基于雷达遥感的北部湾海洋特征参数提取和海洋三维水体建模研究

Beibu gulf development strategy has brought guangxi economic take-off of opportunities, but also with the huge pressure to environmental protection, as the basis and core of the marine economic circle, the beibu gulf waters of environmental protection is of great strategic significance. For the purpose of doing protection work well in the Beibu Gulf, first of all, it is to get and in-depth understanding the marine characteristics and environmental information. The work provide theoretical guidance and technical support to deal with the Marine environment emergency problems. At present, in the study of the beibu gulf Marine water features,and treatment of Marine environmental problems, here are many theoretical gaps and room for improvement. In order to solve the aforementioned problems, this project is mainly engaged in collecting the beibu gulf ocean surface environment state parameters by using dual radar remote sensing system, basing on further algorithm research, try to establish a three-dimensional layered numerical model for beibu gulf water, and then in this numerical model, study the impact with the complex weather conditions, to apply research results for the purpose of the beibu gulf Marine environmental protection services.

北部湾大开发战略给广西经济带来了腾飞的机遇，同时也伴随着巨大的环境保护压力。作为海洋经济圈的依托和核心，北部湾海域的环境保护具有重大的战略意义。要做好北部湾的环境保护工作，首先要对北部湾海洋的水体特性和环境信息进行深入的了解和研究，为应对可能发生的海洋环境重大问题提供理论指导和技术支持。为了解决的该问题，本项目主要致力于利用双基雷达系统遥感获取北部湾海洋表面海流、浪、风等环境状态参数，通过利用海洋动力学原理和相关数值算法，尝试建立一个立体分层的北部湾三维水体数值模型，再进一步研究复杂气象条件下，对该数值模型所产生的影响。预计本项目的完成，能够为北部湾海洋环境保护工作提供决策咨询与参考。

目前，基于岸基地波雷达的海洋遥感技术可以行之有效的对海洋表面状态进行大范围的实时监测，获取海洋表面海流、浪高以及海风等相关信息，是当前海洋信息获取的关键技术之一。但是，受限于电磁波在海水中传播的范围，利用 电磁波遥感技术并不能直接获取海洋内部的实时状态，这是当前限制雷达遥感监测海洋技术应用推广的主要技术局限之一。为了基于现有的雷达遥感技术，利用获取的海洋表面状态信息，运用海洋动力学相关基本原理，尝试研究一种适用于特定海域的海洋内部动态信息获取算法，进而构建特定海域的海洋三维实时状态模型，并组织现场试验进行验证；同时，针对海洋浮标定点观测数据，利用大数据和卷积神经网络技术，进行定点海洋状态模型的构建，通过以上两种途径来为海洋监测与预报技术发展提供技术支持。经过本项目的研究，主要获取了以下三个方面的研究结果：1）在针对雷达遥感接收数据本身的研究方面，在相位处理，频谱分析及参数提取方面都取得了一定的研究结果；2）在特定海域的海洋内部反演算法获取研究中，通过模型研究和实测修正，在模型构建，参数设置，适用深度等方面取得了一定的研究结果；3）在基于海洋定点观测数据的预测模型构建研究中，在卷积网络研究，短时预测和长时预测中都取得了一定的目前本课题组掌握了北部湾及广东外海部分海域的雷达遥感信息数据，同时获取了对应海域的定点浮标监测数据，通过研究还掌握了特定海域适用于反演模型的海洋分层数据，以及定点模型预测的长时与短时预测的优化模型结果。以上所有数据的获取对进一步扩展与完善岸基雷达海洋监测系统，发展海洋实时监测与预报技术具有重要的理论价值与实用意义。