本文關鍵詞：HH極化TerraSAR-X圖像提取海浪要素方法的研究

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【摘要】：海浪研究的主要問題是對海浪譜的研究,海浪譜描述了海浪的內部結構,海浪的所有信息都可以通過海浪方向譜獲得。合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有較高的分辨率,可以連續(xù)獲得海浪方向譜信息。TerraSAR-X是全球第一顆全極化具有高分辨率的X波段合成孔徑雷達,所以開展TerraSAR-X圖像數據的應用研究具有十分廣闊的發(fā)展前景。近年來,SAR已經發(fā)展出了單一提取海面風或提取海浪要素的方法,但是實際上兩者的反演方法密不可分,現有的單一反演海面風場和提取海浪要素的方法,不僅需要重復地輸入外部海面風場的信息浪費較長的運算時間,外部海面風場的信息與SAR在空間上的不匹配性也可能會影響反演結果的準確性。本文首先介紹了近年來兩種不同波段(X-band/C-band)SAR圖像海面風場反演和海浪要素提取的研究近況,之后詳細介紹了X波段的地球物理模式函數(Geophysical Model Functions,GMF)XMOD1模式和XMOD2模式的風場反演方法。由于XMOD模式是針對垂直(vertical-vertical,VV)極化SAR圖像海面風場反演發(fā)展而來的地球物理模型,所以當反演水平(horizontal-horizontal,HH)極化SAR圖像的海面風場時,需要聯(lián)合極化率模型(Polarization Ration,PR)與地球物理函數模式一起使用。本文對X-band SAR三種極化率模型的實用性進行探討。把三種極化率模型(Thompson-XP、Elfouhaily-XP、X-PR)應用于36幅HH極化TerraSAR-X圖像,與XMOD1和XMOD2進行聯(lián)合反演。總體看來,運用XMOD2模式和X-PR模型反演對比結果較其他模式反演對比結果后的偏差和均方根誤差更小。目前SAR圖像反演海浪譜的模式主要有MPI模式和SPRA半參數反演模式兩種方法。以這兩種方法為基礎,引出本文所使用的海浪譜反演方法:參數化初猜譜模式。將反演獲得的風場信息作為初始條件應用于參數化初猜譜模式中,從而得到海浪譜以及相關的海浪要素信息。反演結果與第三代海浪模式Wave WatchⅢ運算結果和NDBC浮標站點數據進行了對比分析,對比結果顯示,風場信息和海浪要素的絕對誤差都在可接受范圍內,驗證了本文使用的反演算法能有效的從TerraSAR-X圖像中提取海浪要素的信息。不過誤差產生的原因還需要進一步的分析驗證。
【學位授予單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P715.7
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本文編號：1292172