一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法，包括以下步骤：步骤1：设置波形参数，根据Brown模型计算参考回波波形；步骤2：从所述参考回波波形中选取包含波形前缘的子波形；步骤3：对选取的所述子波形与测得的实际回波波形进行相关分析，确定实际回波波形的波形前缘；步骤4：在滤波平滑的基础上，从确定的所述波形前缘中提取出两个子波形；步骤5：设定阈值水平，采用阈值法计算两个子波形的波形前缘中心；步骤6：将两个子波形的波形前缘中心转换为湖冰厚度。本发明专利技术直接通过回波波形精确估算淡水湖泊湖冰厚度，且可运用连续多颗卫星测高数据，可获取淡水湖泊的湖冰厚度长期变化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法
本专利技术属于水资源遥感监测
，具体涉及一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法。
技术介绍
1969年美国学者Kaula在Williamstown的研讨会上首次提出了卫星测高的概念，上世纪70年代先后发射了Skylab(SkyLaboratory)、Geos–3(GeodynamicsExperimentalOceanSatellite)和Seasat(SeaSatellite)等测高卫星。1985年发射的Geosat(GeodeticSatellite)测高卫星，首次提供了长期具有重复周期高质量的全球海面高数据，标志着卫星测高技术进入成熟阶段。上世纪90年代以来，美国和欧空局研制了高精度的高度计，目前形成了两大系列测高卫星，即T/P(Topex/Poseidon)系列(包括已发射的T/P、Jason–1/2/3测高卫星)和ERS(EuropeanRemoteSensingSatellite)系列(包括已发射的ERS–1/2和Envisat测高卫星)，其中T/P系列主要用于海洋的长期监测，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：设置波形参数，根据Brown模型计算参考回波波形；/n步骤2：从所述参考回波波形中选取包含波形前缘的子波形；/n步骤3：对选取的所述子波形与测得的实际回波波形进行相关分析，确定实际回波波形的波形前缘；/n步骤4：在滤波平滑的基础上，从确定的所述波形前缘中提取出两个子波形；/n步骤5：设定阈值水平，采用阈值法计算两个子波形的波形前缘中心；/n步骤6：将两个子波形的波形前缘中心转换为湖冰厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：设置波形参数，根据Brown模型计算参考回波波形；
步骤2：从所述参考回波波形中选取包含波形前缘的子波形；
步骤3：对选取的所述子波形与测得的实际回波波形进行相关分析，确定实际回波波形的波形前缘；
步骤4：在滤波平滑的基础上，从确定的所述波形前缘中提取出两个子波形；
步骤5：设定阈值水平，采用阈值法计算两个子波形的波形前缘中心；
步骤6：将两个子波形的波形前缘中心转换为湖冰厚度。


2.如权利要求1所述的一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法，其特征在于，步骤1中所述Brown模型的表达式如公式(1)所示：



其中，P为反射能量，t表示采样时刻，τ表示波形前缘中点，σ与有效波高SWH相关，α与衰减参数有关，A表示振幅，σ的定义为其中σs＝SWH/4，σp与高度计参数有关；特定的测高卫星σp看成常数，波形形状为有效波高的函数。


3.如权利要求2所述的一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法，其特征在于，选取5m有效波高并根据Brown模型计算得到回波波形作为参考波形。


4.如权利要求1所述的一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法，其特征在于，步骤2中所述子波形是从参考回波波形中选取的包含波形前缘的多个连续采样点组成的波形。


5.如权利要求1所述的一种基于卫星测高回波波形监测湖冰厚度的方法，其特征在于，步骤3包括：
步骤31：计算参考回波波形以及任意实际回波波形之间的相关性，计算公式(2)如下所示，









其中，和是参考波形与任意波形的平均能量；S和S...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨元德，李振洪，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61