基于X波段导航雷达的近岸浅水地形信息反演方法研究

It is important to understand and master the information of coastal inshore water depth and topographic for near-shore engineering, shipping, fishery and coastal protection. In recent years, the remote sensing technology is becoming an important means of determine water depth. As one of the remote sensing mean, the X-band navigation radar can remote the sea and obtain the sea clutter images which include abundant information of sea waves and current. At the near shore, wave and current will be influenced by the changes of the terrain, and thus bathymetry and topography will be extracted through the analysis of sea wave and current. the X-band radar has some advantages, such as a low cost, mobile, convenient, economical, practical and high spatial and temporal resolution etc.,so it has great potential in the measurement of water depth and topography of the coastal inshore. In this project, we will intend to use the X-band navigation radar image time series to study how to retrieve the information about water depth and topography in shallow coastal water, and found the method to obtain near-shore water depth and topographic information and build a viable algorithm, and thus gain the some information including underwater topographic maps and current field. The research results of this project will not only provide a new effective means for people to obtain near-shore water depth, topography, but also help to improve the accuracy of ocean current information by X-band navigation radar monitoring.

沿海近岸的水深和地形等信息的掌握对于近岸工程、航运、渔业和海岸防护等方面具有十分重要的作用。近年来逐步发展起来的遥感测深技术逐渐成为了水下测深技术的重要手段。作为遥测手段之一，X波段导航雷达可以通过遥测海面得到海杂波图像，海杂波图像中包含着丰富的浪流信息，在近岸处，浪流会受到地形的影响而发生变化，因而可以通过分析浪流信息，获得水深和地形分布等信息。X波段雷达具有机动便捷、经济实用，时空分辨率高的特点，因而在沿海近岸的水深和地形的测量中具有很大的潜力。本课题拟利用X波段航海雷达图像时间序列对沿海浅水水深和地形信息提取进行系统的研究，提出获取近岸水深和地形信息的方法，构建可行算法，进而获得水下地形分布图和流场等重要信息。本项目的研究成果不但为人们获取近岸的水深、地形等信息提供一种新的有效的手段，而且还有助于提高X波段导航雷达海流信息监测精度。

沿海近岸的水深和地形等信息的掌握对于近岸工程、航运、渔业和海岸防护等方面具有十分重要的作用。利用X波段航海雷达探测技术开展沿海浅水水深的反演方法研究，对于人们获取近岸的水深、地形等信息具有重要意义。.本项目开展了基于二维小波变换和一维傅里叶变换的X波段雷达水深反演方法研究，建立了水深反演的计算模型，可以获得局域的海态参数和水深数据。项目开展了基于三维傅里叶的水深反演算法研究，采用区域的全局化算法和局部算法来反演水深。利用模拟的海杂波数据，对两种水深的反演算法进行了验证，水深反演结果总体符合。. 本项目开展多次X波段雷达探测海试实验。其中，参与了两个航次的基金委台湾海峡共享航次实验，获得了船基X波段雷达探测数据。在共享航次实验中，虽然受台风影响，获得的数据量较少，但也对探测系统的可靠性进行了检验。为了进一步获得X波段雷达水深比测数据，项目组在福建开展了基于岸基平台的X波段雷达水深探测实验，获得了在雷达探测区域内的局部水深数据。通过海试实验，项目组积累了经验，获得的数据为算法验证提供了保障。. 项目开展了X波段雷达风场反演的研究，通过全局平滑约束技术改进了风场反演光流方法，通过光流算法和拟合算法的结合，加强了风速算法在工程中的适用性，提高了风速反演的精度。探索利用频谱方法来反演风向的新方法，通过与实验数据比较，验证了方法的可行性。