本文關(guān)鍵詞：基于SAR圖像分類的北極海冰密集度研究　出處：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著全球變暖,北極海冰正經(jīng)歷著前所未有的快速變化。北極夏季海冰范圍也連續(xù)刷新了自有衛(wèi)星觀測(cè)以來的最低記錄,出現(xiàn)在2012年9月16日的最低值(3.41×106km2),甚至可能是過去1450年以來北極九月份海冰范圍最少的記錄。在此背景下,北極海冰變化對(duì)我國(guó)氣候和極端天氣事件的重大影響逐漸顯現(xiàn)；而北極新航線的開拓也為我國(guó)擺脫對(duì)單一能源通道的依賴、提升國(guó)家能源安全提供了機(jī)遇。因此北極海冰研究對(duì)于我國(guó)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。利用合成孔徑雷達(dá)(SAR)監(jiān)測(cè)海冰具有全天時(shí)、全天候、高分辨率的優(yōu)勢(shì),因此成為目前最重要的海冰遙感觀測(cè)手段。本文通過訂購(gòu)的四景加拿大Radarsat-2衛(wèi)星的單極化SAR圖像,對(duì)北極東北航道上東西伯利亞海和楚科奇海交匯的關(guān)鍵區(qū)域的海冰密集度進(jìn)行研究。同時(shí)與國(guó)產(chǎn)海洋二號(hào)(HY-2)衛(wèi)星微波輻射計(jì)亮溫?cái)?shù)據(jù)反演的冰密集度、以及美國(guó)冰雪數(shù)據(jù)中心(NSIDC)發(fā)布的專用微波成像儀/探測(cè)儀(SSMIS)冰密集度產(chǎn)品進(jìn)行了對(duì)比分析。研究結(jié)果表明,SAR圖像預(yù)處理中的Refined Lee濾波方法可以有效抑制斑點(diǎn)噪聲,且不會(huì)造成圖像中冰邊緣輪廓的破壞而失真。K-means聚類算法可以實(shí)現(xiàn)SAR圖像的自動(dòng)分類,且其自動(dòng)化程度和分類效果均優(yōu)于ISODATA算法。對(duì)SAR、HY-2、SSMIS三種海冰密集度數(shù)據(jù)的對(duì)比結(jié)果顯示：三種數(shù)據(jù)比較得到的標(biāo)準(zhǔn)差基本持平；HY-2和SSMIS的平均值差最小,SAR與SSMIS的平均值差最大；HY-2與SSMIS的相關(guān)系數(shù)最高,SAR和SSMIS的相關(guān)性與SAR和HY-2的相關(guān)性基本一致。數(shù)據(jù)之間的差異主要是由于不同衛(wèi)星傳感器的空間分辨率差異、開闊水域的波浪和夏季海冰表面的融池對(duì)SAR后向散射特性的影響、以及冰邊緣區(qū)較大的水汽含量對(duì)HY-2反演算法的影響造成的。但從總體趨勢(shì)來看,三種衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的空間分布趨勢(shì)一致,海冰覆蓋范圍相符,表明利用本研究中處理SAR圖像的步驟和方法最終提取海冰密集度是可行的,而國(guó)產(chǎn)HY-2微波輻射計(jì)亮溫?cái)?shù)據(jù)反演冰密集度的算法也是可靠的。本研究為利用高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)開展北極航道海冰監(jiān)測(cè)、指導(dǎo)我國(guó)北極商業(yè)航運(yùn)中的安全保障工作提供了重要基礎(chǔ)；也對(duì)利用國(guó)產(chǎn)自主衛(wèi)星資源發(fā)布業(yè)務(wù)化北極海冰數(shù)據(jù)產(chǎn)品、提升我國(guó)在北極海冰研究中的主動(dòng)權(quán)具有積極意義。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P714.1;P731.15

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1323656