一种海洋锋特征参数反演方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海洋锋特征参数反演方法及系统，方法包括采集海洋SAR图像，通过特征增强算法对海洋SAR图像进行特征增强，并获取特征增强后的海洋SAR图像的梯度；基于梯度，通过对特征增强后的海洋SAR图像进行形态学处理，构建海洋锋特征提取模型，其中，海洋锋特征提取模型用于确定海洋SAR图像的海洋锋的锋线长度以及海洋锋宽度，并通过梯度的变化，对海洋锋的尺度参数进行反演；系统包括图像采集模块，图像增强模块，海洋锋特征参数反演模块；本发明专利技术实现了仿真数据、航空海洋锋SAR观测数据及其他同类卫星数据的海洋锋反演方法的有效性，为本领域技术方案提供了技术新思路。为本领域技术方案提供了技术新思路。为本领域技术方案提供了技术新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋锋特征参数反演方法及系统


[0001]本申请涉及海洋参数反演
，具体而言，涉及一种海洋锋特征参数反演方法及系统。

技术介绍

[0002]海洋锋是指海洋环境参数的跃变带。从环境参数的变化上可分为温度锋、盐度锋、密度锋、声速锋等。从形成机制上主要可分为五类：浅水陆架锋、河口羽状锋、沿岸流锋、上升锋和强西边界锋。
[0003]海洋锋在海洋中覆盖范围较大，尺度为百公里级。海洋锋具有弱边缘特性，利用数学形态学滤波和多尺度边缘检测，粗检测的过程中满足边缘直线参数的确定为具有海洋锋的区域，利用现代数字图像处理技术，对海洋锋进行精细检测。
[0004]海洋锋ROI区域确定包含两部分内容，一是判断SAR图像中是否存在海洋锋，二是确定海洋锋的大致区域，缩小目标范围，以便于更好地排除其他海洋现象的干扰，更为准确地反演得到海洋锋信息。
[0005]海洋锋ROI区域的确定可通过Radon变换，判断图像中是否存在明显的线型特征来确定。但是，由于海洋锋图像结构复杂，通过单一图像处理的方式很难确定海洋锋ROI区域，因此这部分内容是海洋锋特征参数反演的难点所在，需要进行深入、细致、开拓性的研究加以解决。为了使反演结果更为准确，也可在图像处理进行预选的基础上加以简单有效的人工干预来确定海洋锋的ROI区域。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种海洋锋特征参数反演方法，包括以下步骤：
[0007]采集海洋SAR图像，通过特征增强算法对海洋SAR图像进行特征增强，并获取特征增强后的海洋SAR图像的梯度；
[0008]基于梯度，通过对特征增强后的海洋SAR图像进行形态学处理，构建海洋锋特征提取模型，其中，海洋锋特征提取模型用于确定海洋SAR图像的海洋锋的锋线长度以及海洋锋宽度，并通过梯度的变化，对海洋锋的尺度参数进行反演。
[0009]优选地，在对海洋SAR图像进行特征增强的过程前，对海洋SAR图像通过辐射校正的方法进行预处理，并对预处理后的海洋SAR图像通过特征增强算法进行特征增强处理。
[0010]优选地，在对海洋SAR图像通过辐射校正的方法进行预处理的过程中，还包括对预处理后的海洋SAR图像根据图像明暗趋势进行二次处理，其中，二次处理用于使海洋SAR图像明暗分布均匀。
[0011]优选地，对预处理后的海洋SAR图像通过特征增强算法进行特征增强处理的过程中，特征增强算法包括Contourlet算法。
[0012]优选地，在获取特征增强后的海洋SAR图像的梯度的过程中，通过二维梯度计算方法，获取梯度。
[0013]优选地，在构建海洋锋特征提取模型的过程中，对特征增强后的海洋SAR图像通过中轴变换、图像细化以及曲线连接、剪枝的方法，对特征增强后的海洋SAR图像进行形态学处理，
[0014]其中，
[0015]中轴变换用于获取海洋SAR图像的链接域的中轴，
[0016]图像细化用于通过收缩图像，删除连通域中多余像素，将一个曲线型物体细化为一条单像素宽的线且保持连通性，从而图形化地显示中尺度海洋现象的拓扑性质；
[0017]曲线连接用于将通过中轴变换处理后的海洋SAP图像的短分支线的去除；
[0018]曲线剪枝用于将通过中轴变换处理后的海洋SAP图像的短小间隙的结合。
[0019]优选地，曲线连接还包括小凸凹平滑过程，小凸凹平滑过程用于根据把线图形具有凸凹的部分置换成直线或曲线来完成。
[0020]优选地，海洋锋特征提取模型用于获取海洋锋线的中轴的地理位置，并根据中轴的长度获取锋线长度，根据垂直于海洋锋线的剖线获取海洋锋宽度。
[0021]一种海洋锋特征参数反演系统,包括：
[0022]图像采集模块，用于采集海洋SAR图像；
[0023]图像增强模块，用于通过特征增强算法对海洋SAR图像进行特征增强，并获取特征增强后的海洋SAR图像的梯度；
[0024]海洋锋特征参数反演模块，用于基于梯度，通过对特征增强后的海洋SAR图像进行形态学处理，构建海洋锋特征提取模型，其中，海洋锋特征提取模型用于确定海洋SAR图像的海洋锋的锋线长度以及海洋锋宽度，并通过梯度的变化，对海洋锋的尺度参数进行反演。
[0025]优选地，海洋锋特征参数反演系统还包括，
[0026]图像预处理模块，用于对海洋SAR图像通过辐射校正的方法进行预处理；
[0027]图像二次预处理模块，用于对预处理后的海洋SAR图像根据图像明暗趋势进行二次处理，其中，二次处理用于使海洋SAR图像明暗分布均匀。
[0028]本专利技术公开了以下技术效果：
[0029]本专利技术实现了仿真数据、航空海洋锋SAR观测数据及其他同类卫星数据的海洋锋反演方法的有效性，为本领域技术方案提供了技术新思路。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术所述的海洋锋特征参数反演流程；
[0032]图2为本专利技术实施例所述的海洋锋特征参数反演软件模块的部分界面；
[0033]图3为本专利技术实施例所述的中等强度海洋锋流场分布；
[0034]图4为本专利技术实施例所述的中等强度海洋锋仿真SAR图像；
[0035]图5为本专利技术实施例所述的强锋L波段三级海况仿真数据海洋锋反演；
[0036]图6为本专利技术实施例所述的弱海洋锋流场分布；
[0037]图7为本专利技术实施例所述的弱海洋锋仿真SAR图像；
[0038]图8为本专利技术实施例所述的弱锋L波段二级海况仿真数据海洋锋反演。
具体实施方式
[0039]下为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0040]如图1
‑
8所示，本专利技术提供了一种海洋锋特征参数反演方法，包括以下步骤：
[0041]采集海洋SAR图像，通过特征增强算法对海洋SAR图像进行特征增强，并获取特征增强后的海洋SAR图像的梯度；
[0042]基于梯度，通过对特征增强后的海洋SAR图像进行形态学处理，构建海洋锋特征提取模型，其中，海洋锋特征提取模型用于确定海洋SAR图像的海洋锋的锋线长度以及海洋锋宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海洋锋特征参数反演方法，其特征在于，包括以下步骤：采集海洋SAR图像，通过特征增强算法对所述海洋SAR图像进行特征增强，并获取特征增强后的所述海洋SAR图像的梯度；基于所述梯度，通过对特征增强后的所述海洋SAR图像进行形态学处理，构建海洋锋特征提取模型，其中，所述海洋锋特征提取模型用于确定所述海洋SAR图像的海洋锋的锋线长度以及海洋锋宽度，并通过所述梯度的变化，对所述海洋锋的尺度参数进行反演。2.根据权利要求1所述一种海洋锋特征参数反演方法，其特征在于：在对所述海洋SAR图像进行特征增强的过程前，对所述海洋SAR图像通过辐射校正的方法进行预处理，并对预处理后的所述海洋SAR图像通过所述特征增强算法进行特征增强处理。3.根据权利要求2所述一种海洋锋特征参数反演方法，其特征在于：在对所述海洋SAR图像通过所述辐射校正的方法进行预处理的过程中，还包括对预处理后的所述海洋SAR图像根据图像明暗趋势进行二次处理，其中，所述二次处理用于使所述海洋SAR图像明暗分布均匀。4.根据权利要求2所述一种海洋锋特征参数反演方法，其特征在于：对预处理后的所述海洋SAR图像通过所述特征增强算法进行特征增强处理的过程中，所述特征增强算法包括Contourlet算法。5.根据权利要求4所述一种海洋锋特征参数反演方法，其特征在于：在获取特征增强后的所述海洋SAR图像的所述梯度的过程中，通过二维梯度计算方法，获取所述梯度。6.根据权利要求5所述一种海洋锋特征参数反演方法，其特征在于：在构建所述海洋锋特征提取模型的过程中，对特征增强后的所述海洋SAR图像通过中轴变换、图像细化以及曲线连接、剪枝的方法，对特征增强后的所述海洋SAR图像进行所述形态学处理，其中，所述中轴变换用于获取所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈捷，陈标，于振涛，许素芹，陶荣华，秦锋，王丹，李婷婷，迟铖，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：发明
国别省市：