论文部分内容阅读
海洋环境的监测对海上航行、资源管理、海上作业及国防安全具有重大意义,而航海雷达图像反演降雨强度为海上降雨监测提供了一种便利手段,也能为雷达图像反演海浪参数信息的可信度提供一个评价标准。本文以国防科研项目“舰载X波段航海雷达反演海浪技术”为依托,利用大量实测X波段航海雷达原始图像数据和降雨量数据,对航海雷达图像反演降雨强度的方法进行了研究。本文航海雷达图像反演降雨强度的方法分为三个步骤开展:原始雷达图像中同频干扰噪声处理、降雨雷达图像识别、利用降雨雷达图像的特性参数反演降雨强度,对以上三个步骤分别进行了研究。利用雷达图像实测数据研究了雷达回波信号间的相关性,结果表明相邻海杂波信号间的相关性较强,而同频干扰噪声的存在会破坏这种相关性,基于这种空间相关特性并结合Laplace线性模板,本文提出了一种空间域相关抑制同频干扰噪声的方法,该方法分为噪声线检测、噪声点定位、噪声修复等步骤。首先统计大量实测数据的相关系数,确定合适的两级阈值,利用阈值关系检测出同频干扰噪声线;然后,应用改进的Laplace线性模板定位噪声线上噪声点位置,并利用基于相关系数的加权插值法修复噪声点,达到滤除噪声的目的;最后,利用实测数据验证算法有效性,同传统的中值和均值滤波比较发现,本算法对同频干扰噪声的滤除效果更好,图像原始信息保留更完整。利用航海雷达图像反演降雨强度的前提是已识别出降雨图像,本文利用实测数据对降雨雷达图像遮挡区的特性参数——零强度百分比和回波强度均值进行了研究,并提出一种利用二者比值来识别降雨图像的方法,与仅利用零强度百分比或传统的利用回波强度均值和差异系数的方法相比有更高的识别正确率。利用航海雷达图像反演降雨强度,需找到降雨雷达图像特性参数与降雨强度之间的关系,为此,本文选取了大量的实测雷达图像数据和降雨强度数据进行实验,分别研究雷达图像遮挡区零强度百分比、回波强度均值与降雨强度的关系,通过线性拟合得到了线性关系式,为利用航海雷达图像反演降雨强度提供了依据。最后,分别采用雷达图像遮挡区零强度百分比、回波强度均值与降雨强度的关系式进行了误差分析,确定了利用两关系式求解降雨强度值的方法。按照同频干扰噪声去除,降雨图像识别,降雨强度确定的步骤设计了雷达图像反演降雨强度的具体方法,并利用实测数据对该方法进行了实验验证,结果表明,该方法具有一定的可行性。