[发明专利]一种用于探测第二模态凸型内孤立波振幅的方法

权利要求书

1.一种用于探测第二模态凸型内孤立波振幅的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集第二模态凸型内孤立波引起的水体表面变化图和波形图，获得所述第二模态凸型内孤立波的光学遥感图像以及所述光学遥感图像对应的第二模态凸型内孤立波振幅，构建样本库；

基于所述样本库，通过选取卷积神经网络，构建第二模态凸型内孤立波振幅光学遥感探测模型，所述第二模态凸型内孤立波振幅光学遥感探测模型用于通过采集真实海洋第二模态凸型内孤立波的所述光学遥感图像，获得所述真实海洋第二模态凸型内孤立波的所述第二模态凸型内孤立波振幅；

在采集所述第二模态凸型内孤立波引起的所述水体表面变化图和所述波形图的过程前，对所述第二模态凸型内孤立波进行模拟，模拟的过程包括：

通过设置溶液深度、上层溶液、下层溶液以及所述上层溶液与所述下层溶液的跃层偏移比、塌陷高度、成像角度，构建仿真模型，其中所述跃层偏移比用于表示由所述上层溶液和所述下层溶液的界面构成的密度跃层的偏移比，所述塌陷高度用于表示利用重力塌陷法造波时重力势能的强度，所述成像角度用于表示由所述模拟实验获取第二模态凸型内孤立波图像时的角度；

基于所述仿真模型，通过重力塌陷法，获得所述第二模态凸型内孤立波；

在构建所述仿真模型过程中，将密度999kg/m³的清水设置为所述上层溶液，将密度范围1081kg/m³的盐水设置为所述下层溶液，所述跃层偏移比为12.5％，所述的成像角度为10-90°，所述仿真模型的溶液深度为40cm；

在通过所述重力塌陷法获得所述第二模态凸型内孤立波的过程中，设置所述仿真模型的造波区长度为40cm，塌陷高度为7cm，其中，所述造波区长度用于表示生成所述第二模态凸型内孤立波的区域长度；

基于所述仿真模型，通过设置至少两台图像采集设备通过相同帧频以及刻度定标法的方式，采集所述水体表面变化图和所述波形图，其中，所述图像采集设备包括CCD相机；

在构建得到样本库的过程中，通过时序化处理、滤波处理、单根特征条纹裁剪处理的预处理方法，对所述水体表面变化图进行预处理，获得所述光学遥感图像，通过所述预处理方法对所述波形图进行预处理，获得所述第二模态凸型内孤立波振幅，其中，所述时序化处理用于通过设置取样线，将所述水体表面变化图基于时间顺序合并成第一时间序列图，将所述波形图合并成第二时间序列图，基于所述第一时间序列图构建所述光学遥感图像，基于所述第二时间序列图，获得所述第二模态凸型内孤立波振幅；

在获得所述第二模态凸型内孤立波振幅的过程中，采集所述上层溶液的水深、所述第二时间序列图的上边界高度差以及所述第二时间序列图的中心位置高度差，获得所述第二模态凸型内孤立波振幅，其中，

所述上边界高度差用于表示所述第二时间序列图中，水面与所述密度跃层的第一高度差；

所述中心位置高度差用于表示所述第二时间序列图中，所述第二模态凸型内孤立波振幅的垂向极值点中心位置与所述密度跃层的第二高度差。

2.如权利要求1所述一种用于探测第二模态凸型内孤立波振幅的方法，其特征在于，

在构建第二模态凸型内孤立波振幅光学遥感探测模型的过程中，通过依次设置输入层、第一卷积层、第一池化层、第二卷积层、第二池化层、第一全连接层、第二全连接层、输出层，构建所述卷积神经网络。

3.如权利要求2所述一种用于探测第二模态凸型内孤立波振幅的方法，其特征在于，

基于所述卷积神经网络，通过所述样本库对所述卷积神经网络进行验证、测试，构建初始内孤立波振幅探测模型，其中，所述样本库的所述条纹包括若干张单根内孤立波特征条纹图像，所述单根内孤立波特征条纹图像作为所述卷积神经网络的输入样本；

通过采集所述真实海洋第二模态凸型内孤立波的所述光学遥感图像，对所述初始内孤立波振幅探测模型进行修正，获得所述第二模态凸型内孤立波振幅光学遥感探测模型。

4.如权利要求3所述一种用于探测第二模态凸型内孤立波振幅的方法，其特征在于，

在对所述初始内孤立波振幅探测模型进行修正的过程中，通过ENVI软件对所述真实海洋第二模态凸型内孤立波的所述光学遥感图像进行几何校正和单根特征条纹裁剪，获得校正样本，通过所述校正样本对所述初始内孤立波振幅探测模型进行修正，获得所述第二模态凸型内孤立波振幅光学遥感探测模型。