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基于ERA5海浪再分析数据的风浪涌浪分离方法

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哈尔滨工程大学学报 2023年第8期44卷 1283-1287,1312页

作者：万勇沈培范陈清中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 自然资源部第一海洋研究所海洋物理与遥感研究室山东青岛266061

为了探究和分析海浪中的主要成分,本文基于ERA5海浪再分析数据,依据能量因子分离风、涌浪的原理,研究了风、涌浪的平均波周期与风速的分布规律。利用最小二乘拟合方法,提出了一种分离风、涌浪的方法,并将其命名为TU方法。通过将TU方法... 详细信息

为了探究和分析海浪中的主要成分,本文基于ERA5海浪再分析数据,依据能量因子分离风、涌浪的原理,研究了风、涌浪的平均波周期与风速的分布规律。利用最小二乘拟合方法,提出了一种分离风、涌浪的方法,并将其命名为TU方法。通过将TU方法与波龄方法进行比较分析,验证TU方法的可行性和可靠性。结果显示:在本文的研究区域中,TU方法与波龄方法识别风浪的正确率为98.57%和98.55%,TU方法与波龄方法识别涌浪的正确率为78.9%和65.1%,表明根据风速与平均波周期2个参数识别涌浪,TU方法效果比波龄方法更好。对高度计等缺少风向信息情况下分离风浪与涌浪有着重要的意义。

关键词：风浪涌浪混合浪风涌浪分离 ERA5再分析数据平均波周期风速波龄

基于SAR多普勒质心频移的海面流场迭代反演算法

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海洋学报 2022年第3期44卷 109-117页

作者：秦艳萍范陈清张玉滨中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

为了克服SAR多普勒质心频移法反演海面流场时风场贡献去除困难的难题,本文提出了基于M4S模型的弦截下山法,利用其迭代计算局部区域的海面流场;然后估算整幅SAR图像中风场对多普勒速度的风贡献因子γ;最后去除风场对多普勒速度的贡献。... 详细信息

为了克服SAR多普勒质心频移法反演海面流场时风场贡献去除困难的难题,本文提出了基于M4S模型的弦截下山法,利用其迭代计算局部区域的海面流场;然后估算整幅SAR图像中风场对多普勒速度的风贡献因子γ;最后去除风场对多普勒速度的贡献。将该算法用于Radarsat-2数据反演海面径向流速,并利用匹配的实测数据验证反演精度。研究结果表明,本文提出的弦截下山法具有良好的收敛性和较高的收敛速度,而且对本文中使用的两景SAR数据,反演的海面径向流速偏差分别为0.04 m/s和0.15 m/s。

关键词： SAR 多普勒质心频移法海面流场弦截下山法

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基于AR模型的多普勒散射计回波功率谱估计

遥感信息 2023年第2期38卷 40-47页

作者：孙伟峰李雯范陈清贾晨王青中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580 自然资源部第一海洋研究所遥感室山东青岛266061 中国石油大学(华东)控制科学与工程学院山东青岛266580

当采样点数少或流速较小时,采用周期图法估计的多普勒散射计(Doppler scatterometer,DopSCAT)回波功率谱分辨率低,多普勒频移提取精度低。对此,提出了一种基于自回归(autoregressive,AR)模型的DopSCAT回波功率谱估计方法。该方法为DopS... 详细信息

当采样点数少或流速较小时,采用周期图法估计的多普勒散射计(Doppler scatterometer,DopSCAT)回波功率谱分辨率低,多普勒频移提取精度低。对此,提出了一种基于自回归(autoregressive,AR)模型的DopSCAT回波功率谱估计方法。该方法为DopSCAT回波信号建立含有未知参数的AR模型,采用赤池信息量准则自适应确定模型的最优阶数;对定阶后的AR模型采用Burg算法计算模型参数,利用得到的AR模型估计回波功率谱;对功率谱进行峰值检测提取多普勒频移计算径向流,采用两个观测方位向的径向流合成得到海面流场。利用OSCAR海流数据进行了回波功率谱估计与海流反演实验。分析结果表明,与周期图法相比,该方法能够显著提高回波功率谱分辨率和多普勒频移的提取精度,进而提高了海流的反演精度。

关键词：多普勒散射计海流反演回波功率谱 AR模型多普勒频移

基于ENVISAT ASAR数据的龙目海峡海表流场反演

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海洋科学进展 2022年第3期40卷 484-495页

作者：李晴烁范陈清孟俊敏张杰柯长青南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

基于2003年5月至10月ENVISAT ASAR宽幅模式(Wide Swath Mode,WSM)数据和2003年11月至2004年5月ENVISAT ASAR单视复数模式(Image Mode SLC,IMS)数据,利用多普勒质心偏移法获取了海面运动引起的多普勒质心异常,通过去除风和Bragg波引起的... 详细信息

基于2003年5月至10月ENVISAT ASAR宽幅模式(Wide Swath Mode,WSM)数据和2003年11月至2004年5月ENVISAT ASAR单视复数模式(Image Mode SLC,IMS)数据,利用多普勒质心偏移法获取了海面运动引起的多普勒质心异常,通过去除风和Bragg波引起的多普勒频移,最终获得龙目海峡海表径向流速。利用AVISO(Archiving,Validation and Interpretation of Satellite Oceanographic Data)流场数据对结果进行了精度验证,并分析了龙目海峡海表流速变化。结果表明:本文反演得到的海表面流速与AVISO流场匹配度较好,其中由WSM数据反演得到的流速与AVISO流场均方根误差为0.28 m/s,IMS数据反演得到的流速与AVISO流速均方根误差为0.37 m/s。在研究区范围内,2003年5月至9月海流流速较大(−2.56~2.51 m/s),10月流速减小(−0.79~0.72 m/s),11月至12月流速逐月增大(−1.64~1.25 m/s),2004年3月流速达到最低值(−0.58 m/s),2004年4月至5月流速逐月增大(−1.46~1.72 m/s);在南半球夏季(12月)和秋季(5月)龙目海峡出现北向逆流,其余皆为南向流。该流场反演方法可有效提取海面流速信息,从而为海面流场变化研究提供有效支撑。

关键词：多普勒频移海表流场反演算法时间序列龙目海峡合成孔径雷达

采用JVC算法生成枝切线的干涉相位解缠方法

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电子与信息学报 2021年第6期43卷 1683-1690页

作者：王朝霞刘永信张杰范陈清内蒙古大学计算机学院呼和浩特010021 内蒙古大学电子信息工程学院呼和浩特010021 自然资源部第一海洋研究所青岛266061

海面高程3维成像是随着天宫二号发射而实现的技术,相位解缠是3维成像高度计高程反演的关键步骤。为改进Goldstein枝切法,缩短干涉相位图中枝切线的总长度,提升相位解缠的精确性,该文提出一种基于JVC全局最优线性分配算法生成枝切线的相... 详细信息

海面高程3维成像是随着天宫二号发射而实现的技术,相位解缠是3维成像高度计高程反演的关键步骤。为改进Goldstein枝切法,缩短干涉相位图中枝切线的总长度,提升相位解缠的精确性,该文提出一种基于JVC全局最优线性分配算法生成枝切线的相位解缠方法。首先找出干涉相位图中的所有残差点并计算每一对异号残差点之间的距离;通过对比每对残差点之间的距离和各自与最近边界的距离和,确定采用JVC算法放置枝切线还是在残差点与边界之间直接放置枝切线,使得平衡枝切线的总长度最短。通过对3维成像高度计海面高程仿真干涉相位图和Etna火山地区干涉图像进行解缠实验并与其他3种算法进行对比,表明该算法的解缠结果与真实相位值误差相对较小,而且能够有效避免“孤岛现象”的产生。

关键词：相位解缠 3维成像高度计 Jonker-Volgenant-Castanon算法枝切线

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叶绿素a荧光计设计与开发

叶绿素a荧光计设计与开发

作者：范陈清中国石油大学

学位级别：硕士

由于海水浮游植物中的叶绿素a含量与光合作用产量之间存在相关性,因而叶绿素a浓度被作为描述海洋初级生产力的重要指标,并且叶绿素a浓度也是评价海洋水质、有机污染程度和探测渔场的重要参数,同时海域叶绿素a的时空变化包含着海区的基... 详细信息

由于海水浮游植物中的叶绿素a含量与光合作用产量之间存在相关性,因而叶绿素a浓度被作为描述海洋初级生产力的重要指标,并且叶绿素a浓度也是评价海洋水质、有机污染程度和探测渔场的重要参数,同时海域叶绿素a的时空变化包含着海区的基本信息。目前,叶绿素a荧光计的发展主要呈现小型化、低功耗和模块化的发展趋势。本系统主要基于荧光分析法,以MSP430F2013单片机作为核心控制单元,通过控制波长为460nm的超高亮度发光二极管激发叶绿素a产生荧光信号,并利用高性能的S8745-01光敏器件作为荧光信号的感应装置。系统中通过有源低通滤波网络对信号进行去噪,并通过两级放大电路进行信号的放大,然后经模数转换后进入单片机,并通过对测量值的多次采样平均有效滤除噪声信号,最后将采样获得的数据通过RS-232串口上传至上位机并实时显示。实验结果表明,本系统测量的叶绿素a浓度与荧光光强具有良好的线性关系,并且拥有较小的检出限和较低的功耗。本系统采用模块化、低功耗、小体积设计方案,从而有利于本系统与其它传感器系统的集成,也有利于整个系统的维护、安装与调试。同时本系统可适用于系泊式和走航式两种测量方式,可以测量海域某点叶绿素a的垂直分布,也可以进行海域叶绿素a的空间分布测量,因而对海区的叶绿素a分布研究具有重要意义。

关键词：叶绿素a 荧光计低功耗模块化

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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极化SAR在海洋探测中的应用与探讨

雷达学报（中英文） 2016年第6期5卷 596-606页

作者：张杰张晰范陈清孟俊敏国家海洋局第一海洋研究所青岛266061

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是重要的对地观测传感器,在陆地和海洋中都有广泛的应用。极化合成孔径雷达通过不同的收发通道组合,能够获取丰富的目标散射信息,可以提升目标检测、分类识别、定量反演的能力。该文以海冰... 详细信息

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是重要的对地观测传感器,在陆地和海洋中都有广泛的应用。极化合成孔径雷达通过不同的收发通道组合,能够获取丰富的目标散射信息,可以提升目标检测、分类识别、定量反演的能力。该文以海冰、舰船、溢油、海浪、内波、风场、海底地形等海上目标和海洋动力环境要素为例,分析了极化SAR在海洋监测中的重要作用,探讨了极化SAR未来的发展方向,给出了进一步开展极化SAR海洋应用的建议。

关键词：极化SAR 海洋应用海上目标海洋动力环境要素

基于NCEP数据进行高度计湿对流层校正的探讨

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2011年第S1期41卷 425-428页

作者：扈培信范陈清王进王晶中国海洋大学信息科学与工程学院山东青岛266100 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266071 青岛大学物理科学学院山东青岛266071

为达到高度计几厘米测高精度,湿对流层校正范围为3~45 cm,精确计算湿对流层校正是至关重要的。本文利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)数据,采用模型法计算高度计湿对流层校正。计算结果与... 详细信息

为达到高度计几厘米测高精度,湿对流层校正范围为3~45 cm,精确计算湿对流层校正是至关重要的。本文利用美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)数据,采用模型法计算高度计湿对流层校正。计算结果与无线电探空仪计算结果比较,偏差为0.01 cm,均方根为2 cm;与Jason-1模型法湿对流层校正产品比较,偏差为0.2 cm,均方根为1.4 cm。因此,利用NCEP数据计算高度计湿对流层校正精度较高,能够满足高度计大气湿对流层校正精度要求。为高度计大气湿对流层校正的计算提供1种新方法。

关键词：湿对流层校正 NCEP 卫星高度计无线电探空仪 Jason-1高度计

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卫星高度计电离层校正模型比较分析

遥感技术与应用 2012年第4期27卷 511-515页

作者：张婷张杰崔廷伟范陈清国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061

雷达高度计电磁波穿过大气中的电离层时,会受到电离子的影响而发生延时现象,从而使高度计的测高数据产生误差,必须对其进行校正。基于Jason-1卫星高度计数据,比较分析了目前多种卫星高度计所采用的主流电离层校正模型:Bent模型、IRI95... 详细信息

雷达高度计电磁波穿过大气中的电离层时,会受到电离子的影响而发生延时现象,从而使高度计的测高数据产生误差,必须对其进行校正。基于Jason-1卫星高度计数据,比较分析了目前多种卫星高度计所采用的主流电离层校正模型:Bent模型、IRI95模型和IRI2007模型。从模型的分层、各层的算法及参数设置方面对3种模型进行了比较,并利用Jason-1卫星高度计的电离层双频校正算法数据对3种模型的校正结果进行了评价。研究发现,IRI模型优于Bent模型,IRI2007模型优于IRI95模型,尤其是在中国近海的中纬度地区IRI2007模型的校正效果最好。上述工作可为HY-2卫星高度计电离层校正的模型选择提供参考。

关键词：电离层校正 Bent模型 IRI模型