利用卫星资料反演表面海流的研究
发布时间：2024-04-09 18:35
海流对海洋中多种物理过程、化学过程、生物过程和地质过程,以及海洋上空的气候和天气的形成及变化,都有影响和制约的作用；对于海军作战,海流是考虑作战的重要因素之一,恰当地利用海流,对作战会起到降低战争消耗,增加胜利因素的一个筹码。然而,目前利用的常规手段对大面积海域的表面海流实施高频率实时观测几乎是不可能的。卫星资料具有覆盖范围广,时间分辨率和空间分辨率高的特点,因此,研究如何利用卫星资料开展表面海流遥感反演,具有非常重要的理论和实践意义。 基于优化通道组合和减少阈值设置的思想,利用MODIS资料的多光谱特性,提出了一种多种算法结合优化的云检测方法,为海流的监测反演计算提供了较高的晴空像元可信度。分析最大相关系数方法(MCC)海表流反演原理以及其误差来源,基于连续时刻水体红外、光学特征,利用MCC方法反演得到表面海流场。采用DINEOF方法,对卫星反演的海表流场结果中,由于云覆盖和反演方法本身缺陷所导致的数据空白区插值补缺；并提出了一种基于变分同化方法并结合正则化思想的表面海流场全局优化方法,对插值后数据进行优化调整。通过对Jason-1资料统计试验,确定后向散射截面临界点,使其可作为采用...
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 云覆盖研究进展及意义
1.2.2 序列图象资料海表流场反演
1.2.3 星载雷达高度计反演海面风速
1.3 研究的内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.3.3 技术路线
1.3.4 论文结构
第2章 研究区说明及数据处理
2.1 研究区域及数据说明
2.1.1 研究区域
2.1.2 实测表而海流简介
2.1.3 EOS/MODIS卫星资料简介
2.1.4 SSH资料简介
2.2 EOS/MODIS卫星资料处理
2.2.1 辐射计算
2.2.2 条带噪声去除
2.2.3 边缘Bowtie效应纠正
2.2.4 太阳天顶角纠正
2.2.5 临边效应的订正
2.2.6 图像的投影
2.2.7 太阳耀斑区的识别
2.3 SSH资料处理
2.3.1 高度计测高原理
2.3.2 高度计测高误差的原因及消除方法
2.4 高精度海上云检测
2.4.1 光谱特征分析
2.4.2 NASA云检测算法
2.4.3 本文的云检测方法确定
小结
第3章 序列卫星资料海表流场反演
3.1 海面温度计算
3.1.1 海面温度的反演原理
3.1.2 海表温度反演算法设计
3.1.3 计算结果
3.2 序列卫星资料海表流场反演原理
3.2.1 示踪物的特性分析
3.2.2 示踪物追踪方法
3.2.3 流向流速计算
3.2.4 质量控制
3.3 特征量跟踪中的误差分析及纠正
3.3.1 特征跟踪中的误差
3.3.2 纠正地理定位错误
3.4 实例分析
3.4.1 美国西海岸夜间
3.4.2 美国话海岸日间
3.4.3 江苏沿海夜间
3.4.4 江苏沿海日间
小结
第4章 优化调整MCC法反演海表流场
4.1 缺测数据的插值补缺
4.1.1 Kriging插值方法
4.1.2 DINEOF的原理
4.1.3 实验分析
4.2 变分同化方法并结合正则化思想的表面海流场全局优化
4.2.1 变分同化技术原理
4.2.2 海表流场变分同化优化调整方法
4.2.3 实验分析
小结
第5章 海表高度计海面风速校正及地转流反演
5.1 JASON-1卫星基本信息及雷达高度计反演海面参数原理
5.1.1 Jason-1卫星基本信息
5.1.2 雷达高度计反演海面参数原理
5.2 VANDEMARK-CHAPRON算法与YOUNG算法联合反演JASON-1雷达高度计海面风速的校准方法研究
5.2.1 VC反演算法与Young反演算法简介
5.2.2 联合使用VC算法与Young算法的校准方法
5.2.3 实例分析
5.3 地转流计算原理及结果
5.3.1 美国西海岸
5.3.2 江苏沿海
小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 研究创新点
6.3 下一步工作
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3949477
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 云覆盖研究进展及意义
1.2.2 序列图象资料海表流场反演
1.2.3 星载雷达高度计反演海面风速
1.3 研究的内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.3.3 技术路线
1.3.4 论文结构
第2章 研究区说明及数据处理
2.1 研究区域及数据说明
2.1.1 研究区域
2.1.2 实测表而海流简介
2.1.3 EOS/MODIS卫星资料简介
2.1.4 SSH资料简介
2.2 EOS/MODIS卫星资料处理
2.2.1 辐射计算
2.2.2 条带噪声去除
2.2.3 边缘Bowtie效应纠正
2.2.4 太阳天顶角纠正
2.2.5 临边效应的订正
2.2.6 图像的投影
2.2.7 太阳耀斑区的识别
2.3 SSH资料处理
2.3.1 高度计测高原理
2.3.2 高度计测高误差的原因及消除方法
2.4 高精度海上云检测
2.4.1 光谱特征分析
2.4.2 NASA云检测算法
2.4.3 本文的云检测方法确定
小结
第3章 序列卫星资料海表流场反演
3.1 海面温度计算
3.1.1 海面温度的反演原理
3.1.2 海表温度反演算法设计
3.1.3 计算结果
3.2 序列卫星资料海表流场反演原理
3.2.1 示踪物的特性分析
3.2.2 示踪物追踪方法
3.2.3 流向流速计算
3.2.4 质量控制
3.3 特征量跟踪中的误差分析及纠正
3.3.1 特征跟踪中的误差
3.3.2 纠正地理定位错误
3.4 实例分析
3.4.1 美国西海岸夜间
3.4.2 美国话海岸日间
3.4.3 江苏沿海夜间
3.4.4 江苏沿海日间
小结
第4章 优化调整MCC法反演海表流场
4.1 缺测数据的插值补缺
4.1.1 Kriging插值方法
4.1.2 DINEOF的原理
4.1.3 实验分析
4.2 变分同化方法并结合正则化思想的表面海流场全局优化
4.2.1 变分同化技术原理
4.2.2 海表流场变分同化优化调整方法
4.2.3 实验分析
小结
第5章 海表高度计海面风速校正及地转流反演
5.1 JASON-1卫星基本信息及雷达高度计反演海面参数原理
5.1.1 Jason-1卫星基本信息
5.1.2 雷达高度计反演海面参数原理
5.2 VANDEMARK-CHAPRON算法与YOUNG算法联合反演JASON-1雷达高度计海面风速的校准方法研究
5.2.1 VC反演算法与Young反演算法简介
5.2.2 联合使用VC算法与Young算法的校准方法
5.2.3 实例分析
5.3 地转流计算原理及结果
5.3.1 美国西海岸
5.3.2 江苏沿海
小结
第6章 结论和展望
6.1 结论
6.2 研究创新点
6.3 下一步工作
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢
本文编号：3949477
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