合成孔徑雷達(dá)圖像海洋內(nèi)波探測

前言

海洋不僅是海洋生物的天堂，也是人類賴以生存的基礎(chǔ)。全球海洋的總面積約為3.6×108km2，幾乎為陸地面積的2.5倍。海洋是地球上未充分開發(fā)利用的最主要的資源寶庫。我國是個海洋大國，具有巨大資源，又擁有國際航道的重要地位，是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和國防建設(shè)的重要陣地。海洋對人類來說總像是蒙著一層神秘的面紗，雖然人類早已登上遠(yuǎn)離地球384400km的月球，但至今還沒有下潛超出10km的海洋深處進(jìn)行直接探測，對海洋的認(rèn)識不足制約了我們合理開發(fā)海洋資源。進(jìn)入21世紀(jì)，在海洋強(qiáng)國、海洋強(qiáng)軍戰(zhàn)略思想指導(dǎo)下，在微波成像技術(shù)國家重點實驗室成立之際，我們結(jié)合國家對微波成像技術(shù)國家重點實驗室定位要求，確認(rèn)拓展合成孔徑雷達(dá)對海洋觀測和海洋目標(biāo)檢測的應(yīng)用作為主要研究方向。我們從海面微波散射特性、擾動的微波成像機(jī)理和海洋動力環(huán)境特性的研究角度出發(fā)，把微波遙感信息獲取、處理和應(yīng)用技術(shù)的研究用于海洋觀測和海洋動力環(huán)境探測的目標(biāo)上，在微波成像雷達(dá)系統(tǒng)級、時變的弱信號成像處理和海洋紋理信息提取三個層面上展開了全面研究工作，包括理論分析、計算機(jī)仿真和海上試驗，取得了一系列突破和進(jìn)展。

內(nèi)容概要

　　近年來，利用SAR圖像進(jìn)行海洋內(nèi)波探測在海洋遙感領(lǐng)域受到很大關(guān)注，成為SAR重要的海洋應(yīng)用之一?！逗铣煽讖嚼走_(dá)圖像海洋內(nèi)波探測》圍繞SAR圖像海洋內(nèi)波專題，在內(nèi)波參數(shù)反演、海洋環(huán)境和雷達(dá)觀測條件對SAR內(nèi)波成像的影響、內(nèi)波SAR成像仿真等方面進(jìn)行了詳細(xì)深入的研究、探討以及歸納總結(jié)?！逗铣煽讖嚼走_(dá)圖像海洋內(nèi)波探測》內(nèi)容包括基礎(chǔ)理論知識和筆者近年來的研究成果，也綜述了具有代表性的國內(nèi)外參考文獻(xiàn)。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 海洋內(nèi)波1.2 海洋內(nèi)波的研究意義1.3 利用合成孔徑雷達(dá)圖像研究海洋內(nèi)波1.4 SAR圖像內(nèi)波觀測實地實驗1.4.1 加拿大SURSAT項目實驗1.4.2 美國／加拿大JOWIP實驗及SARSEX實驗1.4.3 美國／俄羅斯聯(lián)合JUSREX實驗1.4.4 中國／美國／韓國聯(lián)合ASIAEX實驗1.5 內(nèi)波分布第2章 內(nèi)波流體力學(xué)基礎(chǔ)及其SAR遙感機(jī)理2.1 海洋內(nèi)波基礎(chǔ)和流體動力學(xué)模型2.1.1 一維內(nèi)孤立波傳播模型2.1.2 二維內(nèi)孤立波傳播模型2.2 SAR海洋內(nèi)波成像機(jī)理2.2.1 海面微波散射模型2.2.2 SAR內(nèi)波成像機(jī)理第3章 SAR圖像內(nèi)波參數(shù)反演研究3.1 SAR圖像內(nèi)波參數(shù)反演研究現(xiàn)狀3.2 海洋內(nèi)波參數(shù)反演方法3.2.1 內(nèi)波深度反演3.2.2 內(nèi)波波速反演3.2.3 內(nèi)波特征寬度反演3.2.4 內(nèi)波振幅反演3.3 內(nèi)波參數(shù)反演實驗3.3.1 反演實驗13.3.2 反演實驗23.3.3 實驗分析及反演方法比較3.4 基于仿真修正的序列SAR圖像內(nèi)波參數(shù)反演方法3.4.1 基于仿真修正的內(nèi)波參數(shù)反演方法3.4.2 序列SAR圖像內(nèi)波參數(shù)反演實例3.4.3 方法的優(yōu)點分析3.5 內(nèi)波SAR圖像質(zhì)量客觀評估3.5.1 評估指標(biāo)3.5.2 指標(biāo)計算及結(jié)果分析3.6 小結(jié)第4章 海洋環(huán)境和雷達(dá)觀測條件對SAR內(nèi)波成像的影響研究4.1 環(huán)境和雷達(dá)參數(shù)對一維內(nèi)波成像影響分析4.1.1 雷達(dá)參數(shù)對內(nèi)波成像影響分析4.1.2 內(nèi)波參數(shù)對內(nèi)波成像影響分析4.1.3 風(fēng)場對各個波段內(nèi)波成像影響分析4.2 環(huán)境和雷達(dá)參數(shù)對二維內(nèi)波成像影響分析4.3 小結(jié)第5章 內(nèi)波二維數(shù)值模擬及其SAR成像仿真5.1 內(nèi)波數(shù)值模擬及其SAR成像仿真的研究現(xiàn)狀5.2 基于KP方程直布羅陀海峽內(nèi)波仿真5.3 基于LL模型的內(nèi)波仿真5.3.1 LL模型推導(dǎo)與修正5.3.2 基于LL模型的內(nèi)波SAR圖像仿真流程5.4 內(nèi)波經(jīng)過東沙島后分裂傳播的過程仿真5.4.1 仿真區(qū)域地形和初始條件5.4.2 仿真結(jié)果與分析5.5 內(nèi)波極性轉(zhuǎn)變?nèi)^程仿真5.5.1 仿真區(qū)域地形和初始條件5.5.2 仿真結(jié)果與分析5.6 兩列內(nèi)波相遇現(xiàn)象仿真5.6.1 仿真區(qū)域地形和初始條件5.6.2 仿真結(jié)果與分析5.7 小結(jié)

章節(jié)摘錄

插圖：海洋內(nèi)波場及其他海洋物理場是海洋生物的生存空間，海洋內(nèi)波在生成、傳播及消衰過程中所引起的能量交換對海洋動力學(xué)過程有著重要影響。內(nèi)波的不穩(wěn)定性與破碎也影響著溫鹽的垂直結(jié)構(gòu)，內(nèi)波在陸架區(qū)的破碎引起海水的垂直混合，將海底富含營養(yǎng)的海水帶到表層，為浮游植物提供營養(yǎng)。由于內(nèi)波振幅巨大，經(jīng)過時會造成海水強(qiáng)烈的突發(fā)流（波致流），其剪切效應(yīng)會對海洋工程（如海上石油鉆井平臺、海底石油管道、鉆桿和纜繩等）造成嚴(yán)重影響。1990年夏在東沙島附近，當(dāng)內(nèi)孤立波經(jīng)過時，石油鉆井機(jī)難以操作，錨定的油罐箱在不到5min內(nèi)擺了110度；加拿大戴維斯海峽深水區(qū)的一座石油鉆探平臺，就曾遭內(nèi)波襲擊而不得不中斷作業(yè)；安德曼海的一個石油鉆井機(jī)曾在內(nèi)波通過后被推移了90度并挪動了30.48m。海洋內(nèi)波會改變聲信號在海水中的傳播路線，因而對水聲信道的影響至關(guān)重要；內(nèi)孤立波產(chǎn)生的強(qiáng)波致流會影響到水下武器的發(fā)射；人們一直懷疑1969年美國“長尾鯊”號核潛艇在大西洋中部潛航時，遇到振幅為100m的內(nèi)波使其迅速下沉到超過可承受深度而失事沉沒”。綜上所述，研究海洋內(nèi)波在海洋資源、海洋工程以及海洋軍事等方面都具有重要意義，受到各國政府和海洋學(xué)家的普遍關(guān)注。

編輯推薦

《合成孔徑雷達(dá)圖像海洋內(nèi)波探測》由海洋出版社出版。

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