率信息推出具有180°模糊度的風(fēng)向，?

SAR圖像預(yù)處理過程中通過交互式的方式從圖像上手動(dòng)獲取風(fēng)向的斜率信息，據(jù)此可以推測(cè)出具有180°模糊度的風(fēng)向，根據(jù)已建立的風(fēng)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)中查找與所述合成孔徑雷達(dá)圖像的子圖像匹配的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述匹配的數(shù)據(jù)去除風(fēng)向的180°模糊度，得到所述子圖像的風(fēng)向，?

將所述子圖像的風(fēng)向進(jìn)行插值計(jì)算得到所述合成孔徑雷達(dá)圖像的風(fēng)向。?

優(yōu)選地，所述輸入所述海面風(fēng)場(chǎng)，采用波數(shù)分離法進(jìn)行分離，得到合成孔徑雷達(dá)圖像的風(fēng)浪圖像譜和涌浪圖像譜，具體包括：?