海浪极化SAR成像模拟及反演技术研究

摘要

海洋遥感技术已经成为监测海洋的重要技术手段，在众多的研究工具中合成孔径雷达（SAR）具有高分辨率、全天时、全天侯、大面积观测海浪等独特的优势，包括，SAR已经成为监测海洋的重要工具。当电磁波照射到海面时，通过海面毛细波产生Bragg散射，而海浪中波长较长的波是通过对毛细波的倾斜调制、流体力学调制、速度聚速调制等调制方式得以在SAR图像中成像。此外，获得海浪物理信息是研究SAR对海浪成像的重要应用之一。
　　本文首先综述了SAR和逆合成孔径雷达（InSAR）的基本工作原理、海浪微波散射理论以及粗糙海面的SAR成像理论基础，为后续的研究工作做好了充分的理论准备。
　　其次，本文根据海浪随机理论进行了粗糙海面建模，利用海面的双尺度模型构造了包含涌浪的随机粗糙海面；同时考虑了大、小尺度的海面的影响。基于该海面模型，利用Bragg散射模型和几何光学近似法模拟了不同参数下海浪的极化SAR图像。
　　最后，在对海浪进行极化SAR成像模拟的基础之上，本文对海浪信息的反演进行了研究。文中将图像处理中的Radon变换运用到海浪方向信息的提取中，成功的利用Radon变换反演了海浪主波传播的方向，并且通过统计数据证明了反演精度达到了指标要求。本文运用快速傅里叶变换来求取海浪的主波波长，这也是一种很成熟的求取海浪主波波长的方法。此外，本文运用模拟的InSAR数据来反演海浪的主波波高，根据统计特性分析了不同海浪状况下该方法的有效性，表明该方法能够在一定的精度范围内有效地反演海浪波高。

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第一章 引言

1.1研究背景和意义

1.2 SAR的海浪成像理论研究历史及现状

1.3本文的研究内容

第二章 合成孔径雷达海洋遥感基本理论

2.1 SAR的工作原理

2.2干涉合成孔径雷达理论基础

2.3海面微波散射理论

第三章 粗糙海面建模及SAR成像模拟

3.1粗糙海面建模

3.2短波及粗糙海面的数值模拟

3.3 SAR成像模拟理论基础

3.4 SAR图像的数值模拟

3.5 SAR图像统计分析

3.6本章小结

第四章 海浪信息反演

4.1有效波向反演

4.2有效波长反演

4.3有效波高反演

4.4本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果