航海雷達圖像反演海浪波高技術研究.pdf

1、海浪是海水運動的重要形式之一，海浪隨空時做周期性變化。海浪對船舶運輸、漁業(yè)捕撈、海上軍事活動、近岸設施等造成嚴重的破壞作用，因此，對海浪進行多手段、全方位、實時性監(jiān)測具有巨大的軍用及商業(yè)價值。航海雷達測浪儀是通過采集航海雷達圖像數據結合相關方法進行分析提取海浪參數，提供實時海況信息來保障海上活動安全的設備。
　　本文根據Rune(Rune.Gangeskar)基于隨機粗糙面電磁波散射理論，提出的雷達圖像陰影反演波高算法來分析本實驗

2、的雷達圖像數據。通過分析Rune陰影估測結果發(fā)現(xiàn)：Rune算法存在陰影分割不均勻、偏差大等缺陷，影響到散點的分布畸變使得擬合波陡的偏差增大，直接影響到波高的估測精度，針對這個問題本文在Rune雷達圖像陰影算法基礎上提出一種改進的陰影估測波高算法。首先，濾除同頻干擾，將圖像稀疏化，利用邊緣檢測算子檢出雷達圖像的邊緣區(qū)；其次，通過邊緣區(qū)的直方圖獲得閾值，利用陰影閾值提取圖像中的陰影區(qū)；接著，使用本文改進的自適應分割法對陰影區(qū)進行分割，求取陰

3、影比例。最后，結合低掠射角下的史密斯陰影函數模型求出波陡，通過 N-M最優(yōu)估計原則得出最優(yōu)波陡，根據波陡的定義算出有效波高。經過大量數據實驗表明改進后實驗結果的精度明顯提高，從而驗證了改進策略的有效性及科學性。在上述陰影算法的實驗結果上提出了一種新陰影反演算法，實驗研究發(fā)現(xiàn)在掠射角小于3°的固定區(qū)域內，陰影比例隨著波高的變化而變化，基于這個發(fā)現(xiàn)提出假設：波高與陰影比例存在類似于信噪比與波高間的線性關系，并用實驗驗證。首先，基于上述實驗背