[發明專利]一種海洋內孤立波的振幅反演裝置及方法

在審

• 申請號: 202010125488.6
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111429365A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 滕飛
• 申請（專利權）人: 自然資源部第一海洋研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/40;G06N3/08;G06N3/04;G01S13/90
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 陳彩云

本發明涉及衛星遙感海洋觀測技術領域，且公開了一種海洋內孤立波的振幅反演裝置，包括中央處理器，所述中央處理器輸出端與獲取模塊的輸入端信號連接，所述獲取模塊輸出端與預處理模塊輸入端信號連接。本發明通過設置獲取模塊獲取特定范圍內的內孤立波，且內孤立波信號觀測曲線通過衛星或雷達獲取，極大程度的增加了內孤立波觀測曲線的精準性，再通過對內孤立波觀測曲線預處理、計算并校準，確保了對內孤立波特殊參量的提取，再經過反演模塊即可對內孤立波進行反演，再通過驗證模塊與對比模塊與現場實測數據進行對比，從而可以使的得到內孤立波振幅更為準確，得到最優的內孤立波振幅。

技術領域

本發明涉及衛星遙感海洋觀測技術領域，具體為一種海洋內孤立波的振幅反演裝置及方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，人類在海洋中的活動日益頻繁。海洋中內孤立波，特別是下降型內孤立波(當海洋中密度躍層以上水深小于下層水深時出現，為了描述方便，以下在沒有特別說明的情況下，所述的內孤立波都是指下降型內孤立波)的存在會使海洋內部產生大振幅垂向波動，引發強烈的海水混合，是海洋中物質、動量和能量的傳輸和平衡的重要環節。因此，對海洋內孤立波的觀測和研究日益受到眾人關注，內孤立波的振幅是指內孤立波傳播過程中水質子離開平衡位置的最大位移。星載合成孔徑雷達不依賴于太陽光照和天氣條件，可以全天時且全天候獲取高分辨率海洋觀測數據從而提供精細的內孤立波的要素信息，因此，SAR已成為獲取海洋中內孤立波信息的重要工具。內孤立波的振幅不能直接通過對SAR圖像測算獲得，因此，內孤立波的振幅一直是反演的難點，但是，目前反演得到的內孤立波的振幅的準確性較低。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種海洋內孤立波的振幅反演裝置及方法，達到反演得到的內孤立波的振幅的準確性高的目的。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種海洋內孤立波的振幅反演裝置，包括中央處理器，所述中央處理器輸出端與獲取模塊的輸入端信號連接，所述獲取模塊輸出端與預處理模塊輸入端信號連接，所述預處理模塊輸出端與計算模塊輸入端信號連接，所述計算模塊輸出端與校正模塊輸入端信號連接，所述校正模塊輸出端與反演模塊輸入端信號連接，所述反演模塊輸出端與驗證模塊輸入端信號連接，所述驗證模塊輸出端與對比模塊輸入端信號連接，所述對比模塊輸出端與確定模塊輸入端信號連接。

優選的，所述獲取模塊用于獲取特定范圍內的內孤立波，所述內孤立波信號觀測曲線通過衛星或雷達獲取。

優選的，所述反演模塊通過神經網絡算法建立內孤立波振幅反演模型。

優選的，所述神經網絡是一種誤差反向傳播的多層前饋網絡，主要由輸入層、輸出層和隱含層組成。

優選的，所述校正模塊對內孤立波圖像進行幾何校正處理并截取部分單條孤立波進行計算。

一種海洋內孤立波的振幅反演方法，包括以下步驟：

S101、在特定位置對孤立波進行探測獲取，得到內孤立波條紋的圖像。

S102、對內孤立波條紋圖像進行預處理。

S103、計算上層水深的值。

S104、對內孤立波條紋的圖像進行幾何校正處理。

S105、截取單條孤立波。

S106、借用SAR圖像建立的NLS反演模型關系，進行內孤立波參數的反演。

S107、檢驗模型的精度，將模型反演的內孤立波振幅與現場實測數據進行對比。

S108、對比結果偏差極小，得出內孤立波的振幅。

優選的，所述S102中預處理內孤立波圖像的同時可獲取內孤立波在遙感圖像上的最亮點與最暗點之間的距離。