基于多源SAR的浅海水下地形探测研究-以中国海南大洲岛为例

作者:黄龙宇 发布日期:2022-12-15 阅读:931


近日,我室与浙江大学联合培养的博士研究生黄龙宇以第一作者在Remote Sensing 上发表了题为“Shallow Sea Topography Detection from Multi-Source SAR Satellites: A Case Study of Dazhou Island in China”的研究论文,论文通讯作者为自然资源部第一海洋研究所孟俊敏研究员和我室杨劲松研究员。

以往的合成孔径雷达(SAR)探测浅海地形研究中主要使用单景SAR影像,但这易受海况和传感器噪声的干扰,因此降低地形探测的精度。本文使用了不同成像时刻的GF-3、Sentinel-1、ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR四种SAR数据对海南大洲岛附近海域开展了研究。首先使用快速傅里叶变换估算SAR影像对应的波周期和波长,再将波浪参数代入线性频散关系即可得到水深值。但此时的反演结果存在很多误差点,本文采用误差分析和集成算法获得对研究区域覆盖密集的有效水深,最后插值生成浅海地形。本文提出的多源SAR水下地形探测模型(MSSTD)的结果与海图数据对比,偏差为2.14 m,相关系数为0.93,平均相对误差为14.13%,精度相比单景SAR影像的探测结果均有提升。

MSSTD可以发挥不同SAR影像的优势,相互补充,共同生成高精度、高分辨率的水下地形图。

图1 MSSTD探测浅海地形流程图及大洲岛海域浅海地形探测结果_副本.jpg

图1 MSSTD探测浅海地形流程图及大洲岛海域浅海地形探测结果


图2 MSSTD和单景SAR影像探测结果与海图水深对比.png

图2 MSSTD和单景SAR影像探测结果与海图水深对比


本研究得到了南方海洋科学与工程广东实验室创新团队项目(311021004)、国家自然科学基金项目(51839002,U2006207)和卫星海洋环境动力学国家重点实验室自主课题(SOEDZZ2205)的资助。



 引  用 
Huang, L.; Meng, J.; Fan, C.; Zhang, J.; Yang, J. Shallow Sea Topography Detection from Multi-Source SAR Satellites: A Case Study of Dazhou Island in China. Remote Sens. 2022, 14, 5184. https:// doi.org/10.3390/rs14205184


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