[发明专利]基于二维海浪谱的海浪成分分区方法

权利要求书

1.一种基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：包括如下具体步骤：

步骤一、获取目标海域的二维海浪谱，并确定所述二维海浪谱的限制关系；所述限制关系包括波长波向限制关系；

步骤二、剔除所述二维海浪谱中异常部分，并判断所述二维海浪谱是否存在异常缺测值，如存在，则该二维海浪谱不完整，不对其进行分区；如不存在，则进入步骤三；

步骤三、对所述二维海浪谱去噪；

步骤四、在所述二维海浪谱没有分区的像素点中找出能量最大的像素点，如果该像素点的能量为0，则该二维海浪谱已分区完毕，进入步骤九；如果该像素点的能量不为0，则根据该像素点是否有相邻分区进行如下判断：

①如果该像素点没有相邻分区，则将该像素点划分为一个新分区；

②如果该像素点至少有1个相邻分区，则根据该像素点的相邻分区数目进行如下判断：

（a）如果该像素点仅有1个相邻分区，则判断如果该像素点合并入该相邻分区后，该相邻分区是否满足步骤1）中限制关系：如果满足，则将该像素点合并入该相邻分区；如果不满足，则将该像素点划分为一个新分区；

（b）如果该像素点至少有2个相邻分区，则判断该像素点分别合并入每个相邻分区后，是否满足步骤1）中限制关系：

（I）如果相邻分区均不满足，则将该像素点划分为一个新分区；

（II）如果仅一个相邻分区满足，则将该像素点合并入该相邻分区；

（III）如果至少两个相邻分区满足，则先将该像素点与任意一个相邻分区合并，得到一个新分区；顺次判断该新分区与下一个相邻分区是否满足步骤1）中限制关系，满足则合并成一个新分区，并以该新分区继续顺次判断下一相邻分区，不满足则直接判断下一相邻分区；直至判断完所有相邻分区；

步骤五、不断重复步骤四，直到所述二维海浪谱中有一个分区的总能量达到能量阈值，将该分区记为显著分区；

步骤六、遍历所述二维海浪谱，将所有满足与显著分区合并条件的像素点合并入该显著分区，所述满足与显著分区合并条件的像素点为与显著分区相邻、且该像素点的能量不大于与显著分区中与其相邻的像素点的能量、且没有分区的像素点；

步骤七、不断重复步骤六，直到所述二维海浪谱中不存在满足与显著分区合并条件的像素点，进入步骤八；

步骤八、将步骤七中显著分区中的所有像素点和所有与显著分区相邻的像素点中的孤立部分并入显著分区；

步骤九、存储步骤八中得到的显著分区，对所述二维海浪谱其余部分不断重复步骤四~步骤八，直到所述二维海浪谱中所有能量大于0的像素点都有分区；

步骤十、将所述二维海浪谱中所有分区按分区能量的大小进行排序，取其中能量最大的N个分区作为该二维海浪谱海浪成分分区结果。

2.根据权利要求1所述的基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：所述异常部分为二维海浪谱中波长小于30m和波长大于600m的部分。

3.根据权利要求2所述的基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：步骤三中所述去噪包括如下具体步骤：

3.1）去除观测仪器导致二维海浪谱中的热噪声；

3.2）采用高斯滤波去除二维海浪谱中的随机噪声。

4.根据权利要求3所述的基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：所述高斯滤波的高斯内核为(3,3)，高斯核函数在X和Y方向的标准偏差均为0.8。

5.根据权利要求1-4任一所述的基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：步骤五中所述能量阈值为所述二维海浪谱总能量的5%-10%。

6.根据权利要求5所述的基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：步骤五中所述能量阈值为所述二维海浪谱总能量的6.25%。

7.根据权利要求6所述的基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：步骤八中所述孤立部分为相邻的三个及其以上像素点都属于同一分区的像素点以及上、下相邻或者左、右相邻的像素点都属于同一分区的像素点。

8.根据权利要求7所述的基于二维海浪谱的海浪成分分区方法，其特征在于：步骤十中N取3-6。