Hasselmann方法反演海浪谱

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1、Hasselmann方法从SAR图像反演海浪谱Hasselmann方法简介先给出SAR对海浪成像的正演过程(从海浪谱出发，考虑各种调制和成像理论，得出SAR图像)，然后通过迭代方法求逆，给出反演结果(由SAR图像谱求海浪谱)主要内容海浪仿真模型海浪谱反演总结运动海面成像机理静止海面成像机理仿真模型反演模型反演方法静止海面成像机理用二尺度波模拟近似海面其中长波波面表示为：其中K=(Kx,Ky)为长波波矢量，r=(x,y)是直角坐标，为长波角频率，为波面的Fourier系数⑴静止海面成像倾斜调制水动力调制距离向聚束调

2、制倾斜调制长波斜面上不同位置的微尺度波对雷达局地入射角不同，是线性调制，纯粹是一种几何效应。其中kl为k在雷达视向上的分量;正、负号分别对应VV极化和HH极化;θ为雷达波束的入射角,θ≤60°;返回⑵水动力调制长波调制微尺度波的幅度，是一种线性调制为张弛函数;为方位角;为长波角频率返回⑶距离向聚束调制长波坡度变化造成有效后向散射截面变化导致距离向聚束现象，是一种线性调制⑷运动海面成像倾斜调制水动力调制距离向聚束调制速度聚束调制速度聚束调制沿方位向传播的海浪，水质点沿距离向运动，是一种非线性调制Kx为K在x方向的波

3、数⑸仿真模型静止海面在长波调制下，海表面雷达后向散射截面由变成了其中⑹⑺仿真模型假设RAR对t=0时刻的海浪进行瞬时成像，海浪的图像强度为I(r)=做Fourier展开为Fourier系数，根据(1)，(7)，(8)，(9)式可得⑻⑼仿真模型引入海浪谱和图像谱的概念海浪谱图像谱仿真模型运动海面由于速度聚束调制作用，海面上位置为r`的成像单元在图像平面上的成像位置改变为运动海面SAR图像密度IS与静止海面的图像密度IR存在如下关系仿真模型根据图像谱的定义，并采用连续谱的形式,可得到图像谱与海浪谱的非线性转换关系仿真

4、模型海浪谱反演将刚才的非线性转换关系简写成S(K)=Mnl{W(K)}对该式进行逆运算即可SAR图像谱得到海浪谱反演方法采用逐次迭代法对积分方程式进行求解，先构造以下代价函数。其中是对SAR图像实施二维FFT得到的图像谱是输入海浪谱（第一猜测谱）是由仿真模型计算得到的图像谱是所求海浪谱是权重，常数反演方法把作为第一次迭代计算的海浪谱，即并用S(n)(K)和W(n)(K)分别表示第n次迭代计算的海浪谱和图像谱。S(n)(K)=Mnl{W(n)(K)}假设第n+1次迭代的值分别为反演方法其中可写成反演方法其中反演方法

5、S(n+1)(K)=Mnl{W(n+1)(K)}迭代终止条件一般取反演方法总结先建立海浪仿真模型，得到海浪谱与SAR图像谱之间的关系；由此关系进行逆运算，反演得到海浪谱；从宏观上来说，海浪谱的反演流程如下图所示：总结