用Hassehmann方法从SAR海浪图像反演海浪方向谱的研究

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1、中国海洋大学硕士学位论文用Hassehmann方法从SAR海浪图像反海浪方向谱的研究姓名：王来剖申请学位级别：硕士专业：物理海洋（海洋技术）指导教师：贺明霞2002.7.31用Hasselmann方法从SAR海浪图像反演海浪方向谱的研究摘要本文系统介绍了利用Hasselmann方法从卫星SAR海表图像反演海浪方向谱的理论、方法、软件以及在中国海的印证。对反演涉及的猜测谱问题，猜测谱涉及的风场数据问题，SAR图像预处理问题以及雷达波段的影响问题进行了探讨。并对ORSI—SAR．OW软件进行了升级。关

2、键词：卫星合成孔径雷达；海浪方向谱；图像处理；反演StudyofDirectionalWaveSpectrumfromSARImageUsingHasselmann’sMethodAbstractThetheory,methodologyandsoftwarefortheretrievalofoceanwavespectrumfromsatelliteSyntheticApertureRadar(SAR)imagesusingHasselmann’smethodareintroducedinthi

3、sthesis．ThevalidationintheChinaSeasiscardedout．Thefirstguessspectrum，thewinddatanecessaryforderivingtheguessspectrum，thepre—processingofSARimagesandtheinfluenceoftheradarchannels，whichareinvolvedintheretrieval，arediscussed．TheORSI-SAR—OWsoftwareisupda

4、ted．KeyWords：SatelliteSyntheticApertureRadar(SAR)；DirectionalOceanWaveSpectrum；imageprocessing；retrieval第一章前言1952年Pierson把通讯理论应用于海浪研究，利用谱的概念来描述随机海浪成为研究海浪的主要手段。所谓海浪谱或海浪频谱，即海浪能量在不同频率上的分布。海浪方向谱则给出了海浪能量在不同频率和方向上的分布，由海浪方向谱可以得到海浪频谱以及有效波高、有效波周期、平均频率、峰值频率、谱宽、

5、波长和传播方向等海浪参数。20世纪50年代后，出现了各种不同形式的海浪频谱。Neumann于1952年提出半经验的充分成长的风浪谱[Neumann，1952】。1959年Bretschneider提出B氏谱，是由波高与波周期的联合分布概率密度函数解析导出的海浪频谱[Bretschneider，1959]。Pierson和Moscowitz于1964年提出PM谱，它基于1955～1960年北大西洋的观测资料[PiersonandMoscowitz，1964】。1968～1970年，英、荷、美、德等国

6、实施“北海波浪联合计划”(JointNorthSeaWaveProject，简称JONSWAP)，首次在丹麦、德国西海岸进行海浪系统观测，基于此，Hasselmann等在1973年提出了JONSWAP谱[HasselmannK．，eta1．1973】。1974年Snyder分析了1968—1972年Abaco湾的观测资料，对JONSWAP谱进行了验证fsnyder，1974】。1980年Misuyasu利用日本近海和东海的测波仪数据对JONSWAP谱进行了分析[Misuyasu，1980】。198

7、1年Huang等提出了Wallops谱[Huang，etal，1981】，其优点是仅有两个参量(．)。和‘，其中E与水深相关，具有较普遍的实用性。1988年文圣常等给出了适用于各种海浪状态和水深的海浪频谱[WenS．C．eta1．，1988a，1988b]。1994年文圣常等在1988年谱的基础上提出了一个新谱，此谱不仅在理论上更加合理，而且采用简单的形式克服了1988年谱在两频段交接处谱的斜率不连续的缺点[WenS．C．etal，1994a，1994b]。1960年Cote等利用航空立体照相海浪

8、观测的数据提出了第一个海浪方向谱[Cote，19601。1961年Longuet—Higgins等提出一个由一维频谱和方向函数表示的简单的方向谱[Longuet，etal，1961]。1970年，Oarrett得到了四个三维谱(波数一频谱)[Garrett，1970]。1975年Mitusyasu等给出了Longuet—Higgins方向谱中一些参数的经验关系[Misuyasu，1975】。1980年Hasselmann等根据JONSWAP观测资料提出了Longuet-Higgin