X波段雷達(dá)圖像提取海面風(fēng)場(chǎng).pdf

1、海洋，既絢麗多姿，又高深莫測(cè)，強(qiáng)烈地吸引著一代又一代的人們?nèi)ヌ剿餮芯亢烷_(kāi)發(fā)利用，已成為當(dāng)今世界的一個(gè)重要話題，將為人類的生存和發(fā)展提供廣闊的前景。海洋面積約占地球面積的三分之二，海洋各類資源豐富。21世紀(jì)將是海洋開(kāi)發(fā)的世紀(jì)。這個(gè)新世紀(jì)的重要標(biāo)志之一是海洋技術(shù)，特別是海洋高技術(shù)的發(fā)展。但海洋環(huán)境極其復(fù)雜，風(fēng)、浪、流、潮等物理海洋要素?cái)?shù)據(jù)及其變化規(guī)律的研究對(duì)于國(guó)防、航運(yùn)、造船、港口以及海上石油平臺(tái)的建設(shè)都具有非常重要的意義。 X波

2、段導(dǎo)航雷達(dá)不僅可用于監(jiān)視海上移動(dòng)目標(biāo)、測(cè)量海浪和海流，而且可以提取海面風(fēng)場(chǎng)。X波段雷達(dá)相對(duì)于其它工具具有經(jīng)濟(jì)、實(shí)時(shí)和便捷的特點(diǎn)，可以方便、全天候地監(jiān)測(cè)附近海域海洋動(dòng)力環(huán)境要素。 論文首先介紹了海面風(fēng)場(chǎng)提取的方法和研究現(xiàn)狀，接著對(duì)多傳感器提取風(fēng)場(chǎng)的方法作了綜述，通過(guò)分析和比較，在算法原理和方法上具有一定程度的相似性，能夠?qū)⒍鄠鞲衅魈崛★L(fēng)場(chǎng)的方法系統(tǒng)起來(lái)，對(duì)進(jìn)一步海面風(fēng)場(chǎng)科學(xué)研究具有重要的參考價(jià)值。 作者主要介紹了X波段雷達(dá)

3、提取風(fēng)場(chǎng)的算法研究和一些相關(guān)知識(shí)以及所進(jìn)行的試驗(yàn)，這是本論文的主要內(nèi)容。其算法分為兩個(gè)，一個(gè)是基于光流運(yùn)動(dòng)估計(jì)技術(shù)的方法提取風(fēng)場(chǎng)，另一個(gè)是利用局部梯度法提取風(fēng)向和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取風(fēng)速。在此，重點(diǎn)介紹的是前一種，這種新技術(shù)不需要校正雷達(dá)系統(tǒng)的相位，從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，大多數(shù)結(jié)果還是比較好的，證實(shí)了這種算法的可執(zhí)行性。但是由于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不夠豐富以及近海海域的不均勻性等因素存在，還有一定的誤差，需要通過(guò)進(jìn)一步的研究去消除；對(duì)于后者，主要沿用了合成孔徑

4、雷達(dá)反演海面風(fēng)向的局部梯度算法。但是，由于時(shí)間的緊促和數(shù)據(jù)的缺乏，最終并沒(méi)有通過(guò)大量的試驗(yàn)去研究，只是給出了幾個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)果；對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取風(fēng)速，我們利用了39組數(shù)據(jù)，分成訓(xùn)練的和測(cè)試的兩部分，得出了與現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)數(shù)據(jù)比較符合的風(fēng)速結(jié)果。相信如果我們加大外海試驗(yàn)力度，采集了豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，定能得出非常滿意的結(jié)果。 總之，作者在課題組研制的“海洋動(dòng)力環(huán)境X波段雷達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(XWCMS)”原理樣機(jī)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了海面風(fēng)場(chǎng)反演算法研究，證明了