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《中国海洋大学》 2009年
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光学遥感影像中耀斑区内孤立波信息提取模型

康健  
【摘要】: 海洋内波在边缘海和陆架区域是几乎处处可见的海洋现象。内波在密度跃层附近生成并传播,伴随着等密度面较大的起伏和较强的流速切变,威胁着水下潜艇的航行安全,对海上石油平台的作业也有较大影响。内波还造成声场的起伏,降低了声呐的使用效能。内波的传播可以导致湍流和混合,是海洋能量输送的一种途径,并影响局部海域的水交换、沉积和再悬浮。因此对于内波的研究既有现实应用需求也有重大的科学意义。 由于内波生成、传播在水下,常规的海洋观测手段观测成本高,且受到环境条件的制约而数据获取困难。遥感是目前唯一有效的大范围的内波观测手段。目前SAR经常用于内波的研究,但是SAR也存在着卫星重访周期长、数据费用高、图像噪声较大等的不足。光学遥感虽然容易受到云的影响,但是以MODIS为代表的中分辨率光学遥感器,其图像覆盖范围大、时间分辨率高、数据公开免费等优势可以弥补其不足成为内波研究的重要数据源。本文的目的是研究内波在光学图像中的特征,建立从光学图像提取内波特征参数的模型,然后在南海海域开展示范应用研究。 由于内波SAR遥感研究已开展较为深入,本文主要借鉴内波SAR探测的成功经验开展内波光学遥感研究。本文首先研究了内波光学图像的特征,由于内波在光学图像与在SAR成像具有一定的相似性,通过与SAR影像的对比分析,给出了内波在光学图像耀斑区具有与SAR相似的表面特征,只是亮暗顺序与SAR相反,但同样与内波的极性有关。其次,本文针对内波光学图像解译遇到的问题发展了两种均衡化处理方法,有助于整幅图像内波特征的增强显示,便于内波信息的提取;而且应用了二维EMD方法成功实现了内波与海浪的信息分离,为利用较高分辨率光学图像提取内波信息做好了数据准备。然后,在本文的核心部分,即内波光学遥感探测模型的建立上,首先引入了强非线性的KdV3N模型,并给出了数值算法,较为准确的模拟了南海北部真实情况下的大振幅内波,特别是波形与实测更为一致;进一步建立了太阳耀斑区内波光学成像的仿真模型,仿真的结果与真实图像特征吻合;在此基础上,探讨建立了利用光学图像内波条纹亮暗间距进行内波振幅估计的经验模型,在东沙环礁附近的小区域进行了试用,结果比较满意。最后,本文基于大量的MODIS数据进行了南海北部内波特征的统计研究,给出了南海北部内波传播速度的空间分布、内波的时空分布特征等结果,充分发挥了光学数据用于内波研究的优势,加深了对南海北部内波的认识。 通过以上工作,本文实现了将光学遥感图像太阳耀斑区信息在内波研究中的应用,初步建立了光学遥感在海洋内波研究的应用途径。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P237

【引证文献】
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1 王隽;基于卫星遥感观测的南海内波发生源与传播路径分析[D];中国海洋大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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1 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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10 张敬;海岸、河口区三维近岸环流与物质输运数值研究[D];中国海洋大学;2010年
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9 徐珊珊;2008年黄海浒苔事件期间的物理要素特征[D];中国海洋大学;2010年
10 刘鲁燕;HAMSOM模式在东海内潮研究中的应用[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
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1 蔡树群,甘子钧;南海北部孤立子内波的研究进展[J];地球科学进展;2001年02期
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10 柯自明;尹宝树;徐振华;侯一筠;;南海文昌海域内孤立波特征观测研究[J];海洋与湖沼;2009年03期
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【二级引证文献】
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1 司宗尚;中国海内潮波和内孤立波破碎与混合的若干问题的机理研究[D];中国海洋大学;2012年
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【二级参考文献】
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【相似文献】
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1 于猛■点评人 中国地质调查局总工程师 张洪涛;我国成功钻获“可燃冰”[N];人民日报;2007年
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3 ;南海北部发现大储量“可燃冰”[N];新华每日电讯;2003年
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5 记者 李晓明;我国首次钻获天然气水合物[N];地质勘查导报;2007年
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7 徐海 李洁尉;南海白云凹陷机制初步确定[N];中国海洋报;2006年
8 周丽燕;我国成功钻获“可燃冰”[N];人民政协报;2007年
9 王巧然;我国在南海北部钻获“可燃冰”[N];中国石油报;2007年
10 记者 黄晓芳实习生 吕雁玲;南海北部钻获“可燃冰”[N];经济日报;2007年
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1 康健;光学遥感影像中耀斑区内孤立波信息提取模型[D];中国海洋大学;2009年
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6 司宗尚;中国海内潮波和内孤立波破碎与混合的若干问题的机理研究[D];中国海洋大学;2012年
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9 宫响;南海北部次表层叶绿素最大值特征的理论分析及数值模拟研究[D];中国海洋大学;2012年
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1 梁建军;二模态内孤立波的数值模拟实验[D];中国海洋大学;2012年
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5 韩冰;台湾岛东北部内孤立波生成及传播机制研究[D];中国海洋大学;2011年
6 高原雪;海洋内孤立波与深海立管的相互作用数值模拟研究[D];上海交通大学;2012年
7 李德磊;南海西北部内孤立波的数值模拟研究[D];中国海洋大学;2012年
8 刘碧涛;内孤立波与深海立管相互作用数值模拟研究[D];上海交通大学;2011年
9 柯自明;文昌海域内波特征研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2007年
10 李国迎;分层流中三维内孤立波与潜体相互作用的数值模拟研究[D];华南理工大学;2012年
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