北印度洋—南海海面风速和有效波高的年代际变化

采用1958年1月—2001年12月ECMWF ERA-40的10m风场资料,以及由该风场资料驱动WAVEWATCHⅢ得到的北印度洋—南海海域44a的海浪场资料,通过EOF分析、正交小波分析和M-K检测方法,分析了北印度洋—南海海域海面风场和有效波高的年代际变化特征。结果表明:北印度洋—南海海域存在3个大风、大浪区,其中亚丁湾以东洋面风力最强,有效波高最高;表面风场和有效波高存在35、15和3a的主周期变化,并自20世纪70年代中期以来,年平均风场和有效波高均存在明显增强趋势,1977年为突变起始年;年平均海表10m风速和有效波高随时间增大主要是由冬季和春季海表10m风速和有效波高随时间增大引起的;冬、秋季海面风场与有效波高的年际、年代际变化周期较一致,冬季以35～40a的周期为主,秋季以11～12a的周期为主。

基于数值方法的三维激光海面漫反射特性研究

为提高卫星海色遥感技术在实际应用中的效率,对不同海况下不同入射角度的三维激光海面漫反射特性进行了建模仿真计算,并在实验室条件下对激光入射波动水面后产生的散射场能量分布特性进行了研究。根据麦克斯韦尔方程和边界条件分析了散射场在各向分量间的耦合关系,矢量分解后得到了6个标量方程并用矩量法进行离散,给出了离散后的矩阵方程。用稀疏矩阵规则网格法(SMCG)求解矩阵方程,求解时采用共轭梯度法(CGM)计算。在对有限照射区域进行计算时,为减少边界效应产生的误差,用能量强度服从高斯分布的三维锥形波模拟入射激光束。仿真计算了不同粗糙度海面的三维双站散射系数,结果发现:对相同粗糙度海面模型,入射角度越小,粗糙面对激光的漫反射就越大,散射场的能量分布也越均匀。用实验对仿真结果进行验证,结果表明:与基尔霍夫近似(KA)和二维前后向迭代法(FBM)相比,该方法能准确表示波动水面的三维激光漫反射特性,为进一步研究三维激光海面漫反射特性奠定了基础。

天波超视距雷达海面风向提取技术

天波超视距雷达利用电离层对高频电磁波（3～30MHz）的反射原理，可对空中目标和海面目标进行超视距检测和跟踪，探测距离可达3000km。除军事应用外，天波超视距雷达还具有独特的海洋遥感能力。为了分析利用天波超视距雷达进行海面风向反演的可行性，本文首先分析了一阶和二阶海面后向散射回波的产生机理。同时，通过利用相邻两个波束的海面风向缓慢变化信息，研究了一种无模糊的海面风向反演算法。仿真试验表明，正、负一阶Bragg峰回波能量的相对比值受海面风向影响，基于数字波束形成技术，将该方法依次应用于雷达覆盖范围内的各检测单元，即可得到大区域的海面风向分布信息。研究结果表明，天波超视距雷达可发展成为一种有效的海面风向遥感监测手段。

海浪图象的信息提取及海杂波的抑制技术

本文在论述海洋波浪及海杂波的基本特性与数学描述的基础上,提供了用计算机对合成孔径雷达(SAR)获得的海浪图象信息提取的方法及笔者在科研实践中探索过的雷达系统对海杂波的若干已取得实效的抑制技术。

HOUGH变换在海浪遥感图像处理中的应用

本文提出了一种以FIOUGH变换为基础的海浪波长波向分析法,并对SEASAT合成孔径雷达获取的海洋遥感图像进行了方向和波长分析。该方法模拟人类纹理视觉机理,首先应用CFCM动态聚类方法对波峰、波谷和过渡带进行分类,然后采用随机行走模型对分类图像进行滤波,以获得整图的全局走向信息,再以此先验信息为先导对分类后的纹理图像进行定向跟踪拟合,得到代表海浪波峰的直线族图,最后在再对此图进行HOUGH变换和分析的基础上得到精确的波长与波向。

风浪因素对海洋波导雷达回波作用机理的研究

采用文氏谱模型描述近海海洋动力环境海面的粗糙特征,并运用海浪谱理论得到风速和均方根高度偏差的关系.进而应用修正的离散混合傅里叶变换方法和改进的雷达散射系数模型分别计算了电磁波传输损耗和雷达散射系数.在此基础上,通过数值计算分析了风浪因素对海洋波导环境雷达回波功率值的影响.结果表明,风浪因素对不同观测高度处的传输损耗的影响均不大;风浪因素对雷达回波功率有显著影响,并且相对于传输损耗,雷达散射系数项受风浪因素影响较大因而导致较大的雷达回波功率的变化.