船载雷达观测海浪探究.pptx

;海浪：指周期为几秒至几十秒的由于风传输给海面能量 引起的波动现象。是海水运动形式之一，它的产生是外力、重力与海水表面张力共同作用的结果。 ; 风浪、涌浪、近岸浪、内波、潮汐波、海啸、风暴潮。 风浪： 由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。 涌浪： 由其他海区传来的波浪或由于当地的风力急剧减小、风向改变或风平息后遗留的波浪均称涌浪。 近岸浪：风浪或涌浪传至浅水或近岸区后，因受地形影响发生一系列变化。 内波： 不同密度的水层界面处而产生的波动。 潮汐波：由于天体引潮力作用所产生的波动。 海啸： 由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所形成的波动。 风暴潮：由于气象原因，如台风，强风暴等引起的海面异常升高现象。 ;海浪观测的对象主要指的是风浪和涌浪; 巨浪可引起海上船舶倾覆、折断和触礁，摧毁海上平台，对海上运输和施工、渔业捕捞、海上军事活动等带来很大的灾害。 ?? 巨浪可摧毁沿海的堤岸、海塘、码头、海水养殖设施等各类海工建筑物。海浪对沿岸工程设施的破坏往往是毁灭性的，二次巨浪来袭可能会破坏整个港口的设施。据测量，近岸浪对海岸的压力，可达到每平方米30～50吨。据记载，在一次大风暴中，巨浪曾把1370吨重的混凝土块移动了10米，20吨的重物也被它从4米深的海底抛到了岸上。巨浪冲击海岸能激起60-70米高的水柱。 ?? 此外，海浪有时还会携带大量泥沙进入海港、航道，造成淤塞等灾害。;;;;海浪促进海水上下层混合，使混合后水层富有氧气，满足海中鱼类和其他动植物需要； 波浪发电； 海上冲浪； ; 自1978年美国首次在Seasat卫星上装载合成孔径雷达(SAR)以来，国际上在利用星载SAR获得的高分辨率海浪雷达回波图像进行海浪分析方面开展了多方面的研究，并取得了一系列成果．近年来我国研究者在利用星载SAR观测海浪现象方面也进行了相关的研究和探讨，但距工程应用尚有一段距离．国内外的海洋遥感学家在研究SAR的海浪成像中主要得出以下几个结论：;一、星载SAR成像过程中速度调制是最主要的调制机制； 二、星载SAR图像谱相对海浪谱有180°的方向模糊，需通过对成像海区海浪概况的了解或通过其他手段来确定海浪的传播方向； 三、是非线性效应导致SAR图像谱在方位上存在高波数截断，截断波数之后有信息丢失； 四、沿距离向传播的海浪，它的SAR图像谱存在“双峰”现象； 五、极化方式和雷达视向对星载SAR海浪成像没有明显影响．; 雷达技术的发展，特别是小型高效的船载雷达技术的进步为工程使用雷达技术远距离观测海浪提供了条件，我国研制了海浪雷达图像测量纪录仪，将船载雷达观测的海浪图像数字化，便于计算机处理．船载雷达对海面以3．2 S的更新率直接获得实口径的高分辨率海浪雷达图像；以20 MHz的采样速率对海浪雷达回波作高速A／D变换，并采用雷达图像处理技术得到雷达海浪数值图；进行空间滤波技术处理，得到雷达海浪模式图；采用二维波谱分析和数据处理，计算出海浪主要参数，包括波向、波高、周期、波速等．在渤海、黄海进行的现场观测试验中，结合同步实测海浪数据，采用模式识别技术进行对比，结果有很好的相关性．现场实测结果表明，我们在国内首次研制的雷达海浪监测技术系统具有重要的使用价值和广阔的应用前景．;海浪图像分析 对海浪可以用一个二维谱进行描述，某时某地海洋波浪场的所有统计特征均可从谱函数中获取．从高分辨率的雷达图像能够测量海浪谱．从雷达图像获取海浪谱较为复杂，国际上许多研究者在这方面作过研究。可把雷达海浪回波信号看作一个空间的二维数列．为了提取海浪信息(波长、波高、波向、波速)，必须将二维的海浪回波图像数据从空间域转换到频率域进行分析。 即二维傅立叶变换。 ;(1)浪图像进行处理分析提取海浪要素的方法是可行的、有效的。 (2)船载雷达海浪测量和处理系统可以实现全天候、全天时、实时、快捷、较大海域范围内的海浪要素测量。 (3)由自行研制的海浪雷达图像测量记录仪得到的高分辨率数字化海浪图像具有足够的海浪要素信息，满足海浪谱分析的要求。