【摘要】： 合成孔徑雷達(dá)(SAR)是重要的微波傳感器之一，在海洋遙感領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。淺海水下地形SAR探測(cè)是SAR海洋應(yīng)用的重要部分之一，發(fā)展業(yè)務(wù)化水下地形SAR探測(cè)技術(shù)是水下地形SAR探測(cè)研究的最終目標(biāo)。現(xiàn)有的水下地形SAR探測(cè)是基于單景SAR影像開(kāi)展的，探測(cè)結(jié)果不能全面反映水下地形。因此，發(fā)展一種基于多源多時(shí)相SAR影像的水下地形反演方法是該研究方向的前沿問(wèn)題。 本文基于水下地形SAR成像機(jī)制和袁業(yè)立(1997)導(dǎo)出的海波高頻譜解析表達(dá)式，首次建立了基于多源多時(shí)相SAR影像的水下地形反演的同化模型與算法，并通過(guò)該模型在臺(tái)灣淺灘水下地形SAR探測(cè)中的應(yīng)用檢驗(yàn)了該模型和算法的可行性。本文還開(kāi)展了已有的淺海水下地形SAR探測(cè)技術(shù)(淺海水下地形單景SAR影像反演)在臺(tái)灣淺灘水下地形探測(cè)中的應(yīng)用研究，以及反演初始水深對(duì)水下地形SAR反演結(jié)果影響的研究。此外，本文還對(duì)中國(guó)近海水下地形SAR成像能力進(jìn)行了分析。 在淺海水下地形SAR探測(cè)技術(shù)應(yīng)用于臺(tái)灣淺灘研究方面，基于7景SAR影像開(kāi)展了臺(tái)灣淺灘單景SAR影像反演計(jì)算，反演結(jié)果表明同一水下地形不同時(shí)相SAR影像反演結(jié)果不能全面反映真實(shí)地形特征。 在反演初始水深對(duì)水下地形SAR反演結(jié)果影響研究方面，通過(guò)不同初始水深條件下臺(tái)灣淺灘水下地形SAR反演結(jié)果的比較分析，可以得出：初始水深影響水下地形反演結(jié)果的準(zhǔn)確性，初始水深的選取需要較粗的實(shí)際水深的支持； 在多源多時(shí)相水下地形SAR反演同化模型研究方面，建立了多源多時(shí)相水下地形SAR反演的同化模型與算法，通過(guò)基于多源多時(shí)相SAR影像的臺(tái)灣淺灘五種不同情形水下地形反演計(jì)算，證明了多源多時(shí)相水下地形SAR反演同化模型和算法是可行的，并給出了基于多源多時(shí)相SAR影像的水下地形反演計(jì)算中SAR影像的選取原則。 在中國(guó)近海淺海水下地形SAR響應(yīng)能力分析方面，，基于對(duì)中國(guó)近海潮汐潮流狀況、水下地形概況和已有中國(guó)近海SAR影像中水下地形特征等的分析，總結(jié)出中國(guó)近海適合開(kāi)展淺海水下地形SAR探測(cè)的區(qū)域主要有：渤海海域、蘇北近海海域、臺(tái)灣海峽海域和南沙群島海域。
【圖文】：

臺(tái)灣淺灘位于臺(tái)灣海峽南部，是臺(tái)灣海峽最淺的淺灘地形。從宏觀上看，臺(tái)灣一個(gè)中間起伏較小，周邊被陡坡包圍的構(gòu)造臺(tái)地。臺(tái)灣淺灘外緣是個(gè)陡坡，從水深直下至100米，再向外則又趨平緩，從水深200米往外又劇增至1000米以上。臺(tái)灘南北寬60一slkm，東西長(zhǎng)150kin，面積約8800km2。淺灘由一系列水下沙丘群組面強(qiáng)烈起伏，常被北西向多道水下溝谷分割，尤以118oE以東的東灘地形更為復(fù)臺(tái)灣淺灘密集分布著數(shù)以百計(jì)的水下沙丘，其中以淺灘中部(11703口一118010，為密集，118oE測(cè)線(xiàn)上有155個(gè)。因此臺(tái)灣淺灘也被看成潮流沙脊、浪成沙丘、留沙丘等。臺(tái)灣淺灘水下地形及地理位置的特殊性，使得臺(tái)灣淺灘復(fù)雜的水下地在SAR影像上清晰可見(jiàn)，因此可利用SAR影像反演臺(tái)灣淺灘水下地形。根據(jù)本文研究所用SAR影像情況及臺(tái)灣淺灘水深實(shí)測(cè)情況，我們選取臺(tái)灣淺灘地形SAR反演計(jì)算的區(qū)域?yàn)?118.550一118.75oE，23.00一23.3“N。具體位置如圖小陰影矩形所示。

算測(cè)量時(shí)刻潮位的方法來(lái)進(jìn)行潮汐訂正。以臺(tái)灣淺灘潮汐潮流數(shù)值模擬得到的主要分潮調(diào)和常數(shù)結(jié)果內(nèi)插到水深實(shí)測(cè)點(diǎn)上。因臺(tái)灣淺灘潮汐類(lèi)型為半日潮，我們以M:分潮的同潮圖(圖2一5)為基礎(chǔ)分析可知，臺(tái)灣淺灘海域與廈門(mén)在同一遲角線(xiàn)上，因此通過(guò)查詢(xún)2005年《潮汐表》(國(guó)家海洋信息中心，2004)可知9月11日臺(tái)灣淺灘的高潮潮時(shí)為4時(shí)16分。據(jù)此，可推算出各水深測(cè)量點(diǎn)在對(duì)應(yīng)測(cè)量時(shí)刻(相鄰點(diǎn)測(cè)量時(shí)間間隔為10秒)的潮位值。從實(shí)測(cè)水深中去掉該潮位值即得到經(jīng)過(guò)潮汐訂正的水深(以平均海平面為水深測(cè)量基準(zhǔn)面，與反演水深基準(zhǔn)面相同)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（海洋研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：P714

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本文編號(hào)：2600141