基于航海雷達圖像的海面風向信息提取技術研究.pdf

1、海洋占了地球面積的三分之二，包含著豐富的漁業(yè)和礦產資源，因此探索和開發(fā)海洋資源將成為21世紀重要的研究課題。全方位、實時的監(jiān)測海洋動力環(huán)境對于我們了解和開發(fā)海洋具有重要的指導意義。隨著海洋遙感技術的發(fā)展，使得利用雷達反演海表面參數成為可能。本文在教研室在研項目的支持上，對利用航海雷達反演海面風向技術進行了研究，取得了比較滿意的結果，為進一步研究航海雷達在海洋遙感領域的應用奠定了基礎。
　　本文在對國內外海面風向反演相關文獻的分析和

2、研究基礎上，分析了在SAR圖像中風條紋的成因以及特性，結合合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar簡稱SAR）圖像中風條紋的成因和特性分析了X波段航海雷達中風條紋的成因和特性，利用仿真實驗對風條紋的特性進行了驗證，仿真實驗結果表明風條紋是靜態(tài)的、低頻的周期性條紋，并且與風向是平行的。在較短的時間間隔內，風條紋在雷達圖像中的位置基本保持不變。由于風條紋與風向是平行的，因此可以利用局部梯度法反演海面風向，利用局部梯度法

3、反演海面風向具有一定的反演精度，圖像縮減問題會導致反演精度的降低。接下來，從風條紋的特性來分析，本文對光流法反演海面風向的可行性提出質疑，原因在于光流法是利用目標物體在圖像序列中形成的運動場，從而推算出目標的移動方向和速度，這與風條紋的特性是相違背的。通過實驗結果表明，利用光流法計算出風條紋的移動方向和移動速度均接近于零。
　　最后，本文分別介紹了譜方法的原理以及利用譜方法反演海面風向的具體實驗步驟。并且局部梯度法和譜方法這兩種方

4、法反演海面風向的誤差進行了對比，實驗結果表明，利用譜方法反演海面風向比局部梯度法反演海面風向具有更高的反演精度。譜方法除了在反演精度方面優(yōu)于局部梯度法以外，譜方法不需要對風條紋圖像進行縮減從而可以避免由于圖像縮減而造成的圖像失真，計算較簡單。譜方法首先對雷達圖像中的風條紋進行二維離散傅里葉變換，將雷達圖像中的風條紋信息從空間域轉換到頻率域，在風條紋的頻譜圖中，低波數譜峰值連線的垂線方向就是所選區(qū)域的風向。但是利用譜方法和局部梯度法反演海