[發(fā)明專利]一種基于自適應(yīng)縮減算子的導(dǎo)航雷達(dá)圖像反演海面風(fēng)向方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410557744.3
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN104297753A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧志忠;王慧;黃玉;張長青;呂杰;張坤;楊江紅;王璐
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: G01S13/95
• 分類號: G01S13/95
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海面風(fēng)向遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于自適應(yīng)縮減算子的導(dǎo)航雷達(dá)圖像反演海面風(fēng)向方法。

背景技術(shù)

海面風(fēng)場信息是海洋動力學(xué)重要參數(shù)，主要包含風(fēng)向和風(fēng)速信息兩個方面，因此，了解和掌握海面風(fēng)向信息具有深遠(yuǎn)的意義。現(xiàn)有測量海面風(fēng)向信息方法有站點式現(xiàn)場測量和遙感測量兩類。導(dǎo)航雷達(dá)是遙感測量手段的一種，因其具有不受光線影響、不受天氣影響、實時連續(xù)反饋、高分辨率和使用便捷等優(yōu)點，成為現(xiàn)階段獲取海面風(fēng)向信息的重要手段。

現(xiàn)階段應(yīng)用導(dǎo)航雷達(dá)圖像獲取海面風(fēng)向的方法主要有兩類：一類是基于導(dǎo)航雷達(dá)回波強度和風(fēng)向分布關(guān)系，另一類是基于風(fēng)條紋反演海面風(fēng)向。基于導(dǎo)航雷達(dá)回波強度和風(fēng)向分布關(guān)系獲取海面風(fēng)向需要360°全幅無遮擋的導(dǎo)航雷達(dá)圖像，但無論岸基、塔基還是航海導(dǎo)航雷達(dá)都是無法實現(xiàn)全幅無遮擋探測，因此，此方法在工程和實驗中都是無法實現(xiàn)的。風(fēng)條紋是由海面風(fēng)速分布不均勻?qū)е碌膶?dǎo)航雷達(dá)回波圖像中呈現(xiàn)出來的條紋特征，本發(fā)明屬于基于風(fēng)條紋反演海面風(fēng)向這類。見參考文獻Moeng?C?H,Sullivan?P.A?Comparison?of?Shear-and?Bouyancy-Driven?Planetary?Boundary?Layer?Flower[M].American?Meterorological?Society,1994.Hatten?H,Seemann?J,Horstmann?J,et?al.Azimuthal?dependence?of?the?radar?cross?section?and?the?spectral?background?noise?of?a?nautical?radar?at?grazing?incidence[C]//Geoscience?and?Remote?Sensing?Symposium?Proceedings,1998.IGARSS'98.1998?IEEE?International.IEEE,1998,5:2490-2492。

風(fēng)條紋具有尺度200～500m，頻率接近靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)，風(fēng)條紋方向與風(fēng)向平行等特征。目前，國內(nèi)外基于風(fēng)條紋特征反演海面風(fēng)向的算法主要有以下幾種：2004年由Dankert等人提出的光流法，2003年Dankert等人提出局部梯度法。2010年中國海洋大學(xué)段華敏應(yīng)用光流法從小麥島導(dǎo)航雷達(dá)數(shù)據(jù)中提取出了海面風(fēng)場信息。2012年哈爾濱工程大學(xué)的賈瑞才博士和2013年中國海洋大學(xué)的碩士生李金鳳都對光流法進行了改進，用以提高了風(fēng)向反演精度。光流法要求在連續(xù)的圖像上存在灰度一致的風(fēng)條紋，但根據(jù)風(fēng)條紋的成因在同一序列圖像中無法獲得風(fēng)條紋的移動，因此光流法在理論和實驗中都證明是無法反演海面風(fēng)向的。見參考文獻Dankert?H，Horstmann?J，etal.Ocean?wind?fields?retrieved?from?radar-image?sequences.International?Geoscience?and?Remote?Sensing?Symposium(IGARSS),v4,p2150-2152,2002.Dankert?H,Horstmann?J,Rosenthal?W.Ocean?surface?winds?retrieved?from?marine?radar?image?sequences.International?Geosciences?and?Remote?Sensing?Symposium,2004,3:1903-1906P.Dankert?H,Horstmann?J,Rosenthal?W.Ocean?wind?fields?retrieved?from?radar?image?sequences.Journal?of?Geophysical?Research,2003,108(C11):16-1-16-11P。