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水下地形是海洋环境的重要参数之一。水下地形探测对于海洋科学研究与海洋资源开发具有重大意义。
合成孔径雷达(SAR)在水下地形探测研究中已得到应用。目前,浅海水下地形SAR影像探测研究中已发展了一些探测模型和算法,并且开展了部分实用性工作。但现有水下地形SAR探测研究均未利用高分辨率SAR影像进行水下地形探测。
本文基于已有的浅海水下地形反演模型,利用2景单视成像得到的6m分辨率的ERS-2 SAR影像,开展台湾浅滩高分辨率SAR影像水下地形探测研究。根据水下地形SAR反演计算网格大小的不同,本文分别开展了细网格和粗网格的台湾浅滩水下地形SAR反演计算。反演计算都得出了与实际地形整体变化趋势符合的水深值。
在水下地形细网格反演计算中,得到与真实地形整体趋势符合较好的结果,但反演出的水深与实测水深之间有一定的差异,反演水深高频振动,分析其产生的主要原因是高分辨率SAR影像斑点噪声较大。在水下地形粗网格反演计算中,通过对高分辨率SAR影像采用降低空间分辨率的重采样方法进行降噪处理,反演得到的水深与真实地形特征符合较好,反演水深与实测水深之间的平均绝对误差达到2.17m,平均相对误差达到7.6%。
本文研究结果表明,由于高分辨率ERS-2 SAR影像斑点噪声较大,水下地形细网格反演计算水深值高频振荡,反演结果不理想。因此,这方面的研究有待进一步深入研究,利用单视成像的高分辨率ERS-2 SAR影像开展水下地形SAR探测研究时,需要进行有效地降噪滤波处理。