基于一种改进局部梯度算法的雷达影像海面风向反演

周立章等   2017-07-04

      近日我室硕士生周立章在Remote Sensing(IF 3.244)上发表了关于雷达影像风向反演的文章,指导老师为郑罡副研究员。

      海面风场影响着大气和海洋之间的能量、物质及动量流动,进而对区域和全球的天气和气候产生影响。多种多样的星载微波传感器使得我们无论可以在白天或者黑夜以及几乎所有天气状况下对海面风场进行大覆盖范围的测量。与其他遥感测量一样,海面风场的测量也并非直接测量。因此,针对不同类型的微波仪器开发出合适的风速和风向反演模型十分重要。

      在该文中,一种针对合成孔径雷达图像反演海面风向的新反演方法被提出。这种新方法在频域将平滑操作和局部梯度求解合而为一,简化了局部梯度的求解过程,并且避免了差分近似。文中利用对ECMWF和CCMP数据进行插值得到的风向,将改进后的局部梯度法和传统的傅立叶变换法以及原有的梯度法进行了对比。文章还将各方法对椒盐噪声、加性噪声和乘性噪声的敏感性进行了分析。相比于其他两种方法,改进后的局部梯度法展现出了更好的风向反演性能。

Citation: Zhou, L., G. Zheng, X. Li, J. Yang, L. Ren, P. Chen, H. Zhang and X. Lou. An Improved Local Gradient Method for Sea Surface Wind Direction Retrieval from SAR Imagery. Remote Sensing, 2017, 9(7): 671.

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图. 改进后的局部梯度法的风向反演流程

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图. 三种方法在不同网格下反演获取于2005年3月25日0时45分的ASAR的VV极化图像: (a)7.5km 网格,(b)6km 网格,(c)3km 网格。黄色、品红和蓝绿色箭头分别代表利用傅里叶变换法、局部梯度法和改进局部梯度法反演的风向。