光学遥感影像中耀斑区内孤立波信息提取模型
【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。
|
|
|
|
1 |
袁叔尧,邓九仔;南海北部内孤立波数学模型[J];热带海洋;1999年03期 |
2 |
刘秦玉,孙即霖,贾旭晶;春季南海北部上混合层的数值模拟与数值实验[J];海洋与湖沼;2002年05期 |
3 |
汪蕴璞,林锦璇,王翠霞,王思源,汪珊;南海北部软泥水化学垂向剖面类型及其形成机制[J];水文地质工程地质;1993年05期 |
4 |
韦刚健,李献华,聂宝符,孙敏,刘海臣;南海北部滨珊瑚高分辨率Mg/Ca温度计[J];科学通报;1998年15期 |
5 |
施小斌,周蒂,张毅祥;南海北部陆缘岩石圈热-流变结构[J];科学通报;2000年15期 |
6 |
方文东,施平,毛庆文,甘子钧;南海北部上层海洋变化的定点观测分析[J];海洋学报(中文版);2000年05期 |
7 |
林长松;高金耀;虞夏军;叶芳;谭勇华;;南海北部新生代的构造运动特征[J];海洋学报(中文版);2006年04期 |
8 |
张伟;武强;黄敬利;;南海北部陆架盆地隐蔽油气藏勘探[J];海洋石油;2006年03期 |
9 |
郭朴;方文东;甘子钧;陈荣裕;龙小敏;;南海北部大陆坡区的内潮特征[J];科学通报;2006年S3期 |
10 |
杨金湘;林新油;万振文;;南海北部陆架碳循环模式的建立——水动力模式部分[J];厦门大学学报(自然科学版);2008年03期 |
11 |
杨庆轩;梁鑫峰;田纪伟;康建军;;南海北部海流观测结果及其谱分析[J];海洋与湖沼;2008年06期 |
12 |
王庆光;徐瑞松;王洁;;南海北部油气微生物勘查研究[J];地质科技情报;2010年05期 |
13 |
刘华雪;黄良民;谭烨辉;宋星宇;黄建荣;李涛;;夏季南海北部沙壳纤毛虫种类组成及空间分布(英文)[J];Marine Science Bulletin;2010年02期 |
14 |
叶冬;王瑞文;;基于集合同化方法的南海北部最优观测实验[J];海洋通报;2011年03期 |
15 |
陈俊仁,郑祥民;南海北部内陆架沉积物来源及控制因素的研究[J];海洋学报(中文版);1985年05期 |
16 |
顾兆炎,刘东生,陈明扬,郑淑蕙,陈成业,刘妍;中国南海沉积物中有孔虫的氧同位素研究[J];第四纪研究;1991年01期 |
17 |
刘建华;南海北部大陆坡-深海盆过渡区的地壳性质[J];热带海洋学报;1993年02期 |
18 |
冯文科,石要红,陈玲辉;南海北部外陆架和上陆坡海底滑坡稳定性研究[J];海洋地质与第四纪地质;1994年02期 |
19 |
魏国彦,李孟扬,段威武,陈超云,汪中和;南海东北部末次冰期—全新世古海洋学[J];海洋地质与第四纪地质;1999年03期 |
20 |
刘秦玉,贾英来,杨海军,刘征;南海北部海面高度季节变化的机制[J];海洋学报(中文版);2002年S1期 |
|