光學(xué)遙感影像中耀斑區(qū)內(nèi)孤立波信息提取模型.pdf

1、海洋內(nèi)波在邊緣海和陸架區(qū)域是幾乎處處可見(jiàn)的海洋現(xiàn)象。內(nèi)波在密度躍層附近生成并傳播，伴隨著等密度面較大的起伏和較強(qiáng)的流速切變，威脅著水下潛艇的航行安全，對(duì)海上石油平臺(tái)的作業(yè)也有較大影響。內(nèi)波還造成聲場(chǎng)的起伏，降低了聲吶的使用效能。內(nèi)波的傳播可以導(dǎo)致湍流和混合，是海洋能量輸送的一種途徑，并影響局部海域的水交換、沉積和再懸浮。因此對(duì)于內(nèi)波的研究既有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求也有重大的科學(xué)意義。 由于內(nèi)波生成、傳播在水下，常規(guī)的海洋觀(guān)測(cè)手段觀(guān)測(cè)成本

2、高，且受到環(huán)境條件的制約而數(shù)據(jù)獲取困難。遙感是目前唯一有效的大范圍的內(nèi)波觀(guān)測(cè)手段。目前SAR經(jīng)常用于內(nèi)波的研究，但是SAR也存在著衛(wèi)星重訪(fǎng)周期長(zhǎng)、數(shù)據(jù)費(fèi)用高、圖像噪聲較大等的不足。光學(xué)遙感雖然容易受到云的影響，但是以MODIS為代表的中分辨率光學(xué)遙感器，其圖像覆蓋范圍大、時(shí)間分辨率高、數(shù)據(jù)公開(kāi)免費(fèi)等優(yōu)勢(shì)可以彌補(bǔ)其不足成為內(nèi)波研究的重要數(shù)據(jù)源。本文的目的是研究?jī)?nèi)波在光學(xué)圖像中的特征，建立從光學(xué)圖像提取內(nèi)波特征參數(shù)的模型，然后在南海海域開(kāi)展

3、示范應(yīng)用研究。 由于內(nèi)波SAR遙感研究已開(kāi)展較為深入，本文主要借鑒內(nèi)波SAR探測(cè)的成功經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展內(nèi)波光學(xué)遙感研究。本文首先研究了內(nèi)波光學(xué)圖像的特征，由于內(nèi)波在光學(xué)圖像與在SAR成像具有一定的相似性，通過(guò)與SAR影像的對(duì)比分析，給出了內(nèi)波在光學(xué)圖像耀斑區(qū)具有與SAR相似的表面特征，只是亮暗順序與SAR相反，但同樣與內(nèi)波的極性有關(guān)。其次，本文針對(duì)內(nèi)波光學(xué)圖像解譯遇到的問(wèn)題發(fā)展了兩種均衡化處理方法，有助于整幅圖像內(nèi)波特征的增強(qiáng)顯示，便

4、于內(nèi)波信息的提??；而且應(yīng)用了二維EMD方法成功實(shí)現(xiàn)了內(nèi)波與海浪的信息分離，為利用較高分辨率光學(xué)圖像提取內(nèi)波信息做好了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。然后，在本文的核心部分，即內(nèi)波光學(xué)遙感探測(cè)模型的建立上，首先引入了強(qiáng)非線(xiàn)性的KdV3N模型，并給出了數(shù)值算法，較為準(zhǔn)確的模擬了南海北部真實(shí)情況下的大振幅內(nèi)波，特別是波形與實(shí)測(cè)更為一致；進(jìn)一步建立了太陽(yáng)耀斑區(qū)內(nèi)波光學(xué)成像的仿真模型，仿真的結(jié)果與真實(shí)圖像特征吻合；在此基礎(chǔ)上，探討建立了利用光學(xué)圖像內(nèi)波條紋亮暗間距進(jìn)行