【摘要】：海冰厚度是表征氣候變化最為敏感的環(huán)境因子之一,也是影響區(qū)域熱量平衡和理解氣候變化的關(guān)鍵要素。衛(wèi)星高度計的應(yīng)用給大規(guī)模、定期探測海冰厚度帶來了機(jī)遇。CryoSat-2(CS-2)衛(wèi)星攜帶有迄今為止最為先進(jìn)的合成孔徑雷達(dá)高度計,其測量范圍和測量精度均優(yōu)于傳統(tǒng)的衛(wèi)星高度計。目前,利用衛(wèi)星高度計反演海冰厚度主要存在以下兩個問題:一方面,需要引入外部類型數(shù)據(jù)進(jìn)行海冰分類,給海冰厚度的計算帶來了不確定性。另一方面,常見的波形重跟蹤算法穩(wěn)健性差且計算效率低,亟需一種新型的波形重跟蹤算法。因此,本文基于CS-2高度計發(fā)展了一種新型的海冰厚度反演方法,包括基于高度計波形的海冰分類算法和基于高度計波形擬合的波形重跟蹤算法。在海冰分類算法方面:本文提出了一種基于CS-2高度計波形的海冰類型識別算法。比較了6種分類器(卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯分類法、隨機(jī)森林、K最鄰近法、支持向量機(jī)和后向傳輸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))在6種波形特征(前緣寬度、后緣寬度、脈沖豐度、棧標(biāo)準(zhǔn)差、回波波形功率最大值和后向散射系數(shù))共計63種特征組合下的分類精度差異。結(jié)果表明,隨機(jī)森林和前緣寬度、后緣寬度、后向散射系數(shù)、回波波形功率最大值和脈沖豐度構(gòu)成最佳的分類組合,分類精度約為91.45%,高于目前最先進(jìn)的分類算法約9%左右。在波形重跟蹤算法方面:本文提出了一種基于貝塞爾曲線擬合的波形重跟蹤算法。采用復(fù)合的貝塞爾曲線擬合CS-2高度計波形,針對冰間水道和海冰兩種地物波形,分別將重跟蹤點(diǎn)設(shè)置在擬合波形前緣處擬合波形最大值的70%和50%處。結(jié)果表明,基于貝塞爾曲線擬合法可以精確地進(jìn)行波形重跟蹤校正和海冰干舷高度反演,精度優(yōu)于常用的閾值法和CS-2L2I產(chǎn)品法�；谏鲜鏊惴ǐ@取了海冰干舷高度,針對其值為正和為非正兩種情況,本文分別給出了相應(yīng)的海冰厚度計算公式并進(jìn)行北極海冰厚度的反演。結(jié)果表明,本方法計算的海冰厚度更為準(zhǔn)確,精度高于其他兩種常用的方法。未來可研究該方法在其他衛(wèi)星高度計(HaiYang-2,Sentinel-3等)中的應(yīng)用,以生成長時間序列的海冰厚度觀測數(shù)據(jù),探索海冰厚度的變化規(guī)律以及與氣候變化的相關(guān)關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P714;P731.15

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王瑋;;有這樣一位環(huán)保局長——速寫大連市環(huán)保局黨組書記、局長張海冰[J];中國生態(tài)文明;2017年05期

2 羅成喜;張大勇;王國軍;于哲敏;婁春娟;岳前進(jìn);;渤海灣海冰壓縮強(qiáng)度測試研究[J];中國海洋平臺;2016年05期

3 季青;龐小平;許蘇清;趙羲;劉清全;石中玉;;極地海冰厚度探測方法及其應(yīng)用研究綜述[J];極地研究;2016年04期

4 殷俊俊;馮正平;劉樂樂;沈權(quán);;極地海冰環(huán)境分析[J];船舶;2017年02期

5 任政委;查恩來;龍慧;劉文增;;中國南極科學(xué)考察探地雷達(dá)海冰探測[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2017年02期

6 張文奇;張勝茂;樊偉;胡勇;鞏彩蘭;;南極磷蝦探捕區(qū)獨(dú)立海冰提取[J];遙感信息;2017年03期

7 顏鈺;邵冬冬;許映軍;顧衛(wèi);;海冰運(yùn)動研究進(jìn)展綜述[J];海洋預(yù)報;2017年03期

8 劉煜;吳輝碇;;第1講 渤、黃海的海冰[J];海洋預(yù)報;2017年03期

9 劉煜;吳輝碇;;第2講 海冰動力學(xué)[J];海洋預(yù)報;2017年05期

10 leithian;;海冰,來年再見啦![J];海洋世界;2016年04期

相關(guān)會議論文 前10條

1 何璇;任妙春;周須文;常志坤;;河北省沿海海冰時空分布特征及其氣象要素指標(biāo)分析[A];第34屆中國氣象學(xué)會年會 S25 謝義炳先生誕辰100周年紀(jì)念暨學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2017年

2 石立堅;王其茂;鄒斌;曾韜;施英妮;;基于輻射計海冰密集度數(shù)據(jù)的北極區(qū)域海冰變化規(guī)律分析[A];“一帶一路”戰(zhàn)略與海洋科技創(chuàng)新——中國海洋學(xué)會2015年學(xué)術(shù)論文集[C];2015年

3 康釗菁;葉松;王曉蕾;李軍;劉鳳;;海冰厚度測量技術(shù)進(jìn)展[A];“一帶一路”戰(zhàn)略與海洋科技創(chuàng)新——中國海洋學(xué)會2015年學(xué)術(shù)論文集[C];2015年

4 藥蕾;蘇潔;;渤海海冰的大氣影響因子[A];第33屆中國氣象學(xué)會年會 S1 災(zāi)害天氣監(jiān)測、分析與預(yù)報[C];2016年

5 吳輝碇;;海冰動力學(xué)過程的數(shù)值模擬[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展（上冊）[C];1999年

6 郭井學(xué);李鑫;席穎;李丙瑞;;雷達(dá)技術(shù)在極地海冰厚度探測中的應(yīng)用研究[A];中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會第二十六屆年會、中國地震學(xué)會第十三次學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

7 李彥青;蘇潔;汪洋;郭曉葭;翟夢茜;;渤海海冰距離侯平均時間序列構(gòu)建與分析[A];第28屆中國氣象學(xué)會年會——S3天氣預(yù)報災(zāi)害天氣研究與預(yù)報[C];2011年

8 孫波;何茂兵;康建成;溫家洪;李院生;;探地雷達(dá)對北冰洋海冰的探測與分析[A];中國地球物理學(xué)會年刊2002——中國地球物理學(xué)會第十八屆年會論文集[C];2002年

9 周琳琳;康建成;益建芳;張小偉;;被動微波遙感與南極海冰[A];中國地球物理學(xué)會年刊2002——中國地球物理學(xué)會第十八屆年會論文集[C];2002年

10 周凱;;基于機(jī)載多傳感器系統(tǒng)的海冰航空遙測研究[A];第十四屆全國遙感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2003年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 崔鯨濤 胡麗茹;拉響海冰藍(lán)色警報[N];中國海洋報;2018年

2 記者 張夢然;海冰已成塑料微粒臨時“儲存庫”[N];科技日報;2018年

3 本報記者 崔國輝;堪憂：北極氣溫頻繁驟升[N];中國氣象報;2017年

4 本報記者 董姝楠;千里迢迢探海冰[N];中國海洋報;2017年

5 本報記者 楊安麗 通訊員 任弘道;大連 一切都是為了碧水藍(lán)天[N];中國環(huán)境報;2017年

6 記者 房琳琳;北極變暖速度為其他地區(qū)兩倍[N];科技日報;2017年

7 ;奮斗的青春最美麗[N];中國海洋報;2017年

8 本報記者 郭靜原;航海遙感：開啟海天觀測“第三眼”[N];經(jīng)濟(jì)日報;2017年

9 本報記者 游雪晴;北方的那片冰與海，，與我們息息相關(guān)[N];科技日報;2017年

10 本報記者 吳瓊;菁冰連：海冰之上舞青春[N];中國海洋報;2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 趙海培;導(dǎo)管架海洋平臺與海冰相互作用及結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[D];中國石油大學(xué)(華東);2015年

2 韓正兵;東南極普里茲灣“生物泵”及其對海冰變化的響應(yīng)[D];中國地質(zhì)大學(xué);2018年

3 王安良;基于強(qiáng)度試驗(yàn)和立體監(jiān)測的海冰離散元模型及工程應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2014年

4 紀(jì)永剛;基于微波圖像的遼東灣海冰典型要素信息提取[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2006年

5 王剛;中小尺度海冰動力學(xué)的粘彈—塑性本構(gòu)模型及SPH數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2007年

6 盧鵬;基于圖像分析的海冰幾何參數(shù)和拖曳系數(shù)參數(shù)化研究[D];大連理工大學(xué);2007年

7 郭井學(xué);基于電磁感應(yīng)理論的極地海冰厚度探測研究[D];吉林大學(xué);2007年

8 張樹剛;海冰密集度反演以及北極中央?yún)^(qū)海冰和融池變化物理過程研究[D];中國海洋大學(xué);2012年

9 王瑞學(xué);海冰動力學(xué)數(shù)值模擬及波浪與海冰相互作用[D];大連理工大學(xué);2010年

10 李春花;海冰在潮汐和波浪作用下的斷裂機(jī)理研究[D];大連理工大學(xué);2000年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 沈校熠;基于CrvoSat-2的海冰厚度反演方法研究[D];南京大學(xué);2018年

2 王蔓蔓;1979-2017年北極航道冰情變化研究[D];南京大學(xué);2018年

3 龐海洋;近50年來渤海海冰時空變化與氣候因子關(guān)系研究[D];魯東大學(xué);2018年

4 劉濤;基于模糊事故樹的海冰事故防控研究[D];大連海事大學(xué);2017年

5 盧巍;海冰彎曲破壞的近場動力學(xué)數(shù)值計算方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2017年

6 肖王星;東北亞海冰變化特征及其原因分析[D];中國氣象科學(xué)研究院;2017年

7 賈麗莉;2003-2013年北極圈海冰時空變化研究[D];魯東大學(xué);2015年

8 任朝輝;基于決策樹算法的遙感影像海冰檢測技術(shù)研究與應(yīng)用[D];青島大學(xué);2012年

9 劉宗勛;立體監(jiān)測的海冰圖像處理與分析方法研究[D];大連理工大學(xué);2013年

10 靳衛(wèi)衛(wèi);海冰智能視頻監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計及實(shí)現(xiàn)[D];中國海洋大學(xué);2011年

本文編號：2595254