海面微尺度波主要是指毛細波和毛細重力波,通常騎行在長重力波上,它是影響海-氣界面動量、熱量和物質(zhì)交換的重要因素。國家海洋局第一海洋研究所在國家863項目的支持下研制出基于顏色編碼原理的“海面微結構光學測量裝置”,并進行了大型動力實驗水槽和海洋現(xiàn)場實驗,獲取了大量的海面微結構圖像數(shù)據(jù)。 本文利用“微結構光學測量裝置”獲取的圖像數(shù)據(jù)開展了數(shù)據(jù)處理方法研究,給出了微結構圖像波面斜率校準、斜率波數(shù)譜提取和頻率譜提取方法。首先進行了海面微結構圖像的波面斜率校準研究,分析了標準定標小球兩次折射的影響,給出了利用凈水面圖像提取微尺度波斜率時系統(tǒng)誤差修正方法。在此基礎上,指出標準小球定標過程中噪聲點對定標結果的影響不可忽視,實際處理時必須將噪聲點濾除,并給出濾除閾值。其次,利用校準后的斜率計算得到微尺度波的有效波高,進而計算微尺度波的斜率波數(shù)譜和頻率譜。但由于海面微結構圖像大小有限,這樣長重力波被有限截斷,導致在譜分析時出現(xiàn)頻率混疊,即Gibbs現(xiàn)象。因此本文引入二維EMD(經(jīng)驗模態(tài)分解)方法濾除造成頻率混疊的長重力波,然后進行傅立葉變換,得到海面微尺度波譜,進一步處理得到斜率波數(shù)譜和頻率譜。斜率波數(shù)...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1根據(jù)Crapper理論，無旋純毛細波條件下波形示意圖

在的毛細重力波。微尺度波的產(chǎn)生和變化有多種機制是動力學研點，而且研究成果也較豐富，主要有：海面風的湍流壓力振動（PPlant&Wright,1977）和波誘導的海氣邊界層的不穩(wěn)定性（Milei,1979）是形成微尺度波的兩種重要機制；非線性效應使陡重力產(chǎn)生毛細波，當毛細....

圖2.1海面微結構測量裝置顏色編碼測量原理

圖2.1海面微結構測量裝置顏色編碼測量原理下，攝像系統(tǒng)僅能得到編碼板中心點色彩，包括重力波和毛細重力波將對菲涅耳海面上波浪的斜率大小和方向與被拍攝，所記錄圖像中的顏色信息反映了海面微以不同顏色代表不同方向的出射光線，具編碼板是圓形的，在編碼板上均勻分布著單元格填充一種顏色，顏....

圖2.2顏色編碼板利用海面微結構光學測量裝置得到的數(shù)據(jù)是一幅RGB模式的真彩色圖

圖2.2顏色編碼板微結構光學測量裝置得到的數(shù)據(jù)是一幅RGB模式的的顏色是以RGB模式表示的，即每一個像素的顏色，也就是用三元組(r,g,b)來表示一個顏色值。r,g,b藍三種顏色的強度，可以是無符號的整數(shù)類型或雙精無符號的整數(shù)類型表示時取值范圍為0-255，即r....

圖2.3顏色編碼原理幾何光學關系示意圖

圖2.3顏色編碼原理幾何光學關系示意圖圖2.3中θ1為波浪傾角，即波面某點切平面的法方向與波面垂直位夾角，它通過系統(tǒng)中光線傳播過程的折射關系來計算：sin(())1sin()0fRarctgnθ=sin()sin()110θ=nθθR為各編碼單元格中心到編....

本文編號：3975977