降雨条件下的导航X波段雷达海浪参数反演算法研究

X波段的电磁波受降雨影响容易产生衰减,这导致导航X波段雷达在降雨时无法用于海浪观测。本文提出了一种新的降低降雨影响的算法来反演海浪参数。首先,对X波段雷达图像做主成分分析,获得波浪变化的主成分,利用一维傅里叶变换得到波数谱,对其滤波减小降雨对雷达图像的影响;然后,选取JONSWAP(Joint North Sea Wave Project)谱作为理论谱,建立以观测谱与理论谱的最小化差异为目标函数的模型,求解该模型估算海浪的有效波高。与浮标测量的有效波高相比,该方法反演的有效波高的均方根误差是0.23 m,证明了该方法的可行性。     

中国近海棱梭群体形态学和耳石形态学研究

为研究棱梭不同地理群体间的形态差异,使用多元统计分析方法对采集自金门、厦门、虎门、湛江、北海和防城港6个地点邻近海域的棱梭群体样本的形态和矢耳石形态两方面进行比较研究。对棱梭样本的形态研究结合传统形态学和地标形态学开展,对矢耳石的形态研究则将传统耳石形态分析法和椭圆傅里叶分析法相结合,形态和耳石形态数据的分析结果相似。主成分分析结果表明从28个棱梭形态量度指标提取的前8个主成分累积贡献率为65. 868%,从85个耳石形态指标提取的前23个主成分的累积贡献率为79. 290%,根据临界值85. 000%可以推断这6个棱梭群体间形态和耳石形态上的差异不能够单独依靠少数指标来判断;聚类分析的结果总体显示出群体间差异与地理距离等因素相关联的分布规律;在判别分析中形态学量度指标的综合判别正确率为75. 9%,而耳石形态学指标的综合判别正确率略低,为69. 3%;对棱梭形态量度指标的单因子方差分析显示湛江棱梭群体与其他群体在形态上存在显著差异的量度指标较少。栖息地环境、饵料组成和海流等可能是导致形态学差异和耳石形态差异形成的主要因素。另一方面,理化因子的相似性和群体间的交流会减弱群体间形态和耳石形态的差异。     

基于X波段海洋雷达的风浪联合反演方法研究

提出了一种新的利用X波段海洋雷达联合反演海面风速与海浪谱的方法,该方法不需要额外的信息输入来反演海浪谱。通过利用风速与雷达后向散射强度的经验关系获得海表风速,然后将反演的风速输入风浪谱,通过求解该模拟风浪谱与雷达观测图像谱的约束函数的最小值来确定海浪谱。利用实验数据对反演方法进行了验证,风速、有效波高、主波周期以及主波波向反演的均方根误差分别为1.9 m/s,0.4 m,1.2 s和9.6°,证明了该方法的可行性。     

基于X波段雷达海面波高估计的改进方法

船用X波段导航雷达凹波形成的海杂波图像中包含丰富的海浪、海表层流信息.借鉴合成孔径雷达(SAR)估计有效波高的方法,假设有效波高与雷达回波强度信噪比的平方根成线性关系,可由X波段雷达图像估计得到海浪的有效波高.用此方法主要分析小麦岛海域实验数据,结果显示,直流滤波后计算的信噪比估计的有效波高比不进行直流滤波结果符合得好;而按波浪浮标测得有效波高数据的高低,分两段分别进行线性拟合获取校准系数,估测的有效波高更加准确.     

多波段海洋内波SAR图像特征分析

利用 SIR-C/X-SAR 南海海域多波段数据,分析了海洋内波 SAR 图像特征与雷达波段的关系.对上升型和下降型的海洋内波 SAR 图像,内波图像特征在 X 波段最为明显,C 波段次之,L 波段最弱.利用布拉格共振散射理论分析了内波图像特征在不同波段存在差异的原因.基于 M4S 海面微波成像仿真软件,模拟分析了不同波段的海洋内波 SAR 图像特征,模拟分析结果与数据分析结果吻合较好.     

用多元分析法研究泥蚶(Tegillarca granosa)氨基酸地区差异

采用贝克曼System6300氨基酸分析仪检测了7个地区泥蚶群体的氨基酸种类及含量,并利用多元分析法对这些群体的氨基酸含量差异进行了比较研究。聚类分析结果表明,7个泥蚶群体中,乐清和韩国群体间的氨基酸含量差异最小,汕头群体与其他6个群体间的氨基酸差异程度最大。通过软件分析,构建3个能反映氨基酸信息的综合性指标——主成分1、主成分2和主成分3,三者的贡献率分别为50.138%、23.332%和15.619%,累计贡献率高达89.089%。     

悬浮泥沙浓度遥感反演模式研究

利用野外采集的悬沙样品配置不同粒径和浓度等级的悬沙水样,进行实验室光谱测量,分析悬沙水样的光谱特征及其反射率与粒径之间的关系。根据实验结果选取泥沙浓度和粒径的敏感波段,建立了敏感波段模型和主成分模型。结果表明,主成分分析法能大量获取多通道悬沙水体光谱反射率信息,模型的反演能力优于敏感波段模型。     

利用X波段雷达提取海浪信息的分析

利用X波段雷达海浪信息提取系统,通过对龙口屺姆岛海域岸基试验数据分析,获得了有效波高、主波频率、主波波向等海况参数,并和该区域的浮标数据进行了比较分析,结果表明利用X波段雷达系统能够有效地获得海况信息。     

HY-1C/D卫星中国海洋水色水温扫描仪几何定位方法

海洋一号C/D（HY-1C/D）卫星中国海洋水色水温扫描仪（Chinese Ocean Color and Temperature Scanner,COCTS）主要用于探测海洋水色、水温等要素,这些要素需要经过卫星资料处理才能获取,而几何定位是预处理的核心,直接影响这些要素的质量。COCTS具有114°视场角和四元逐点摆扫的特征,据此研究出一套完整的几何定位方法。从0级数据中提取卫星星历,利用插值法从中获取采样时间对应的卫星位置和速度,进而得到轨道（ORB）坐标系到地心旋转（ECR）坐标系的转换矩阵。基于四元逐点摆扫的特征,中心视矢量分别绕X轴、Y轴旋转相应角度,获得扫描行各采样点ORB视矢量,建立视矢量与地球交叉点关系模型,从而对根据波段数据绘制的遥感图像进行地理定位。本文使用插值法替代了传统需要6个轨道根数来计算卫星位置的复杂方法,同时直接计算ORB到ECR的转换矩阵,而不采用传统的两步转换方法。经过多组数据计算及定性定量验证,HY-1C/D COCTS几何定位结果一致;采样像元尺度效应导致从星下点到两侧边缘、从赤道到两极,误差逐渐增大,约在两个像元内。该方法满足一定的定位精度要求,可以用于COCTS的几何定位。     

X波段雷达图像提取海洋表面风场

船用X波段导航雷达海杂波图像中包含有丰富的海浪、海面流和风场等环境信息。阵风的运动在滤波后的雷达图像序列中是可见的,根据分析阵风的运动,用基于运动估计技术的光流方法从阵风的运动中测定风矢量。文章主要分析了小麦岛海域岸基试验的海杂波数据,将用雷达图像序列提取的风矢量和现场风速仪、风向标测得的风矢量做了比较,证明了光流运动估计技术提取高分率风场的可行性。     

A study on quality and availability of COCTS images of HY-1 satellite by simulation

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＨＹ - 1ｓａｔｅｌｌｉｔｅｗｉｌｌｂｅｌａｕｎｃｈｅｄｔｏａｎａｌｔｉｔｕｄｅｏｆ 870ｋｍｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｙｓａｔｅｌ ｌｉｔｅＦＹ - 1 .Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｇｅｔａｓｈｏｒｔｒｅｐｅａｔｐｅｒｉｏｄ ,ｏｒｂｉｔｔｒａｎｓｆｅｒｗｉｌｌｂｅｍａｄｅａｎｄｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｗｉｌｌｍｏｖｅａｎｄｏｐｅｒａｔｅｉｎａｎｅａｒｓｕｎ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓａｎｄｎｅａｒ ｐｏｌａｒｏｒｂｉｔａｔａｎａｌｔｉｔｕｄｅｏｆ798ｋｍ .Ｔｈｅｉ…     

MODIS渤海海冰遥感资料反演

鉴于渤海海冰监测和预报对海冰卫星遥感数字化产品的迫切需求,本文利用MODIS的1B级数据进行渤海海冰参数反演,提供海冰遥感图像和海冰密集度、冰厚数值产品,作为渤海海冰监测和海冰数值预报初始场的重要信息来源,以及海冰预报质量检验的参考依据之一。反演结果表明,其各通道对海冰性质有很好的反映,资料信号比较稳定,对不同密集度和厚度的冰有较好的区分,相对NOAA/AVHRR和HY-1A资料有更好的实际应用价值;Terra/MODIS和HY-1A/COCTS海冰遥感反演结果对比也为HY-1A系列卫星海冰遥感的改进和提高提供有益的启示。     

中国“海洋一号”卫星图像上的冯·卡门大气涡街现象与动力分析

利用中国"海洋一号(HY-1B)"卫星海洋水色水温扫描仪(COCTS)和美国Terra卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)等观测数据对2011年3月2日济州岛东南海域的冯·卡门(von Kármán)大气涡街现象进行了观测和动力分析。COCTS和MODIS观测得到大气涡街涡列距离和涡旋间距比(h/a)均值分别为0.32和0.35;在大气涡街发生海域存在低风速海面风涡旋和海面温度暖舌;济州岛的大气垂直结构存在一逆温层。利用COCTS和MODIS伪彩色合成图观测时间差异,计算得到涡旋移动速率为12.2 m/s,而分别利用它们各自的几何观测参数(h/a),结合涡街动力模型计算得到涡旋移动速率分别为12.8 m/s和12.3 m/s。利用上述观测结果计算得到大气涡街个例的脱落频率为1.24×10-4 s-1,脱落周期为134 min,其中雷诺数范围为60~75,涡街运动学黏性系数范围为2 200~2 750,弗劳德数为0.10,罗斯比数为0.43。分析结果表明中国"海洋一号"卫星数据可用于冯·卡门大气涡街等海洋大气现象的定量化研究。     

GF-1 WFV图像经验模分解的光谱保真性与水深遥感探测

水深是海洋环境的重要参数之一,水深遥感反演是水深测量的一种重要手段。经验模分解（EMD）具有剔除小尺度波浪信息,留下大尺度水下地形信息的特性。本文利用EMD对高分一号卫星宽幅影像进行尺度变换,使用光谱相关系数、光谱角、光谱偏差和光谱相对偏差等评价指标,对剩余层图像进行光谱保真性分析;利用改进的对数转换比值模型对原始影像和剩余层图像进行水深反演,并进行相关性分析与精度评价。研究结果表明:（1）评价指标显示EMD变换后影像具有相当的保真性;空间断面分析表明EMD去除了小尺度的噪声信息,保留了水下地形变化信息。（2）经均匀分布的检查点验证,两区域的原图像反演水深和实测水深的相关性较好,相关系数达0.75以上,且两种波段组合的MAE和MRE均不超过2.42 m和8.5%。（3）对EMD的全部10层进行水深反演,蓝绿波段的MAE和MRE均不高于1.62 m和5.8%;绿红波段的MAE和MRE均不高于1.93 m和6.9%。（4）对于不同的波段组合,蓝绿波段组合在各剩余层的水深反演效果明显优于绿红波段,经EMD后的水深反演效果明显提高。（5）20~30 m水深段的反演精度整体要高于30~40 m,该模型应用于较浅水深段更具优势。     

一种基于MATLAB的声呐条带图像自动拼接算法

准确地实现侧扫声呐条带的拼接对于了解海底地形、提高对海床地物反映的准确度起着重要的作用,而相邻条带的配准是声呐条带拼接的重要前提.MATLAB以其强大的矩阵运算功能及具有丰富的图像处理函数等特点,在图像处理方面占据明显的优势.文中利用MATLAB的IPT工具箱实现了基于互信息方法的声呐条带图像的自动快速配准,通过实验验证了该配准方法的有效性.并用小波变换方法对配准好的条带图像进行融合,实现声呐条带图像的有效拼接和镶嵌.     

高分二号卫星滨海湿地影像质量评价

以黄河口典型滨海湿地为实验区,采用主客观评价相结合的方法,在与SPOT-6卫星影像对比的基础上进行了GF-2卫星全色影像、多光谱影像以及融合影像的质量评价。目视主观评价表明,GF-2影像在滨海湿地地区整体表现能力上与SPOT-6影像相近,地物边界、纹理等细节信息方面优于SPOT-6影像;基于统计指标的客观评价结果显示,GF-2影像受噪声干扰的程度小于SPOT-6影像,承载的信息量与SPOT-6影像接近,多光谱影像以及融合影像各波段间的独立性也与SPOT-6影像相当,但在灰度、离散程度和地物可分性上与SPOT-6影像还存在一定的差距。     

基于多尺度纹理和光谱信息的海岛土地利用遥感分类方法研究

本文基于灰度共生矩阵提取多尺度纹理指数影像,将纹理指数影像作为逻辑波段与原始影像波段组合,进行最大似然监督分类的实验,以改善单纯基于像元光谱影像分类技术的不足。利用SPOT-5卫星遥感影像对西门岛土地利用分类的实例进行分析。结果表明,由SPOT-5遥感影像第一波段和第二波段计算所得的相关性和同质性纹理指数影像以及由第三波段计算所得的均值纹理和第四波段计算的同质性纹理指数影像,对海岛土地利用分类精度的提高均有较为显著的效果,其中加入多尺度纹理信息后西门岛土地利用遥感影像分类的总体精度由75.41%提高到89.41%。     

一种改进的地理加权回归模型水深反演方法

利用多光谱卫星遥感影像反演浅海水深是水深测量的一种重要方式.提出一种基于主成分分析的地理加权回归模型(PCA-GWR),采用WorldView-2多光谱卫星遥感影像数据,对经过数学变换后的波段反射率数据先进行主成分分析,将得到第一主成分量进行地理加权回归分析,并与双波段比值模型、多波段线性模型和地理加权回归模型(GWR...     

HY1C/1D海表温度对Terra/Aqua产品的可替代性分析

通过卫星遥感获取的海表温度（SST）产品已经成为海洋和大气研究中的重要数据源,我国海洋水色遥感卫星（HY1C和HY1D）的海洋水色水温扫描仪（COCTS）具有两个热红外通道,可反演全球SST遥感产品。对比Terra和Aqua卫星的中分辨率成像光谱仪（MODIS）的SST产品,分析COCTS海表温度产品对MODIS相应产品的可替代性。比较了两种卫星的全球SST单日和月平均融合产品的图像空间结构,分析了匹配像元SST值的离散度,统计了HY1C/1D的误差结果,讨论了HY1C与HY1D产品的一致性、不同质量控制方案对SST产品影响以及遥感产品质量对昼夜SST变化研究影响等问题。结果表明,以2020年6月SST(Terra)为真值,HY1C白天SST的单日全球遥感产品的平均偏差、绝对偏差、均方根误差和相关系数分别为0.04℃、0.60℃、0.78℃和0.98,夜晚SST的单日全球遥感产品的平均偏差、绝对偏差、均方根误差和相关系数分别为-0.16℃、0.78℃、0.95℃和0.86。以2020年6月SST(Aqua)为真值,HY1D白天SST的单日全球遥感产品的平均偏差、绝对偏差、均方根误差和相...