内波极化SAR响应分析与反演应用

来源 :自然资源部第一海洋研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wsd988
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
海洋内波是频发于全球海域的一种水下波动现象,其对海洋中的能量混合、营养物输送、工程建设等造成了不可忽视的影响。现场观测表明内波的生成与传播过程伴随着较大的振幅变化,同时其作为一种水下现象会改变海表面的粗糙起伏,进而改变海表面的电磁波散射特性。目前利用遥感手段对内波的激发源、生成机制、时空分布、传播特征等进行了较多的研究,但对其引起的海面变化研究相对较少。本文主要利用极化SAR信息分析内波的极化响应特征,反演计算内波引起的海面粗糙倾斜变化,并探讨其与振幅之间的关系。首先,基于极化SAR理论,筛选得到对内波探测效果较好的极化特征参数并据此分析其表面极化散射特性。然后基于全极化影像利用X-Bragg散射模型计算内波引起的海面粗糙倾斜变化。最后在优选的极化特征参数图像中获取内波半振幅宽度并进行振幅反演,分析内波振幅与其引起的海面倾斜变化之间的关系。本文的主要结论如下:(1)内波具有良好的极化SAR响应特性,极化散射功率较强,散射机制主要为表面散射;内波的去极化作用较强,存在交叉极化效应并会在海面产生一定程度的粗糙起伏。(2)在全极化SAR特征参数中表面散射系数Odd、Lammbda值、极化总功率Span、相干矩阵特征值λ1、极化熵H以及平均散射角α有利于内波识别探测,具有较好内波响应效果;在简缩极化SAR特征参数中Lambda值、极化总功率Span、相干矩阵特征值λ1、极化熵H以及斯托克斯参数Stokesg0、Stokesg3具有较好的内波响应效果。(3)内波能够引起海面发生粗糙倾斜变化,基于X-Bragg模型构建了内波致海面粗糙倾斜变化指数Δβ,利用全极化SAR影像计算得到Δβ值介于0~30%。实验表明可利用粗糙倾斜变化指数Δβ作为极化SAR影像中探测识别内波的指标。(4)可利用极化特征参数图像进行内波半振幅宽度获取并据此反演内波振幅。内波引起的海面粗糙倾斜变化与其振幅之间存在正相关,振幅越大的内波,其引起的海面粗糙变化值越大。
其他文献
地震是人类遭遇的最严重的自然灾害之一,其突发性和危害性位于其他自然灾害之首。由于城市规模的扩大和现代化水平的提高,人类社会在地震灾害下的暴露程度正在急剧增加,人类社会面临的地震风险正逐步增大。因此,及时、有效地评估城市变化导致的地震灾害风险变化,对于我国城镇化的不断发展和防震减灾工作具有十分重要的意义。地震灾害风险主要由地震灾害的危险性(hazard)、承灾体的暴露性(exposure)和易损性(
大地震发生时引起的应力扰动会使地下岩石产生形变响应,从而导致长期的地表震后变形。目前认为,控制地震震后形变的主要动力学机制包括断层面上的无震蠕滑、区域下地壳上地幔粘弹性松弛效应和孔隙弹性回弹等。因此,可以通过研究大地震引起的地表变形来探测震后动力学过程,从而有效约束区域岩石圈流变结构和发震断层的摩擦特性。2015年4月25日,Mw7.8尼泊尔地震发生在青藏高原南缘的喜马拉雅主逆冲断裂带上,是过去8
新生代以来印度-欧亚板块的剧烈碰撞使得青藏高原急剧隆升,地壳增厚并发生南北向缩短和东西向挤出运动。在青藏高原东缘,向东运动的物质受东部阿拉善、鄂尔多斯、华南等坚硬地块的阻挡,相互作用下形成了近南北向的复杂构造带,称为南北构造带,因其地震分布密集且强度大而又称为“南北地震带”。因此,研究青藏高原东缘地壳结构、物质运移特征,对认识青藏高原东缘构造活动机制、揭示该区域地震孕育机理具有重要的科学意义,有助
随着全球气候变化、极端暴雨发生概率的增加和我国城市化进程的加快,城市洪涝灾害已成为我国最严重的灾害之一。采用数值计算方法评价排水管网在洪水过程中的性能,模拟洪水演进过程、积水面积和积水深度,对城市建设具有重要意义。本文通过耦合高精度二维地表水动力模型,提出4种表征管网排水能力的虚拟入渗方法[雨水井入渗法(RIA)、只在道路上入渗的方法(CIR)、在所有土地上入渗的方法(CIA)和降水率折现方法(D
海洋沉积物的地球化学特征反映了陆源、生源、自生源和火山源等多种自然过程的贡献,蕴含了丰富的环境和气候变化信息。认识和理解海洋沉积物的组成和分布规律是海洋地质学研究的一项基础性内容。由于样品缺乏,目前对北太平洋皇帝海岭表层沉积物的组成、空间分布规律及物质来源的认识还存在明显不足。该研究通过对皇帝海岭50个表层全样沉积物的粒度、主量元素、稀土元素和CaCO3含量,30个表层沉积物细粒硅酸盐组分(<63
蛇尾纲生物是重要的棘皮动物类群,广泛分布于不同海洋环境,是黄海大型底栖生物群落的优势种和建群种。黄海蛇尾纲生物主要有两种食性,一种为腐食食性,如浅水萨氏真蛇尾(Ophiura sarsii vadicola)和司氏盖蛇尾(Stegophiura sladeni);另一种为悬浮物食性,如紫蛇尾(Ophiopholis mirabilis)。但目前上述不同食性蛇尾纲生物的食物来源与重金属累积的研究较少
深远海地磁采集数据作为数据处理的对象和地磁资料分析、利用的原始数据,提高数据预处理质量是保证海洋地磁数据精度的基础。海洋地磁数据处理方法中,地磁日变改正质量是影响海洋地磁数据精度的关键。磁异常化极处理可以消除地磁场磁化作用带来的磁异常等值线分布、中心位置与地下实际磁性体位置不相符的现象,但在低纬度地区,该处理较为复杂,会导致磁异常等值线沿磁偏角垂直方向拉伸和条带状干扰,严重降低低纬度地区的磁资料解
岛礁礁体将作为海洋工程建设的基础,是发展海洋强国事业的战略要地。礁灰岩是岛礁礁体的主要组成部分,其孔隙结构与其宏观力学性质紧密相关,由于礁灰岩成分、结构的特殊性使其容易受到溶蚀从而造成孔隙率加大从而降低了整体力学强度。本文总结了前人关于礁灰岩矿物组成、微观结构、力学特征的研究,得到了孔隙度与力学性质有很强的相关性的认识,并在此基础上通过随机聚类算法构建不同孔隙度礁灰岩离散元模型,模拟不同孔隙率礁灰
南大洋因其面积广阔等优势,能够存储更多的热量和二氧化碳(CO2),对全球气候的变化较为敏感,因此在研究全球碳循环及气候变化中的地位十分重要。罗斯海是南大洋第二大边缘海和深层水的来源之一,通过对该海域的古海洋与碳循环的研究,有利于更有效地推测未来大气CO2浓度和全球气候变化。本研究对象为罗斯海陆坡和海盆区的3个插管沉积物岩芯(BC008、BC010和BC006)和1个柱状沉积物岩芯(GC16)。通过
稀土元素(本论文中指REE和Y,统称为REY)是继结核、结壳和硫化物之后又一重要的深海矿产资源,已成为近年来的研究热点。了解REY在沉积物-海水界面的地球化学循环过程对于揭示富稀土海区沉积物中REY的富集机制具有重要意义。目前较多研究显示,深海富稀土沉积物中的REY主要是自生来源,很可能来源于对海水或者孔隙水中稀土元素的吸附。然而,目前针对富稀土海区稀土元素富集机制的研究主要局限于沉积物,较少对海