[发明专利]海表流场遥感探测方法及装置

说明书

本发明实施例涉及海洋监测技术领域，公开了一种海表流场遥感探测方法，包括：获取遥感影像数据；对遥感影像数据中的三个可见光波段进行波段计算以得到相应的影像示踪特征；根据影像示踪特征确定对应的示踪物信息；根据示踪物信息对影像模板窗口和影像匹配窗口进行数据匹配以得到对应的数据匹配结果；根据数据匹配结果确定相应的海表流场图。本发明实施例中的海表流场遥感探测方法通过对遥感图像的数据处理进而计算得到对应流场的流速和流向，实现对海洋流场动态变化监测的目的；在本发明实施例中通过采用波段计算的方式计算得到相应的示踪物信息，通过示踪物信息来实现对海表流场的表征，进而达到更好的海洋流场监测的目的。

技术领域

本发明涉及海流监测技术领域，具体涉及一种海表流场遥感探测方法及装置。

背景技术

海流是因海水受到热辐射、蒸发、降水、冷缩等而成密度不同的水团，在风应力、科氏力、引潮力、浮力等作用下而发生相对稳定流动。在海流输运过程中，它会重新分配热量、溶解盐、沉积物、浮游生物、营养物和海洋污染物。强劲的洋流会破坏海洋哺乳动物、鸟类和鱼类的窝穴，并迫使它们迁徙，以寻找食物、繁殖地和产卵区。此外，海流也会直接或者间接影响许多社会经济活动，例如海上航运，海洋污染以及安全等问题。因此，了解海流信息对于海洋管理具有重要的意义。

目前，现场观测海流的方法可以分为欧拉观测和拉格朗日观测。欧拉观测是将海流探测器(如声学多普勒海流剖面仪，电磁海流计)固定在某一特定位置进行长时间序列的观测。拉格朗日观测是通过跟踪放入海水中的浮子(漂流瓶或浮标)随海水流动，测量海流的流速和流向。这两种方法都能够较准确地监测海流，但由于观测仪器成本高、投放数量有限、设备维护成本高等特点，致使观测数据少、空间覆盖范围有限，难以进行大范围、长时间序列的观测，因而很难获取实时大面积的海流观测信息。

卫星遥感技术具有高时间分辨率、高空间分辨率的观测特点，被越来越多的应用到海表流场的观测。目前进行海流观测的卫星传感器包括卫星高度计(Geosat、TOPEX/Poseidon、ENVISAT)、合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)、高频雷达、极轨海洋卫星传感器和静止海洋卫星传感器，这些传感器可以实现对不同尺度的海洋流场进行观测。卫星高度计通过对全球海表高度进行测量，使用地转平衡方程来计算流场。但该方法由于其空间和时间分辨率低(10km量级的空间分辨率)，仅用于大中尺度动力过程的研究。合成孔径雷达的观测具有较高的空间分辨率，但重复观测的周期长，难以对特定区域进行高频观测。高频雷达利用电磁波与海洋表面发生的布拉格发生的后向散射共振原理实现海表流场观测，但高频雷达作为近岸观测系统，只能对周围200千米的流场进行准确观测，且基站观测少、覆盖范围小，难以对大面积的流场进行长时间观测。极轨卫星利用观测得到的时间序列影像(AVHRR,CZCS,MODIS等影像)可以计算得到在特定时间间隔的平均流场，但由于极轨卫星在中低纬度地区每天只能观测一到两次，无法对日内变化的海流进行估算，因此很难满足对快速变化的海洋流场进行实时监测需求。基于此，设计一种易于进行海流监测的方案成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对所述缺陷，本发明实施例公开了一种海表流场遥感探测方法，其能够通过对遥感图像的数据处理进而计算得到对应流场的流速和流向，实现对海洋流场动态变化监测的目的。

本发明实施例第一部分阐述了利用国产卫星数据探测海表流场的遥感探测方法，包括：

获取国产风云4的卫星影像数据，数据采用目视解译判断影像中云覆盖的情况，筛选处至少两景卫星影像数据；

对影像数据进行预处理，包括裁剪掉畸变较大的影像数据，影像数据的陆地掩膜，云和耀斑的检测和剔除；

对上述处理过的卫星影像数据中的三个可见光波段进行波段组合计算得到相应的影像示踪特征，采用波段比值和波段归一化形式进行组合，获得影像特征确定示踪物信息；