适用于Ku波段雷达高度计海冰干舷高度反演的积雪校正方法

工作在Ku波段的Cryo Sat-2和Sentinel-3A合成孔径雷达高度计是当前最先进的高度计。由于雷达回波信号的实际时间跟踪点较预设的时间跟踪点总发生偏移,而且Ku波段波长短,进行海冰探测时易受雪层干扰,造成雷达信号主散射面由海冰表面上移至雪层内,这两个因素都影响着海冰干舷高度的反演精度。针对这些问题,本文首先确定了Cryo Sat-2与Sentinel-3A雷达高度计反演北极海冰干舷高度的最优波形重跟踪阈值组合,然后分析了这两个Ku波段雷达信号的雪层穿透系数,发现Ku波段高度计的主散射面受雪层的影响显著,会高估海冰干舷高度。基于此,文中提出了一种改进的积雪校正方法,并以机载Operation Ice Bridge(OIB)为验证数据,将本文提出的方法与通用积雪校正法和欧洲空间局(European Space Agency,ESA)海冰干舷高度产品进行了对比验证。实验结果表明,本文提出的方法能够有效估计Ku波段电磁波穿透海冰表面积雪深度的比例系数,显著校正了通用积雪校正方法存在的高估海冰干舷高度的问题,提高了海冰干舷高度的估算精度。     

基于旋翼无人机雷达的船只目标成像与类型识别研究进展综述

载有成像雷达的旋翼无人机具有成本低廉、对起降条件要求低、飞行姿态灵活多样等优点，可以在热点区域进行普查、详查或长时间悬停凝视等多模式成像监测，现已成为海上船只目标监测识别的重要手段。本文分别从旋翼无人机雷达硬件系统、无人机载雷达动目标成像、船只目标类型识别和目标三维结构特征提取等四方面开展国内外研究进展综述。总结分析发现当前利用旋翼无人机雷达进行船只目标成像和类型识别，尚存在运动船只成像散焦、三维结构重建难度大、类型识别精度低等问题，迫切需要推动相关技术的发展。     

利用TM图像数据计算海水深度模型--以双子礁和黄河口水域为例

利用Landsat TM图像的灰度和海水深度的关系来探测水深,波段算法包括单波段比值法、双波段比值法和三波线性回归算法,用此算法分别对双子礁附近水域、黄河口附近水域和不同深度水体进行水深计算,通过对比分析了各种算法用于不同深度水体时的优点和不足.     

一定厚度的油膜对海浪的抑制模型研究

本文结合海浪谱的作用量平衡方程,给出了一定厚度油膜对海浪的抑制模型,该模型不仅与油膜的物理参数有关,而且与环境参数有关。文中开展了抑制比对这些参数的敏感性分析,数值模拟结果表明:动力学粘性,表面/界面弹性、油膜厚度、油膜覆盖率等参数对抑制比的影响较大,但油膜的其他物理学参数如:密度、表面/界面张力,表面/界面粘度几乎对抑制比不产生影响;而且,文中还发现风速和风向对抑制比的影响较大。一般情况下,油膜对雷达回波信号的抑制,只需考虑油膜对海浪的抑制作用;但对厚乳化溢油而言,还应考虑到介电常数的减小对雷达回波信号的抑制。将本文建立的抑制比模型所得结果与墨西哥湾溢油事故期间的15景ENVISAR ASAR影像所得抑制比结果进行了比较。     

基于PS-VF-TBD的地波雷达船只目标航迹起始方法

针对地波雷达低信噪比目标信号"闪烁"导致的航迹起始困难问题,本文提出了一种基于PS-VF-TBD的航迹起始方法.该方法综合利用了地波雷达回波谱中目标信号的展宽特征和运动特性,利用PS-VF-TBD方法对运动目标能量有效积累的特点,提高对疑似目标多帧信号间的关联概率,进而提高对真实目标的搜索概率和航迹起始成功率.通过地波...     

利用多普勒频移反演ASAR海表面流速

为研究中小尺度的海流,以美国西海岸附近海域为研究区域,采用欧空局ENVISAT ASAR IMS数据,首先利用频谱拟合法计算得到影像的多普勒质心;再通过影像的多普勒系数和斜距时间去除卫星与地球之间相对运动产生的多普勒频移,最终得到海表面多普勒质心异常。同时利用布拉格散射模型去除了布拉格波的影响,利用CMOD5模型计算海表面风场,根据风场与雷达视向速度的经验关系去除海面风场的影响,经空间投影,最终得到雷达径向的海表面流速,反演的流速主要分布于-0.3～0.6 m/s。利用研究区域附近的岸基高频地波雷达(HF-radar)数据验证反演结果精度,结果表明,在HF-radar流速与ASAR反演流速-0.2～0.2 m/s差异范围内的标准误差和相关系数分别为0.1 m/s和0.81,反演结果与真实流速较为接近。ASAR反演流速和HF-radar流速结果均表明,在研究区域存在自西向东的沿岸流,最大径向流速达到0.6 m/s。因此,本文所使用的海表面流速反演方法准确有效,适合于中小尺度海流流速的反演。     

2012—2016年可见光红外成像辐射仪（VIIRS）海表面温度产品精度检验分析

本研究以2012—2016年5 a间的可见光红外成像辐射仪（VIIRS）海表面温度（SST）产品为研究对象,利用Argo浮标为主要验证数据、MODIS Terra和MODIS Aqua SST为辅助验证数据,从时间尺度和空间尺度进行检验对比分析,结果表明：VIIRS SST与Argo浮标白天的平均偏差为-0.015 5℃,标准偏差为0.514 0℃;夜间平均偏差是-0.221 4℃,标准偏差是0.418 9℃,白天平均偏差较夜间更接近Argo浮标的观测结果;VIIRS SST在白天和夜间偏差均是夏季大于冬季;白天VIIRS SST在近赤道太平洋海域、近赤道印度洋海域要高于浮标观测的海温,夜间这些地区总体要低于浮标值,白天和夜间标准偏差空间分布差异较小;与MODIS Terra和MODIS Aqua SST月平均偏差对比显示,夏季在南半球VIIRS较MODIS Terra SST偏暖强度减弱,冬季VIIRS较MODIS Terra SST在北半球中高纬度海域偏冷;夏季部分海域VIIRS SST较MODIS Aqua偏低,冬季则是大部分海域VIIRS 低于MODIS Aqua SST。     

北极星载微波辐射计海表温度遥感观测能力分析

本文利用2016年的AMSR2、GMI、WindSat和HY-2A RM等星载微波辐射计海表温度（SST）数据,分析了北极卫星遥感SST数据的时空覆盖和产品精度情况。结果表明:北极星载微波辐射计SST冬季覆盖率和有效覆盖天数要低于夏季,GMI的SST有效覆盖率较低,AMSR2较高,联合使用AMSR2、GMI、WindSat和HY-2A RM星载微波辐射计SST数据,2月份覆盖率在12%~15%之间,有效观测天数优于26 d,8月份覆盖率全月高于26%,有效观测天数优于29 d。北极地区星载微波辐射计SST数据的误差均要大于全球平均水平,AMSR2数据精度较好,WindSat与AMSR2的精度相当,GMI的均方根误差约是AMSR2的2倍,HY-2A RM数据精度低于其他星载微波辐射计水平。     

基于SVM回归模型的SAR图像有效波高估测

A new method for estimating significant wave height(SWH) from advanced synthetic aperture radar(ASAR) wave mode data based on a support vector machine(SVM) regression model is presented. The model is established based on a nonlinear relationship between σ0, the variance of the normalized SAR image, SAR image spectrum spectral decomposition parameters and ocean wave SWH. The feature parameters of the SAR images are the input parameters of the SVM regression model, and the SWH provided by the European Centre for Medium-range Weather Forecasts(ECMWF) is the output parameter. On the basis of ASAR matching data set, a particle swarm optimization(PSO) algorithm is used to optimize the input kernel parameters of the SVM regression model and to establish the SVM model. The SWH estimation results yielded by this model are compared with the ECMWF reanalysis data and the buoy data. The RMSE values of the SWH are 0.34 and 0.48 m, and the correlation coefficient is 0.94 and 0.81, respectively. The results show that the SVM regression model is an effective method for estimating the SWH from the SAR data. The advantage of this model is that SAR data may serve as an independent data source for retrieving the SWH, which can avoid the complicated solution process associated with wave spectra.     

机载波谱仪斑点噪声去除方法对比分析

针对斑点噪声降低机载波谱仪海浪谱反演精度问题,基于STORM机载波谱仪VALPARESO试验数据,分别使用数学法、阈值法、交叉谱法和小波分析法四种斑点噪声去除方法对其进行去噪处理,得到了去噪前后调制密度谱、海浪谱和噪声谱,并将反演所得海浪谱有效波高与同步观测的浮标结果进行了对比,最后对四种方法的去噪效果以及噪声谱特性进行了分析与评价。结果表明:四种去噪方法均可以有效去除斑点噪声,按照反演精度排序依次为交叉谱法、阈值法、小波分析法和数学法,其中交叉谱方法去噪效果最理想,RMSE仅为0.008,有效波高绝对误差为0.25m,相对误差为7%。