[发明专利]一种利用合成孔径雷达图像反演海面风速的方法及系统

权利要求书

1.一种利用合成孔径雷达图像反演海面风速的方法，其特征在于，包括步骤：

S1、获得含有风条纹信息的合成孔径雷达图像，对所述图像进行辐射校正，将强度信息转化为归一化后向散射系数；

S2、对辐射校正后的图像进行重新标定；

S3、将所述重新标定后的图像转化为灰度图像；

S4、计算所述灰度图像的灰度共生矩阵；

S5、计算所述灰度共生矩阵的特征值；

S6、基于所述灰度共生矩阵的特征值、及灰度共生矩阵的特征值与风速间的关系，计算海面风速。

2.根据权利要求1所述的反演海面风速的方法，其特征在于，所述重新标定的公式如下：

R＝σ₀/S(θ)

其中，σ₀为归一化后向散射系数，S(θ)为后向散射模型CMOD5.N在10m/s风速，45°风向下入射角为θ时的计算值，θ为所计算的σ₀对应像元处的入射角，R为重新定标后的像元值。

3.根据权利要求1所述的反演海面风速的方法，其特征在于，所述归一化后向散射系数具体为：

I＝10×lg[(X+A₁)/A₂]+10×lg[sin(θ)]

其中，I为归一化后向散射系数，X为强度，A₁为偏移量，A₂为增益，θ为入射角。

4.根据权利要求1所述的反演海面风速的方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

求出相对位置为整数且最接近待求目标位置的4个GLCM，分别记为G₁₁、G₁₂、G₂₁、G₂₂，对应满足的相对位置分别为(floor(d·cosФ)，floor(d·sinФ))、(ceiling(d·cosФ)，floor(d·sinФ))、(floor(d·cosФ)，ceiling(d·sinФ))、(ceiling(d·cosФ)，ceiling(d·sinФ))，其中，d为步长，Ф为角度，floor代表向下取整，ceiling代表向上取整，具体地：利用双线性插值求出相对位置为(d·cosФ,d·sinФ)的GLCM，公式如下：

G₁₁(m，n；d，Ф)＝G₁₁(m,n；floor(d·cosφ)，floor(d·sinφ))

G12(m，n；d，Ф)＝G12(m,n；ceiling(d·cosФ)，floor(d·sinφ))

G21(m，n；d，Ф)＝G21(m,n；floor(d·cosφ)，ceiling(d·sinФ))

G22(m，n；d，Ф)＝G22(m,n；ceiling(d·cosФ)，ceiling(d·sinФ))

其中G₁₁、G₁₂、G₂₁、G₂₂为最近邻的四个位置对应的灰度共生矩阵，m＝d·cosФ-floor(d·cosФ)，n＝d·sinФ-floor(d·sinФ)。

5.根据权利要求1所述的反演海面风速的方法，其特征在于，灰度共生矩阵的特征值与风速间的关系具体为：

W＝4.4707*T_s+1.7227

其中，T_s为提取的熵的稳定值，W为风速，单位为m/s。

6.一种利用合成孔径雷达图像反演海面风速的系统，其特征在于，包括：

辐射校正模块，用于获得含有风条纹信息的合成孔径雷达图像，对所述图像进行辐射校正，将强度信息转化为归一化后向散射系数；

重新标定模块，用于对辐射校正后的图像进行重新标定；

灰度化模块，用于将所述重新标定后的图像转化为灰度图像；

第一计算模块，用于计算所述灰度图像的灰度共生矩阵；

第二计算模块，用于计算所述灰度共生矩阵的特征值；

第三计算模块，用于基于所述灰度共生矩阵的特征值、及灰度共生矩阵的特征值与风速间的关系，计算海面风速。