[发明专利]基于阴影恢复形状技术的海浪参数提取方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种基于阴影恢复形状技术的海浪参数提取方法，具体涉及一种海面有效波高、周期、波长和海浪波向参数的提取方法，属于海洋调查与海环境监测技术领域。

背景技术

海浪参数反演技术是海洋环境监测与海洋气象预报数据同化的核心，也是当今海洋遥感监测的重点。海洋界主要通过现场测量和遥感测量获取海浪参数。其中现场测量只能获取零星及少量点的海浪参数，对于浩瀚的大洋来说，只有通过机载和卫星遥感观测才能满足人类对大洋海浪的监测与预报的需求。目前最为实用和相对更加成熟的技术是利用合成孔径雷达（SAR）进行遥感反演海浪参数。

迄今为止，人们利用SAR图像反演海浪参数的方法主要分为两大类，一类是利用单极化SAR图像，结合先验信息或猜测谱进行海浪谱反演和参数提取；一类是利用全极化SAR图像的复散射系数，结合其他调制传递函数（MTF）进行海浪反演与参数提取。利用全极化SAR图像反演的优点在于所需外部信息相对较少，仅在提取海浪传播方向消除180°模糊时需要外部信息。但目前利用全极化SAR进行参数提取的几种方法分别存在不同的局限，一是对于高频雷达获得的图像不适用，二是需要依赖于调制传递函数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种基于阴影恢复形状（SFS）技术的海浪参数提取方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于阴影恢复形状技术的海浪参数提取方法，具体包括以下步骤：

步骤一、根据海面所成全极化SAR图像，选择需要进行参数提取的区域，计算所选取区域中每个像素对应的经纬度、入射角、分辨率；

步骤二、根据每个像素的DN值计算极化模式的复散射系数S_VV、S_HH、S_HV、S_VH，其中VV代表垂直极化、HH代表水平极化、HV和VH代表正交极化；

步骤三、求解海表面各像素点的方位向斜率和距离向斜率，具体方法如下：

海表面方位向斜率与距离向斜率引起极化方向角漂移的关系式为：

tanφ=tanβsinθ-tanγcosθ---(1)]]>

其中，θ为雷达入射角，β、γ分别为每个像素对应的实际海面与大地水平面的方位向（卫星飞行方向）夹角和距离向（垂直于飞行方向）夹角，tanβ、tanγ分别为海面方位向斜率和距离向斜率，φ为极化方向角漂移：

其中，SHV=12(SHV+SVH),]]>

*表示复共轭算子,Re(·)表示矢量的实部；

根据Lambertian散射理论，将每个像素点的图像强度与图像平均图像强度相比较，得到：