卫星高度计海面风速反演与风场可视化

摘要

本论文基于卫星高度计海洋遥感和计算机技术，通过对大尺度海洋风场数据的获取、处理、可视化、存储等工作，结合地理信息系统和海洋学研究，实践了开发型海洋地理信息系统研发过程中几个重要的具体环节。同时，也是对卫星海洋遥感与地理信息系统技术相结合进行的一次有益的探索。 在线性组合方法(简称LCM)的基础上，实现了基于有效波高的TOPEX高度计双参数反演海面风速线性组合方法，和基于后向散射系数分类的TOPEX高度计单参数反演海面风速线性组合方法；与TOPEX卫星高度计业务算法反演的海面风速相对浮标风速偏大的结果(平均偏差约为0.35m/s～0.37m/s)不同的是，无论基于有效波高的线性组合方法，还是基于后向散射系数分类的线性组合方法反演的海面风速，整体上相对浮标风速均偏小，其平均偏差分别为-0.24m/s和-0.20m/s。相对浮标风速的均方根误差，基于有效波高的线性组合方法为1.77m/s，比TOPEX卫星高度计业务算法反演的海面风速的1.79m/s，降低了1％；而基于后向散射系数分类的线性组合方法为1.63m/s，较TOPEX卫星高度计业务算法反演的海面风速的均方根误差降低9％。 本论文的另一项工作是在自主开发的海洋大气地理信息系统MAGIS中，完成了利用风矢量场数据表现静态风场和动态风场，及存储可视化结果为矢量图形和栅格图形两种格式的程序设计。其中，风场数据来源于高度计海面风速数据矢量化。具体方法是提取ECMWF海面风场的风向数据，配准TOPEX高度计海面风速数据进行矢量化，从而为高度计海面风速数据增添附加值，使其能够在海洋大气研究中发挥更大的作用。

目录

文摘

英文文摘

1绪言

1.1卫星海洋遥感与海洋地理信息系统

1.2卫星高度计及其应用

2海面风速的线性组合方法(LCM)反演与矢量化

2.1高度计海面风速反演及线性组合方法原理综述

2.2基于有效波高的TOPEX高度计LCM方法

2.3基于后向散射系数分类的TOPEX高度计LCM方法

2.4几种LCM方法反演风速结果的比较

2.5卫星高度计海面风速数据矢量化

3 MAGIS中的风矢量场可视化

3.1应用MFC开发MAGIS的可视化模块

3.2 MAGIS风场数据的组织

3.3 MAGIS风场的静态表现

3.4 MAGIS连续时间风场的动态表现

4 MAGIS中风场表现的存储

4.1风矢量场数据序列化

4.2基于MFC的多内存设备描述表缓冲实现图形的导出

5结束语

附录

致谢

参考文献