[发明专利]一种用于反演海洋内孤立波数据的反演方法

说明书

本发明公开了一种用于反演海洋内孤立波数据的反演方法，包括以下步骤：采集海洋内孤立波的SAR图像，提取海洋内孤立波的内孤立波传播方向，通过对海洋内孤立波的基本方程进行Boussinesq近似后加入定性条件，构建第一反演模型；采集海洋内孤立波的密度跃层的深度、厚度以及浮性频率的最大位置，基于参数化浮性频率公式，构建第二反演模型；采集海洋内孤立波的密度跃层的第一深度以及去除密度跃层后的第二深度，通过获取海洋内孤立波的约化重力加速度、重力加速度、海水平均密度、上下两层水的密度差以及波数、波长，构建第三反演模型；进而构建海洋内孤立波反演模型；实现了对海洋内孤立波数据的反演，为本领域提供了技术参考。

技术领域

本申请涉及海洋参数反演技术领域，具体而言，涉及一种用于反演海洋内孤立波数据的反演方法。

背景技术

海洋内波是存在海水密度跃层的条件下海洋水体内部的波动现象，由于回复力较弱海洋内波振幅往往很大，对潜艇的操纵以及水下作战武器的性能具有重要影响。海洋内波的周期从几分钟到几个小时不等；波长由几百米到上千米；对一个波群而言，沿传播方向的尺度为几百米到几千米，垂直于传播方向的尺度为几千米到几十千米；振幅从几米到几十米甚至几百米。

一直以来海洋内波是能够被SAR观测到的最多的海洋现象之一。海洋内波在SAR图像中表现为明暗相间的条纹，以海洋内波动力学为基础，根据海洋内波SAR成像的基本原理和物理过程，急需通过建立起内波SAR图像与海洋内波动力学参数之间的关系，并据此建立内波参数反演模式。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于反演海洋内孤立波数据的反演方法，包括以下步骤：

采集海洋内孤立波的SAR图像，提取海洋内孤立波的内孤立波传播方向；

基于内孤立波传播方向，通过对海洋内孤立波的基本方程进行Boussinesq近似后加入定性条件，构建海洋内孤立波的第一反演模型，其中，第一反演模型用于反演海洋内孤立波的波长；

采集海洋内孤立波的密度跃层的深度、厚度以及浮性频率的最大位置，基于参数化浮性频率公式，构建海洋内孤立波的第二反演模型，其中，第二反演模型用于反演海洋内孤立波的振幅；

采集海洋内孤立波的密度跃层的第一深度以及去除密度跃层后的第二深度，通过获取海洋内孤立波的约化重力加速度、重力加速度、海水平均密度、上下两层水的密度差以及波数、波长，构建海洋内孤立波的第三反演模型，其中，第三反演模型用于反演海洋内孤立波的相速度和群速度；

基于第一反演模型、第二反演模型、第三反演模型，构建海洋内孤立波的海洋内孤立波反演模型，其中，海洋内孤立波反演模型用于反演海洋内孤立波数据。

优选地，采集SAR图像的二维图像谱，通过保留二维图像谱的低频部分，获取SAR图像的低波数谱；

通过采集SAR图像的位置和方向信息，获取SAR图像中的陆架方位，并根据低波数谱的两个极值连线的方向，获取内孤立波传播方向。

优选地，在采集SAR图像的二维图像谱的过程中，二维图像谱的方程为：

F(k_x，k_y)＝|∫∫I(x，y)exp[-j2π(k_xx+k_yy)]dxdy|

其中，I(x，y)为SAR图像的灰度值，j表示复数虚部，k_x为x方向波数，k_y为y方向波数，dx为x方向积分微元，dy为y方向积分微元，F(k_x，k_y)表示二维图像谱。

优选地，在构建海洋内孤立波的第一反演模型的过程中，定性条件包括弱非线性条件、弱频散条件。