[發明專利]一種海浪有效波高場的融合反演方法和裝置

有效

• 申請號: 201610171982.X
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105787281B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 王久珂;李本霞;宋清濤;張有廣;高志一;王兆徽
• 申請（專利權）人: 國家海洋環境預報中心;國家衛星海洋應用中心
• 主分類號: G01S13/00
• 分類號: G01S13/00;G06F19/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 王術蘭

1.一種海浪有效波高場的融合反演方法，其特征在于，包括：

獲取星載雷達高度計采集的星下點海浪有效波高數據組成的有效波高場和星載微波散射計采集的寬刈幅海面風速數據組成的海面風場；

根據海面風速和海浪有效波高之間的風浪成長關系，對獲取的所述海面風場進行轉換計算處理，得到與所述海面風場同刈幅的風浪場；其中，所述風浪場包括有效波高數據；

根據獲取的所述有效波高場對所述風浪場進行訂正處理，得到與所述海面風場同刈幅的海浪有效波高場；

所述根據海面風速和海浪有效波高之間的風浪成長關系，對獲取的所述海面風場進行轉換計算處理之前，還包括：將獲取的所述有效波高場和所述海面風場作為待處理數據；其中，所述有效波高場包括多個海浪有效波高數據；所述海面風場包括多個海面風速數據；對所述待處理數據進行網格化優化處理，得到等經緯度網格待處理數據；

所述根據獲取的所述有效波高場對所述風浪場進行訂正處理，得到與所述海面風場同刈幅的海浪有效波高場，包括：獲取網格化優化處理得到的所述有效波高場和所述風浪場的重合網格點；根據所述重合網格點，確定所述風浪場中的待訂正格點；計算每一個所述重合網格點中，所述有效波高場的有效波高數據與所述風浪場的有效波高數據的差值，作為所述風浪場的訂正量；以所述待訂正格點為中心，搜索預設半徑范圍內的所有風浪場修訂量，計算所述預設半徑范圍內的所有風浪場修訂量的平均值，并作為所述待訂正格點的訂正量，直至計算得到所有待訂正格點的訂正量；根據計算的所述待訂正格點的訂正量對對應位置的所述待訂正格點進行修訂處理，直至完成所有的待訂正格點的修訂，得到與所述海面風場同刈幅的海浪有效波高場。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述待處理數據進行網格化優化處理，得到等經緯度網格待處理數據，包括：

對所述待處理數據進行網格劃分處理，得到包括所有待處理數據的至少一個網格點；其中，所述網格點為多個時，多個所述網格點互為等距網格；

分別計算得到的每個所述網格點包括的待處理數據的均值和標準差；

對于每一個所述網格點，計算與所述網格點內的所述均值相差2倍標準差之外的所有異常待處理數據；

對計算的所述所有異常待處理數據進行剔除處理，得到所述網格點內數值在內的待處理數據；其中，所述為所述待處理數據的均值；所述σ為所述待處理數據的標準差；

分別計算每一個所述網格點內數值在內的待處理數據的平均值，得到等經緯度有效波高數據和等經緯度海面風速數據。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據海面風速和海浪有效波高之間的風浪成長關系，對獲取的所述海面風場進行轉換計算處理，得到與所述海面風場同刈幅的風浪場，包括：

按照以下公式對獲取的所述海面風場進行轉換計算處理，得到與所述海面風場同刈幅的風浪場Hs_i,j＝f(Ws_i,j)；其中，Hs_i,j為風浪場的網格點的有效波高數據，Ws_i,j為所述星載微波散射計的海面風場網格點的海面風速數據，函數f為風-浪成長關系。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照以下公式對獲取的所述海面風場進行轉換計算處理，得到與所述海面風場同刈幅的風浪場Hs_i,j＝f(Ws_i,j)，包括：

根據蒲福風浪關系Hs＝0.01·Ws²+0.15·Ws對獲取的所述海面風場進行計算，得到與所述海面風場同刈幅的風浪場。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據計算的所述待訂正格點的訂正量對對應位置的所述待訂正格點進行修訂處理，包括：

將計算的所述待訂正格點的訂正量與對應的所述待訂正格點中的有效波高數據進行相加處理。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述待處理數據進行網格劃分處理之前，還包括：

根據所述星載雷達高度計的質量標識和海陸標識，識別所述有效波高場中的異常有效波高數據；對所述異常有效波高數據進行剔除處理；

和，根據所述星載微波散射計的質量標識和海陸標識，識別所述海面風場中的異常海面風速數據；對所述異常海面風速數據進行剔除處理。

7.一種海浪有效波高場的融合反演裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取星載雷達高度計采集的星下點海浪有效波高數據組成的有效波高場和星載微波散射計采集的寬刈幅海面風速數據組成的海面風場；

轉換計算處理模塊，用于根據海面風速和海浪有效波高之間的風浪成長關系，對獲取的所述海面風場進行轉換計算處理，得到與所述海面風場同刈幅的風浪場；其中，所述風浪場包括有效波高數據；

訂正處理模塊，用于根據獲取的所述有效波高場對所述風浪場進行訂正處理，得到與所述海面風場同刈幅的海浪有效波高場；

所述裝置還包括：

設置模塊，用于將獲取的所述有效波高場和所述海面風場作為待處理數據；其中，所述有效波高場包括多個海浪有效波高數據；所述海面風場包括多個海面風速數據；

網格化優化處理模塊，用于對所述待處理數據進行網格化優化處理，得到等經緯度網格待處理數據；

所述訂正處理模塊包括：

獲取單元，用于獲取網格化優化處理得到的所述有效波高場和所述風浪場的重合網格點；

確定單元，用于根據所述重合網格點，確定所述風浪場中的待訂正格點；

第一計算單元，用于計算每一個所述重合網格點中，所述有效波高場的有效波高數據與所述風浪場的有效波高數據的差值，作為所述風浪場的訂正量；

搜索單元，用于以所述待訂正格點為中心，搜索預設半徑范圍內的所有風浪場修訂量；

第二計算單元，用于計算所述預設半徑范圍內的所有風浪場修訂量的平均值，并作為所述待訂正格點的訂正量，直至計算得到所有待訂正格點的訂正量；

修訂處理單元，用于根據計算的所述待訂正格點的訂正量對對應位置的所述待訂正格點進行修訂處理，直至完成所有的待訂正格點的修訂，得到與所述海面風場同刈幅的海浪有效波高場。