船载雷达观测海浪探究 PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
此外，海浪有时还会携带大量泥沙进入海港、航道，造成 淤塞等灾害。
2020/3/31
5
2020/3/31
6
2020/3/31
7
2020/3/31
8
2020/3/31
9
2020/3/31
10
海浪促进海水上下层混合，使混合后水层富有氧气， 满足海中鱼类和其他动植物需要；
波浪发电；
海上冲浪；
葡萄牙的“海蛇”海浪发电 站
“双峰”现象；
五、极化方式和雷达视向对星载SAR海浪成像没
有明显影响．
2020/3/31
14
雷达技术的发展，特别是小型高效的船载雷达技术的进步为 工程使用雷达技术远距离观测海浪提供了条件，我国研制了海 浪雷达图像测量纪录仪，将船载雷达观测的海浪图像数字化， 便于计算机处理．船载雷达对海面以3．2 S的更新率直接获得 实口径的高分辨率海浪雷达图像；以20 MHz的采样速率对海 浪雷达回波作高速A／D变换，并采用雷达图像处理技术得到 雷达海浪数值图；进行空间滤波技术处理，得到雷达海浪模式 图；采用二维波谱分析和数据处理，计算出海浪主要参数，包 括波向、波高、周期、波速等．在渤海、黄海进行的现场观测 试验中，结合同步实测海浪数据，采用模式识别技术进行对比， 结果有很好的相关性．现场实测结果表明，我们在国内首次研 制的雷达海浪监测技术系统具有重要的使用价值和广阔的应用 前景．
2020/3/31
3
海浪观测的对象主要指的是风浪和涌浪
风浪：由风直接作用而引起， 波型不规则，背风面较陡，迎风 面较平缓，波峰较大，4到5级风 时，波峰翻倒破碎，出现白浪。 传播方向大都和风向一致。
2020/3/31
涌浪：在风力甚小或无风水域 中依靠惯性维持。波型较规则 ，波面圆滑，波面平坦，无破 碎现象，周期大于原来风浪的 周期，来源的波系叠加也可以 形成。
世界首座商用波浪能发电厂
2020/3/31
12
自1978年美国首次在Seasat卫星上装载合成 孔径雷达(SAR)以来，国际上在利用星载SAR获得 的高分辨率海浪雷达回波图像进行海浪分析方面 开展了多方面的研究，并取得了一系列成果．近 年来我国研究者在利用星载SAR观测海浪现象方面 也进行了相关的研究和探讨，但距工程应用尚有 一段距离．国内外的海洋遥感学家在研究SAR的海 浪成像中主要得出以下几个结论：
2020/3/31
21
4
巨浪可引起海上船舶倾覆、折断和触礁，摧毁海上平台， 对海上运输和施工、渔业捕捞、海上军事活动等带来很大的 灾害。
巨浪可摧毁沿海的堤岸、海塘、码头、海水养殖设施等各 类海工建筑物。海浪对沿岸工程设施的破坏往往是毁灭性的， 二次巨浪来袭可能会破坏整个港口的设施。据测量，近岸浪 对海岸的压力，可达到每平方米30～50吨。据记载，在一次 大风暴中，巨浪曾把1370吨重的混凝土块移动了10米，20吨 的重物也被它从4米深的海底抛到了岸上。巨浪冲击海岸能 激起60-70米高的水柱。
2020/3/31
13
一、星载SAR成像过程中速度调制是最主要的调
制机制；
二、星载SAR图像谱相对海浪谱有180°的方向模
糊，需通过对成像海区海浪概况的了解或通过其他
手段来确定海浪的传播方向；
三、是非线性效应导致SAR图像谱在方位上存在
高波数截断，截断波数之后有信息丢失；
四、沿距离向传播的海浪，它的SAR图像谱存在
2020/3/31
17
2020/3/31
18
2020/3/31
19
2020/3/31
20
(1)浪图像进行处理分析提取海浪要素的方法是可行 的、有效的。
(2)船载雷达海浪测量和处理系统可以实现全天候、 全天时、实时、快捷、较大海域范围内的海浪要素测 量。
(3)由自行研制的海浪雷达图像测量记录仪得到的高 分辨率数字化海浪图像具有足够的海浪要素信息，满 足海浪谱分析的要求。
2020/3/31
Leabharlann Baidu15
2020/3/31
16
海浪图像分析
对海浪可以用一个二维谱进行描述，某时某地海洋波 浪场的所有统计特征均可从谱函数中获取．从高分辨率的 雷达图像能够测量海浪谱．从雷达图像获取海浪谱较为复 杂，国际上许多研究者在这方面作过研究。可把雷达海浪 回波信号看作一个空间的二维数列．为了提取海浪信息(波 长、波高、波向、波速)，必须将二维的海浪回波图像数据 从空间域转换到频率域进行分析。 即二维傅立叶变换。
船载雷达观测海浪探究
2020/3/31
1
海浪：指周期为几秒至几十秒的由于风传输给海面能量 引起的波动现象。是海水运动形式之一，它的产生是 外力、重力与海水表面张力共同作用的结果。
2020/3/31
2
风浪、涌浪、近岸浪、内波、潮汐波、海啸、风暴潮。
风浪： 由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。 涌浪： 由其他海区传来的波浪或由于当地的风力急剧减小、风向改 变或风平息后遗留的波浪均称涌浪。 近岸浪：风浪或涌浪传至浅水或近岸区后，因受地形影响发生一系 列变化。 内波： 不同密度的水层界面处而产生的波动。 潮汐波：由于天体引潮力作用所产生的波动。 海啸： 由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所形成的波动。 风暴潮：由于气象原因，如台风，强风暴等引起的海面异常升高现 象。
2020/3/31
5
2020/3/31
6
2020/3/31
7
2020/3/31
8
2020/3/31
9
2020/3/31
10
海浪促进海水上下层混合，使混合后水层富有氧气， 满足海中鱼类和其他动植物需要；
波浪发电；
海上冲浪；
葡萄牙的“海蛇”海浪发电 站
“双峰”现象；
五、极化方式和雷达视向对星载SAR海浪成像没
有明显影响．
2020/3/31
14
雷达技术的发展，特别是小型高效的船载雷达技术的进步为 工程使用雷达技术远距离观测海浪提供了条件，我国研制了海 浪雷达图像测量纪录仪，将船载雷达观测的海浪图像数字化， 便于计算机处理．船载雷达对海面以3．2 S的更新率直接获得 实口径的高分辨率海浪雷达图像；以20 MHz的采样速率对海 浪雷达回波作高速A／D变换，并采用雷达图像处理技术得到 雷达海浪数值图；进行空间滤波技术处理，得到雷达海浪模式 图；采用二维波谱分析和数据处理，计算出海浪主要参数，包 括波向、波高、周期、波速等．在渤海、黄海进行的现场观测 试验中，结合同步实测海浪数据，采用模式识别技术进行对比， 结果有很好的相关性．现场实测结果表明，我们在国内首次研 制的雷达海浪监测技术系统具有重要的使用价值和广阔的应用 前景．
2020/3/31
3
海浪观测的对象主要指的是风浪和涌浪
风浪：由风直接作用而引起， 波型不规则，背风面较陡，迎风 面较平缓，波峰较大，4到5级风 时，波峰翻倒破碎，出现白浪。 传播方向大都和风向一致。
2020/3/31
涌浪：在风力甚小或无风水域 中依靠惯性维持。波型较规则 ，波面圆滑，波面平坦，无破 碎现象，周期大于原来风浪的 周期，来源的波系叠加也可以 形成。
世界首座商用波浪能发电厂
2020/3/31
12
自1978年美国首次在Seasat卫星上装载合成 孔径雷达(SAR)以来，国际上在利用星载SAR获得 的高分辨率海浪雷达回波图像进行海浪分析方面 开展了多方面的研究，并取得了一系列成果．近 年来我国研究者在利用星载SAR观测海浪现象方面 也进行了相关的研究和探讨，但距工程应用尚有 一段距离．国内外的海洋遥感学家在研究SAR的海 浪成像中主要得出以下几个结论：
2020/3/31
21
4
巨浪可引起海上船舶倾覆、折断和触礁，摧毁海上平台， 对海上运输和施工、渔业捕捞、海上军事活动等带来很大的 灾害。
巨浪可摧毁沿海的堤岸、海塘、码头、海水养殖设施等各 类海工建筑物。海浪对沿岸工程设施的破坏往往是毁灭性的， 二次巨浪来袭可能会破坏整个港口的设施。据测量，近岸浪 对海岸的压力，可达到每平方米30～50吨。据记载，在一次 大风暴中，巨浪曾把1370吨重的混凝土块移动了10米，20吨 的重物也被它从4米深的海底抛到了岸上。巨浪冲击海岸能 激起60-70米高的水柱。
2020/3/31
13
一、星载SAR成像过程中速度调制是最主要的调
制机制；
二、星载SAR图像谱相对海浪谱有180°的方向模
糊，需通过对成像海区海浪概况的了解或通过其他
手段来确定海浪的传播方向；
三、是非线性效应导致SAR图像谱在方位上存在
高波数截断，截断波数之后有信息丢失；
四、沿距离向传播的海浪，它的SAR图像谱存在
2020/3/31
17
2020/3/31
18
2020/3/31
19
2020/3/31
20
(1)浪图像进行处理分析提取海浪要素的方法是可行 的、有效的。
(2)船载雷达海浪测量和处理系统可以实现全天候、 全天时、实时、快捷、较大海域范围内的海浪要素测 量。
(3)由自行研制的海浪雷达图像测量记录仪得到的高 分辨率数字化海浪图像具有足够的海浪要素信息，满 足海浪谱分析的要求。
2020/3/31
Leabharlann Baidu15
2020/3/31
16
海浪图像分析
对海浪可以用一个二维谱进行描述，某时某地海洋波 浪场的所有统计特征均可从谱函数中获取．从高分辨率的 雷达图像能够测量海浪谱．从雷达图像获取海浪谱较为复 杂，国际上许多研究者在这方面作过研究。可把雷达海浪 回波信号看作一个空间的二维数列．为了提取海浪信息(波 长、波高、波向、波速)，必须将二维的海浪回波图像数据 从空间域转换到频率域进行分析。 即二维傅立叶变换。
船载雷达观测海浪探究
2020/3/31
1
海浪：指周期为几秒至几十秒的由于风传输给海面能量 引起的波动现象。是海水运动形式之一，它的产生是 外力、重力与海水表面张力共同作用的结果。
2020/3/31
2
风浪、涌浪、近岸浪、内波、潮汐波、海啸、风暴潮。
风浪： 由风直接作用而引起的水面波动称为风浪。 涌浪： 由其他海区传来的波浪或由于当地的风力急剧减小、风向改 变或风平息后遗留的波浪均称涌浪。 近岸浪：风浪或涌浪传至浅水或近岸区后，因受地形影响发生一系 列变化。 内波： 不同密度的水层界面处而产生的波动。 潮汐波：由于天体引潮力作用所产生的波动。 海啸： 由于海底或海岸附近发生的地震或火山爆发所形成的波动。 风暴潮：由于气象原因，如台风，强风暴等引起的海面异常升高现 象。