SAR海面风场反演研究
基于SAR图像的海洋风暴监测技术研究
基于SAR图像的海洋风暴监测技术研究第一章：引言海洋风暴是自然灾害中的一种，极易危及人类生命和财产安全，具有广泛而深远的影响。
海洋风暴的形成、演变和影响因素非常复杂，因此如何利用先进的监测技术对其进行有效的监测、预测和预警，一直是海洋研究领域所面临的重大课题之一。
在近几年的研究中，基于SAR（合成孔径雷达）图像的海洋风暴监测技术逐渐成熟，已经广泛用于海洋气象监测、海洋环境保护等方面。
本文主要探讨基于SAR图像的海洋风暴监测技术的原理、方法和应用。
第二章：SAR图像的性质和参数2.1 SAR图像的概念和特点SAR图像是一种由合成孔径雷达接收到的微波图像，其具有很高的分辨率和反射信号强度，能够对地面物体进行高精度的观测和识别。
SAR图像具有以下特点：（1）具有极高的分辨率和对比度；（2）能够突破天气和时间限制，适用于各种气象条件下的监测；（3）能够探测到海洋表面的微小波浪、海浪、风暴等信息；（4）能够实现全天候、全球范围的监测。
2.2 SAR图像的参数SAR图像的主要参数包括以下几个方面：（1）中心频率和带宽：中心频率和带宽是SAR系统的基本参数之一，决定了SAR图像的分辨率和抗干扰能力；（2）极化方式：SAR系统可采用水平极化、垂直极化和斜极化等不同的极化方式；（3）多普勒频谱：SAR系统接收回波时，由于海洋的运动、风暴的影响等因素的作用，回波信号会具有多普勒频率和多普勒速度等特征，可利用这些特征对海洋风暴进行监测；（4）多普勒带宽：SAR系统的多普勒带宽是多普勒频率的范围，反映了系统测量速度和多普勒分辨率等性能指标。
第三章：海洋风暴的特征和影响3.1 海洋风暴的定义海洋风暴是指在大气和海洋界面附近发生的一种气候现象，通常伴随着突然变化的气象条件、大风、波浪和海流等，造成浪涛汹涌、水位波动、海上交通中断等严重影响。
3.2 海洋风暴的主要影响海洋风暴对人类生产生活和海洋环境产生的主要影响包括以下几个方面：（1）海上交通中断：大风、大浪和浪涌等现象会干扰船只的正常航行，造成船只滞留、停航等情况；（2）海岸地区受灾：海洋风暴会导致海岸地区强风、大浪、海啸等气象现象，使得海岸线冲刷和侵蚀，对海岸地区的生态环境和沿海城市的安全产生不利影响；（3）海洋生态环境受损：大风、强流和波动等现象会影响海洋生态系统的物种分布和数量，对海洋生态环境的平衡与稳定造成不利的影响。
SAR海面风场反演研究
ｏ ｅ ｎ ｓ ｒａ ｅｉ ｉ ｏ ｒ ｉａｅｙ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔｏ 、ｉ ｄ ｄ ｒｃｉｎ，、ｉｄ ｖ ｌｃｔ ， ｉｃｄ ｎ ｎ ｌ ｏ ａ ａ ｎ ｏａ ｉａｉｎ ｃ ｕ ｆｃ ｓ ｎ ｃｏ ｄ ｎ ｔｌ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎ ｖｎ ｉｅ ｔ ａ ｏ ｖｎ ｅｏ ｉ ｙ ｎ ｉｅ ｔａ ｅ ｆｒｄ ｒ ａ ｄ ｐ ｌｒｚ ｔ ｇ ｏ
基于墨西哥帽小波变换的机载SAR海面风场反演
ERS-2 SAR反演海洋风矢量的研究
Ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ｗｉ ｎｄ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｔ ｒ ｉ ｅ ｖ ａ ｌ ｆ ｒ ｏ ｍ Ｅｌ ｌ Ｓ－ ２ Ｓ ＡＲ ｉ ｍａ ｇ ｅ
ＣＨＥＮ Ｙａ ｈ ． Ｌ ｉ ｎ ｇ ， ， ＨＵＡＮＧ Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ， ＤＩ ＮＧ Ｘｉ ａ ｏ ． ｉ ，ＬＩ Ｌ Ｚｈ ｉ ． Ｗｅ ｉ
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关键词 文 章编 号 Ｓ Ａ Ｒ ， 风矢量 ， 谱分析 ， 风向模糊度 ， Ｃ Ｍ Ｏ Ｉ Ｍ ０ ０ ０ １ — ５ ７ ３ ３ （ ２ ｆ ｌ Ｙ ／ Ｊ ０ ６ —１ ６ ８ ８ — ０ 『 ７ 中 图分类 号 Ｐ ４ ０ ６ 收稿 日期 ２ Ｏ Ｏ ６ —１ １ — ０ １ ， ２ Ｏ Ｏ ７ — ０ 『 ７ — ２ ５收修 定 稿
２ Ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ Ｓ ｃ ／ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ，Ｂ ｅ ０ ＇ ／ ｇ ｎ １ ０ ０ ０ ４ ９ ， Ｃ ｈ ／ ｎ ａ
基于信息图谱的SeaWinds散射计海面风场反演研究的开题报告
基于信息图谱的SeaWinds散射计海面风场反演研究的开题报告题目：基于信息图谱的SeaWinds散射计海面风场反演研究一、研究背景及意义海洋是地球上占据面积最大的领域之一，海面风场作为描述海洋动力学过程的重要参数，在海洋天气、海洋环境与资源等领域有着广泛的应用价值。
然而，传统的海面风场观测技术受限于设备、时间、空间等多方面因素，其精度和时效性不高，无法满足实际应用的需求。
由此，扫地无人机、激光测风雷达等新型技术逐渐成为海面风场观测的新趋势。
SeaWinds散射计是一种主动微波遥感技术，在海洋风场监测领域也有广泛的应用。
通过观测微波回波信号，在应用逆向散射理论与海面波谱相结合的算法反演之下，可实现海面风场参数的获取。
然而，由于多种因素的干扰、背景波浪、地理信息等复杂因素的存在，SeaWinds散射计反演海面风场的精度依然存在一定程度的局限和不足。
为了解决这一问题，本文拟基于信息图谱的思想和SeaWinds散射计数据，开展海面风场反演的相关研究。
通过构建信息图谱，将多源数据信息在一个联通的网络结构中整合，提高海面风场反演的准确度和精度，加强对背景波浪等复杂因素的处理，实现更为可靠的海面风场反演方法。
二、研究内容及思路1. 构建信息图谱模型，采集整合SeaWinds散射计测量数据与其他相关数据信息（如海洋温度、盐度、海面流速等）。
2. 开展反演参数选择与算法研究，通过比较分析不同方法优劣，选择最优的算法和参数反演海面风场信息。
3. 结合信息图谱中的背景波浪、地理信息等相关数据，对反演结果进行校正和修正，提高其可靠性和准确度。
4. 验证反演结果的有效性，与实测数据对比，评估所提出方法的优劣。
三、预期研究成果1. 提出一种基于信息图谱的海面风场反演方法，较传统方法具有更为高效、准确的特点。
2. 发现和分析背景波浪、相关地理信息对SeaWinds散射计反演结果的影响，为海面风场反演的深入研究提供参考。
3. 实现对海面风场信息的更为精细化的获取与分析，为海洋环境监测、天气预报等领域提供更为可靠的数据支撑。
基于SAR遥感技术的海浪参数反演研究
基于SAR遥感技术的海浪参数反演研究海浪是指由风力或其他自然力量在海表面产生的涌动。
海浪的形成和发展、传播和消失是由复杂的物理机制支配的，在海洋科学研究中具有重要的意义。
对海浪的认识和研究是深化对自然规律的认识和开发利用海洋资源的重要前提。
然而，海浪的观测是一项复杂而艰巨的任务，在条件恶劣的海域，常常受到测量设备的限制。
因此，基于SAR遥感技术的海浪参数反演成为了现代海洋科学研究的热点之一。
SAR遥感技术由于其天气、时间和空间无限制等特点，最近逐渐应用到了海洋波浪的研究中。
SAR（Synthetic Aperture Radar）合成孔径雷达是一种主动遥感技术，可以获取目标区域的微波信号，并利用回波信号计算反演参数。
SAR遥感技术可以实现对海洋表面的高分辨率遥感观测，从而提供了无法用传统手段获得的关键海浪参数。
因此，利用SAR遥感技术进行海浪参数反演，具有重要的意义。
SAR遥感技术的海浪参数反演研究主要包括两个方面：一是基于SAR影像获取海浪的空间和时序特性；二是基于海浪的表征参数进行模型模拟和反演研究。
针对这两个方面进行具体的阐述。
一、基于SAR影像获取海浪的空间和时序特性在SAR影像处理中，海浪在图像上的表现为背向散射成分，其大小与海浪形变和颗粒涡旋的个数有关。
通过对SAR影像的处理，可以获取到海浪在时域和空间上的特征参数。
其中，时域上的海浪参数如海浪高度、周期、方向等，可以通过对SAR图像的分析而得到。
空间上的海浪参数主要包括海浪波谱和海浪方向谱。
海浪波谱描述了海浪在频率域内的能量分布情况。
它是研究海浪的基本参数之一，在海洋工程和气象学中有着重要的应用。
SAR影像中的海浪波谱可以通过对图像强度场的分析获得。
经过对反射场的处理和滤波，可以得到波高和方向等参数进一步分析获得波谱。
海浪方向谱反映了海浪的能量在不同方向的分布情况。
它是表征海浪特性的重要参数之一，在气象学、海洋工程和海洋资源开发中均有着广泛的应用。
星载合成孔径雷达海面风场反演方法研究进展
星载合成孔径雷达海面风场反演方法研究进展程玉鑫;袁凌峰【摘要】合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）因其全天时、全天候、高分辨率对海探测的特点，在海面风场反演方面具有独特优势。
分别以合成孔径雷达风向、风速以及风矢量反演为主线，对国内外相关工作进行了详细的总结。
%Synthetic Aperture Radar(SAR)because of its day,all-weather,the characteristics of the high resolution of detection,has unique advantages in terms of sea surface wind field inversion.On synthetic aperture radar wind direction,wind speed and wind vector inversion as the main line,a summary of domestic and foreign related work in detail.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】3页(P169-171)【关键词】合成孔径雷达;海面风场;反演【作者】程玉鑫;袁凌峰【作者单位】解放军理工大学气象海洋学院，江苏南京，211101;海军海洋水文气象中心，北京，100000【正文语种】中文【中图分类】P732.7合成孔径雷达是一种主动式微波成像传感器，是通过测量海面后向散射信号的幅值及其时间相位来产生散射强度在海面分布的图像。
SAR具有全天时、全天候、高分辨率（数十米至数米）探测海面风场的特点，可提供海洋及沿岸地区的海面风场、海表流场、海浪、海洋内波和中尺度涡等地球物理信息，具有广阔的应用前景和重要的研究价值。
合成孔径雷达的观测原理相当于成像散射计，但其单一入射角机制无法实现同时对海面不同方位角的多次测量，因此难以像散射计那样同步反演出风向和风速，所以SAR在进行海面风场反演时需先获取风向信息再进行风速反演。
SAR反演邻近岸海面风场方法
ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｅ ｅ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｅ ｄ ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｍｉ ｎ ｉ ｍｕ ｍ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
（ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅ Ｉ ｍａ ｇ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ９ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｙ ｒ ｏ ｛ Ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｍａ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ １
Ｆｉ ｒ ｓ ｔ ， ａ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｅ ｓ ｔ ｉ ｍａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｎ ｅ ａ ｒ ｓ ｈ ｏ ｒ ｅ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄｊ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｕ ｓ ｅ ｓ ｗｉ ｎ ｄ ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ
Ｗａ ｎ ｇ Ｋｅ ① Ｈｏ ｎ ｇ Ｊ ｕ ｎ ② ④ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｗｅ ｎ — ｙ ｉ ③ ④ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｙｕ ｅｔ ｉ ｎｇ ③④
—
Ｈｕｉ Ｙａ ｎ ｂｏ ①
—
Ｍｉ ｎｇ Ｆｅ ｎ ｇ￣
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第２期
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风向
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蚕ｌ粗糙度与电磁波产生共振带控格数射示意匿
理模式函数即可获碍海颟风速信息。随着１９９１年Ｃ波段 ＶＶ极化ＥＲ孓１ ｓＣＡＴ的成功发射，开发一套经过印证过 的散射计风场反演模式溺数是很必要的。目魏，应用最秀
广泛的模式函数怒描述Ｗ极化后向散射系数和风矢量
在以上模式戮数孛，获得准确的风囊信怠对予剩震合 成孔径雷达反演海面风速是必须的。由于ＳＡＲ图像上一 觳存在与海嚣风离平行酶条纹，这静条绞称作风条纹，藏 向可以通过ＳＡＲ图像上线性特征的图像谱获得［３‘５］。为了 获褥海覆秘部风旃蓿意，将整幅ｓＡＲ匿像分成若干个子 图像，对每个子图像进行二维傅里叶变换，获得其低频谱， 其谱峰值静连线的垂线就代表此图像新在位置的局部 风向［６｜。
０引
言
海面风场是海洋上层运动的主要动力来源。目前微 波散射计是全天候条件下获得全球海面风场（风速和风 向）的主要来源，其空间分辨率为２５～５０ ｋｍ，但无法获得 高空间分辨率的海面风场信息。合成孔径雷达（ＳＡＲ）具 有测量高空问分辨率海面风场的能力。目前可用于高分 辨率海面风场反演的ＳＡＲ传感器主要包括１９９１、１９９５年
ｒａｄａｒ ａｎｄ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅＨｌｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｏｍａｌｉｚｅｄ ｒａｄａｒ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｏｃｅａｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ｉｎ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｌｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｏｎ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｗｉｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ， ｉｎｃｉｄｅｎｔ ａｒ堰ｌｅ ｏｆ ｒａｄａｒ ａｎｄ ｐ０１ａｒｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，、）ｌｍｉｃｈ ｗｉｌｌ ｂｅ ａ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｔｏ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ＾正（）Ｄ４ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｏｆ ｏｃｅａｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｗｉｎｄ ｆｉｅｌｄ ｆｒｏｍ ＳＡＲ ｉｍａｇｅｓ． Ｋ－ｅｙ啊ｒｏｒｄｓ：ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｄａｒ（ＳＡＲ）； ｏｃｅａｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｗｉｎｄ； ｒｅｔｒｉｅｖａｌ
索照射麓玻，海蕊粗糙度据对较小，雷达詹离散射较弱，阌 而扩较小。该模式正确反映了这一差别。
图２（ｂ）给滋酶是Ｃ瀚淡模式在２５。入射露，ＶＶ极化
和逆风条件下，计算得到的扩随风速变化的情况。从图中 可以看浅，矿随风速交纯的增热逐渐增大。因为风速越 大，海面越粗糙，雷达后向散射也相应增强。总的来说，在 ｌ～５ ｍ／ｓ的风速范围随变化较大，而在风速大予５ ｍ／ｓ焉 变化趋向平缓。 ３．２不蠲极化率模式随入射角的壹亿
２０
２５ ３
３０
３５
４０
４５
５０
Ａｎｇｌｅ ｏｆ Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ
（ａ）
５５
６０
Ａｎｇｌｅ ｏｆ Ｉｎ ｃｉｄｅｎｃｅ （ｂ）
图４散射系数随入射角的变化
图４（ｂ）给出１０ ｍ／ｓ风速以及逆风条件下，Ｗ极化和
ＨＨ极化的扩随入射角的变化情况。从图中可以看出，
Ｗ极化下的扩比ＨＨ极化下要大。表明ＶＶ极化雷达
关系的ＣＭＯＤ系列模式函数。由于目前ＥＲＳ系列卫星散 射计（ＳＣＡＴ）与ＳＡＲ的工作波段一致，所以可以利用同是 Ｃ波段ＶＶ极化微波散射计的ＣＭＯＤ模式函数佟为ｓＡＲ 图像风速反演的模式函数，模式函数一般形式为：
黟。一８＜彩鳍榔［！＋６（◇∞彭＋ｅ（彩∞ｓ（２拳）］， 式中：扩为雷达测量的后向散射系数；拼为海顾ｌｏ ｍ风速； 拳为风彝的糖方位焦；８为人龛砉您；ｙ（彩为雷达褒测方囊与 风向之间的夹角，与入射角和风速有关。
电子测量技术 ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ Ｍ［ＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＬｏＧＹ
第３０卷第２期 ２００７年２月
ＳＡＲ海面风场反演研究
张毅 陈永强 朱敏慧 （中国科学院电子学研究所 北京 １０００８０）
摘要：本文对＆气Ｒ（合成孔径雷达）海面风场反演进行了研究。首先介绍了ｓＡＲ反演海面风场的物理机制，然后阐 述了由雷达后向散射截面反演海面风场的模式函数，随后对最具代表性的ｃＭＯＤ４经验模式函数进行了仿真，得到了 海面雷达后向散射系数在不同海面风速、风向、雷达入射角和极化条件下的变化关系。结果表明：海面雷达后向散射 截面在不同程度上依赖于风速、风向、入射角和极化方式，这对将ＣＭＯＤ４模式实际应用于ＳＡＲ海面风场反演有很大 的指导作用。 关键词：合成孔径雷达；海面风场；反演 中图分类号：ＴＮ８３６．５ 文献标识码：Ａ
的回波比ＨＨ极化的回波强，而且，入射角越大，差距也越
大。因此，海洋遥感中，采用Ｗ极化能获得较高的信
噪比。
４ 。
结…１束—语９
总结以上仿真结果，可得出：扩随风速的增加逐渐增 大；扩随风向的变化较大，呈现出类似余弦函数曲线的变 化规律，其波峰出现在逆风和顺风，波谷出现在侧风；逆风 和顺风情形下的扩并不相同，前者要大一些；一般情况下，
欧空局发射的Ｃ波段Ｗ极化的ＥＲＳ一１／２ ＳＡＲ和１９９５
年加拿大发射的Ｃ波段ＨＨ极化的ＲＡＤＡＲＳＡＴ ＳＡＲ以 及欧空局２００２年发射的Ｃ波段ＥＮＶＩＳＡＴ／ＡＳＡＲ。
目前，海面风场反演模式中较广泛使用的是ＣＭＯＤ 系列模式函数，其中ＣＭＯＤ４［１］是最具代表性和最成熟的 模式之一，这类模式假设合成孔径雷达后向散射系数扩与 风速成正比，并以现场测量数值为基础确定相关系数。
条停下的矿院辍Ｈ极亿大。从图３可以着密，Ｂｒａｇｇ极诧 比比Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ极化比大，Ｔｈｏｍｐｓｏｎ极化比介予两者之 间，丽Ｅｌ｜ｏｕｈａｉｌｙ极纯澎在２０。～４５。度入射焦范豳内最小， 在４５～５７。入射角范围内介于Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ极化比和 Ｔｈｏｍｐｓ∞极纯院之阚，在Ｓ７。～７０。入射霜范围内介子 Ｂｒａｇｇ极化比和Ｔｈｏｍｐｓｏｎ极化比之间。４种极化比均随 入射角的增加磷逐渐增加，其中Ｂｒａｇｇ极亿院；蕊毯ｌｆｏｕｈａｉｌｙ
本文对目前正在广泛使用的散射计风速反演模式
· 万３６方· 数据
ＣＭｏＤ４在不同海面风速、风向、雷达入射角度、极化条件 的海面雷达后向散射截面进行了遥感仿真研究。
１ ＳＡＲ反演海面风场的物理机制
ＳＡＲ如同所有的微波散射计一样，向海面发射电磁波 测量海面的后向散射系数。雷达测量的后向散射系数矿 主要是由海面厘米尺度的粗糙度与电磁波产生共振布拉 格散射引起的（见图１），其关系式为：
· ３７·
第３０卷
电子测量技术
篓增加竺较兰慢譬。增加较快’ＫｉｒｃｈｈｏＨ极化比和Ｔｈｏｍｐｓｏｎ极化比
图３ ｃ波段极化率模型与入射角的关系
３．３扩与入射角、极化的关系 图４（ａ）给出ＶＶ极化和１０ ｍ／ｓ风速以及逆风，侧风，
顺风条件下，计算得到的矿随入射角的变化情况。从图可 以看出，扩随入射角的增加显著地减小。侧风和顺风情 形，减小幅度最大，从２０。～６０。的入射角范围，矿有十几个 ｄＢ以上的变化，逆风情形减小幅度稍小。由于图像灰度值 与扩相关，因此，海洋ＳＡＲ图像近距一侧灰度值比远距一 侧要高。另外，在侧风和顺风情形，扩的差距随入射角的 变化不大，但它们与逆风情形的差距随入射角的增加也将 逐渐拉大。
扩随入射角的增加而显著减小；Ｗ极化下的矿要比ＨＨ
极化大，而且入射角越大，差距也越大；不同极化比模式的 结果有较大的差别。
以上仿真结果表明：海面雷达后向散射截面在不同程 度上依赖于风速、风向、入例角和极化方式，这对将 ＣＭＯＤ４模式实际应用于ＳＡＲ海面风场反演有很大的指 导作用。
参考文献
［１］ ｓＴ（）ＦＦＥＬＥＮ Ａ，ＡＮＤＥＲＳＯＮ Ｄ．ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｅｒ ｄａｔａ
此外，图２还照示，逆风波峰值与顺风波峰值并不栏 同，前者要比后者要大１０ ｄＢ左右。这是由于海表丽波前 坡比后坡陡，逆风情形雷达波柬照射前坡，海面粗糙度樱 对较大，雷达后向散射较强，因而ｃｒｏ较大；顺风情形雷达波
万方数据Biblioteka ∞ 翼》鑫一
一１
—１
Ｕ１０，（ｍ·ｓ＿１）
２ Ｗ极化的后向散射系数与风向风速的关系（ＣＭ０恻：）
３仿真
３．１矿与风速风向的关系 图２（ａ）给出的是ＣＭＯＤ４模式在３５。入射角，ＶＶ极化
和１０ ｍ／ｓ风速条件下，计算得到的矿随风向变化的情况。 从图可以看出，ｃＦｏ随风向变化较大，呈现出似余弦函数越 线的变化规律，其波峰出现在逆风（ｏ。或３６０。）和顺风 （１８０。），波谷出现在侧风（９０。或２７０。）。波谷值比波峰值大 约要小４ ｄＢ，表明侧风的回波比逆风和顺风要小的多。
由于ＣＭＯ以模式是针对Ｗ极化散射计的，要研究
该模式在ＨＨ极讫下的表现，需要利用极化率送行转换。 极化率（ｐＲ）如下：
ＰＲ一挈 盯Ｗ
式中：晶Ｈ、南分别表示｝｛｝｛极化和ＶＶ极纯的着扁散射系
数。目前，人们对极化率还没有完全确定，并且存在多个 不同的版本，铡如［７］：
１ｐ“ Ｐ—Ｌ！±堡塑笙刿： ｒｌ＋２ｔａ警翻２
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ａｔ ｌａｓｔ，Ⅵｄｔｈ Ｃ＾嗄（）Ｄ４ ｅｍＤｉｒｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｅｍｕｌａｔｅｄ， ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｎｏ彻ａｌｉｚｅｄ ｒａｄａｒ
ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｃｅａｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ｇｏｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｉｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｗｉｎｄ ｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｉｎｃｉｄｅｎｔ ａｎｇｌｅ ｏｆ
８４—１１３．
［３］ ＦＥＴＴＥＲＥＲ Ｆ，ＧＩＮＥＩＲＳ Ｄ，ＷＡＣＫＥＲＭＡＮ Ｃ Ｃ
Ｖｄｉｄａ血唱ａ ｓｃａｔｅ工ｏＩｎｔｅｒ哳ｎｄ ａｂ硝ｍｎ ｆｏｒ日ｉＳｌ ＳＡＲ
［Ｊ］．Ⅱ匿Ｅ ｍ硼．Ｇｅ０Ｓｃｉ Ｒ既１０ｔｅ ＳＥ璐ｉｎｇ，１９９８，３６：４７９－