基于极化与多种纹理特征的高分辨率全极化SAR海面风场反演研究

批准号:
41306192
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
郑罡
依托单位:
学科分类:
D0607.海洋遥感
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨劲松、任林、潘玉方、王小珍
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中文摘要
随着高分辨率全极化合成孔径雷达(SAR)的发展,SAR能提供更多的极化和纹理信息供海面风场反演。但相应的海面风场反演研究却尚处起步阶段。本研究针对"如何利用极化和多种纹理特征来反演海面风场"这一问题进行探索,拟从以下两方面展开。1)在建立风浪全极化散射数值模型的基础上,分析极化参数与海面风场之间的关系。通过拟合模型-遗传优化和人工神经网络两种途径,探索全极化SAR地球物理模式函数的构建方法。2)采用灰度共生矩阵法,提取相关、角二阶矩及对比度等纹理特征以确定风向,在风向上进一步提取其它纹理特征,探索纹理特征与风速之间的关系,形成基于多种纹理特征的风场反演方法。另外,对传统局部梯度法进行改进,提高其效率和精度,并将其结合到上面方法中。本研究侧重基础性,将完善极化和纹理特征与海面风场之间关系的研究,并为SAR海面风场反演开拓新的思路,新颖且具有重要科学意义。
英文摘要
As the development of high resolution fully polarimetric synthetic aperture radar (SAR), it can offer more polarimetric and texture information for retrieving sea surface wind field. However, the corresponding research on sea surface wind retrieval is still at the preliminary stage. In this study, the problem of "how to use polarimetric and multiple texture features to retrieve sea surface wind field" will be explored. The study will be carried out from the following two aspects. 1) Based on the numerical model of fully polarimetric scattering from wind waves, the relationship between polarimetric parameters and sea surface wind field will be analyzed. The construction method of the fully polarimetric SAR geophysical model function will be searched by fitting model-genetic optimization and artificial neural network. 2) By using the gray level co-occurrence matrix method, the texture features (correlation, angular second moment, contrast, etc.) will be extracted to retrieve wind direction. Further, the other texture features will be extracted in wind direction. The relationship between them and wind speed will be explored. A method based on multiple texture features will be established for sea surface wind retrieval. Additionally, the traditional local gradient method will be improved for efficiency and accuracy, and combined with the above method. This study is basic research. It will enrich the research on the relationship between polarimetric and texture features and sea surface wind field, and explore new ways for sea surface wind retrieval from SAR. It is novel and has important scientific significance.
本项目开展了基于极化特征和纹理特征的全极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)海面风场反演研究。本项目首先采用积分方程法结合海浪谱建立了风浪全极化散射数值模型,基于该模型研究了极化特征与海面风场之间的关系。本项目其次针对SAR海面风向反演给出了改进的梯度法。本项目最后提取了SAR图像的多种纹理特征,研究了纹理特征与海面风场之间的关系,并给出了基于纹理特征的SAR海面风向反演新方法。本项目的对比结果显示:相比传统的傅立叶变换法和梯度法,无论是采用了本项目中所给出的改进梯度法还是基于纹理特征的新方法,SAR所反演的海面风向和参考数据风向之间的差异均有所减小。本项目同时给出了基于纹理特征的海面风速反演新方法,该方法可作为SAR海面风速反演现有方法的一种补充。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1080/01431161.2016.1142690
发表时间:2016-02
期刊:International Journal of Remote Sensing
影响因子:3.4
作者:Shuangyan He;Antony K. Liu;Cheng‐Ku Yu;Zhiguo He;Jingsong Yang;G. Zheng;Ying Chen
通讯作者:Shuangyan He;Antony K. Liu;Cheng‐Ku Yu;Zhiguo He;Jingsong Yang;G. Zheng;Ying Chen
Significant wave height estimation using azimuth cutoff of C-band RADARSAT-2 single-polarization SAR images
利用 C 波段 RADARSAT-2 单偏振 SAR 图像的方位角截止估计有效波高
DOI:10.1007/s13131-015-0769-6
发表时间:2015-11
期刊:Acta Oceanologica Sinica
影响因子:1.4
作者:Lin Ren;Jingsong Yang;Gang Zheng;Juan Wang
通讯作者:Juan Wang
Wave effects on the retrieved wind field from the advanced scatterometer (ASCAT)
波浪对先进散射仪 (ASCAT) 反演风场的影响
DOI:10.1007/s13131-015-0600-4
发表时间:2015-01
期刊:Acta Oceanologica Sinica
影响因子:1.4
作者:Jingsong Yang;Gang Zheng;Juan Wang;Peng Chen
通讯作者:Peng Chen
A joint method to retrieve directional ocean wave spectra from SAR and wave spectrometer data
一种从SAR和波浪谱仪数据中反演定向海浪谱的联合方法
DOI:10.1007/s00343-015-5043-4
发表时间:2016-04
期刊:Chinese Journal of Oceanology and Limnology
影响因子:--
作者:Lin Ren;Jingsong Yang;Gang Zheng;Juan Wang
通讯作者:Juan Wang
Polarimetric Simulations of Bistatic Scattering From Perfectly Conducting Ocean Surfaces With 3 m/s Wind Speed at L-Band
L 波段风速 3 m/s 的完美传导海洋表面双基地散射的偏振模拟
DOI:10.1109/jstars.2015.2443071
发表时间:2016-03
期刊:Ieee Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing
影响因子:5.5
作者:Yang Jingsong;Du Yang;Shi Jiancheng
通讯作者:Shi Jiancheng
台风近海面三维运动特征的卫星遥感研究
- 批准号:RG25D060003
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2025
- 负责人:郑罡
- 依托单位:
台风顶部与底部运动特征的卫星遥感研究
- 批准号:LR21D060002
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:郑罡
- 依托单位:
无雨和有雨情况下海面小入射角电磁散射特性的仿真研究
- 批准号:41676167
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:郑罡
- 依托单位:
国内基金
海外基金
