专利名称：交轨干涉sar图像中畸形波的检测方法
技术领域：
本发明属于海洋微波遥感技术领域，涉及ー种交轨干渉SAR图像中畸形波的检测方法。
背景技术：
畸形波是ー种波高极大、波峰陡峭的特殊海浪，它可在平静的深海或浅海的水面中瞬间出现且持续时间较短。因此，畸形波可对海岸建筑物、海上石油平台及船舶航行造成严重的威胁。合成孔径雷达(SAR, synthetic aperture radar)是ー种高分辨率成像雷达，已在海洋动力学研究中广泛应用，如内波、海浪谱及海表面流等。由于畸形波的发生具有不确定性，通过浮标测量获得的畸形波数据较少；而采用SAR微波海洋观测，可获得大量的全球海洋观测资料。这将弥补畸形波数据较少的现状。此 夕卜，传统的浮标仅可观测到海浪在固定点上的时间演化过程，无法观测到海浪在空间上的演化过程。而SAR可获得连续的大面积海浪观测资料，它是研究各种尺度的海浪(包括畸形波)在空间变化上的有效工具之一。畸形波的检测方法是研究畸形波产生机理和预测的前提和基础。畸形波的检测应包含大波(波高较大的波)和波峰形状两方面的内容。现有技术中，文献(A.Niedermeier, J. Borge, S. Lehner. Awavelet-basedalgorithm to estimate ocean wave group parameters from radar images. IEEE Trans.On Geoscienceand remote sensing，2005，43 (2) :327-336)，在大波的检测中米用了 小波变换模极大值法(WTMM，Wavelet Transform Modulus Maxima)。文献(Hailan Kuang,Tao Xie，Weiしhen. Numerica丄 study on SAR-based rogue wave detection part two rogue wave detection. International Conference on remote sensing,environment andtransportation engineering, 2011, pp :8743-8745),采用了邻域像素点后向散射强度大于2. 2倍图像均值作为判断大波的依据，该方法易于受到噪声的影响，在实测SAR的数据中还有待于进一歩的检验。上述方法存在的缺陷是①并未建立SAR图像强度与海面高程之间的定量关系，仅依靠图像处理的方法来检测大波，无法将大波与有效波高或者平均波高进行比较！②在上述文献中，仅仅研究了 SAR图像中大波的检测方法，并未考虑畸形波的波峰形状特征。
发明内容
为了克服现有SAR图像畸形波检测方法的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种既能够检测出畸形波波峰的局部特征，同时，又具有较高的精度的交轨干涉SAR图像中畸形波的检测方法。本发明的交轨干涉SAR图像中畸形波的检测方法包括以下步骤a.读入交轨干涉SAR复图像hky)和i2(x,y),利用复图像的干涉相位Δζζ>，求出海面波升高度ζ (X，y)
求复图像ii(x，y)和i2(x，y)干涉相位Δρ =冲仏少ぬち少)]，其中，Z表示求相位运算，*表示共轭运算，并进行相位解缠处理；交轨干涉SAR两天线与飞机或卫星的飞行方向相垂直，前端天线A1发射并接收信号，后端天线A2只接收信号，根据海面波升高度z (X，y)与复图像的干渉相位Ap的关系，求出海面波升高度z (X，y),
权利要求
1.一种交轨干涉SAR图像中畸形波的检测方法，其特征是包括以下步骤， a.读入交轨干涉SAR复图像40^)和^0^),利用复图像的干涉相位A伊,求出海面波升高度办少) 求复图像和hi^y}干涉相位A炉=Z[^(^jr>^jf)],其中Z表示求相位运算，*表示共轭运算，并进行相位解缠处理； 交轨干涉SAR两天线与飞机或卫星的飞行方向相垂直，前端天线4发射并接收信号，后端天线為只接收信号，根据海面波升高度zfe为与复图像的干涉相位Aff的关系，求出海面波升高度zC^Jr),,
2.其中，Jsy表示Fourier变换，(Uj)为方位向和距离向的波数； c.根据海面波升高度zfejd，求出有效波高^ 海面波升高度zOtjO的波数谱取’岭)=，则海面zOtjr)的有效波高ffs:4jjZ(k^dk為； d.以有效波高式为参考标准，确定海面波升高度zfry)中的大波位置和波高 在海面波升高度的二维方向上查找大波，若海面波升高度,则标记为大波，并存储在一个三维数组中，其中at为大波在方位向上的坐标，r为大波在距离向上的坐标，为大波的波高； e.沿着海浪的传播方向，计算大波的峭度系数，并判断大波是否为畸形波 读取记录大波的三维数组,对每个大波计算峭度系数/_，若>3，则大波为畸形波，否则不是畸形波；计算大波峭度系数的方法为在海面波升高度沿着海浪的传播方向，取出大波的观测值，并进行三次样条插值，记为序列/汁算序列/的峭度系数
全文摘要
本发明属于海洋微波遥感技术领域，涉及一种交轨干涉SAR图像中畸形波的检测方法。包括以下步骤a.读入交轨干涉SAR复图像和，利用复图像的干涉相位，求出海面波升高度；b.利用交轨干涉SAR复图像和互谱的虚部，求出海浪的传播方向；c.根据海面波升高度，求出有效波高；d.以有效波高为参考标准，确定海面波升高度中的大波位置和波高；e.沿着海浪的传播方向，计算大波的峭度系数，并判断大波是否为畸形波。本发明克服现有SAR图像畸形波检测方法的不足，既能够检测出畸形波波峰的局部特征，同时，又具有较高的精度。
文档编号G01S13/90GK102663736SQ20121007226
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者凌霖, 奚彩萍, 张贞凯, 杨永红, 林明 申请人:江苏科技大学