X波段雷达图像提取海面风场
海洋，既绚丽多姿，又高深莫测，强烈地吸引着一代又一代的人们去探索研究和开发利用，已成为当今世界的一个重要话题，将为人类的生存和发展提供广阔的前景。海洋面积约占地球面积的三分之二，海洋各类资源丰富。21世纪将是海洋开发的世纪。这个新世纪的重要标志之一是海洋技术，特别是海洋高技术的发展。但海洋环境极其复杂，风、浪、流、潮等物理海洋要素数据及其变化规律的研究对于国防、航运、造船、港口以及海上石油平台的建设都具有非常重要的意义。
X波段导航雷达不仅可用于监视海上移动目标、测量海浪和海流，而且可以提取海面风场。X波段雷达相对于其它工具具有经济、实时和便捷的特点，可以方便、全天候地监测附近海域海洋动力环境要素。
论文首先介绍了海面风场提取的方法和研究现状，接着对多传感器提取风场的方法作了综述，通过分析和比较，在算法原理和方法上具有一定程度的相似性，能够将多传感器提取风场的方法系统起来，对进一步海面风场科学研究具有重要的参考价值。
作者主要介绍了X波段雷达提取风场的算法研究和一些相关知识以及所进行的试验，这是本论文的主要内容。其算法分为两个，一个是基于光流运动估计技术的方法提取风场，另一个是利用局部梯度法提取风向和神经网络提取风速。在此，重点介绍的是前一种，这种新技术不需要校正雷达系统的相位，从试验结果来看，大多数结果还是比较好的，证实了这种算法的可执行性。但是由于试验数据的不够丰富以及近海海域的不均匀性等因素存在，还有一定的误差，需要通过进一步的研究去消除；对于后者，主要沿用了合成孔径雷达反演海面风向的局部梯度算法。但是，由于时间的紧促和数据的缺乏，最终并没有通过大量的试验去研究，只是给出了几个简单的结果；对于神经网络提取风速，我们利用了39组数据，分成训练的和测试的两部分，得出了与现场风数据比较符合的风速结果。相信如果我们加大外海试验力度，采集了丰富的试验数据，定能得出非常满意的结果。
总之，作者在课题组研制的“海洋动力环境X波段雷达监测系统(XWCMS)”原理样机基础上，实现了海面风场反演算法研究，证明了该算法的科学性和可行性，基本达到了课题研究目标的要求，为进一步更加深入研究X波段雷达提取海面风场奠定了坚实的基础，具有重要的研究价值。
X波段;雷达图像提取;风场;神经网络;局部梯度
中国海洋大学
硕士
凝聚态物理
王剑
2009
中文
TN959.4;TN957.52
46
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）