基于C-2PO模型和CMOD5.N地球物理模式函数的SAR风速反演性能评估  

Evaluation of SAR wind speed retrieved based on C-2PO model and CMOD5. N geophysical model functions

作　　者：方贺 谢涛 周育锋 杨劲松[5] 赵立 何宜军 William.Perrie Fang He;Xie Tao;Zhou Yufeng;Yang Jingsong;Zhao Li;He Yijun;William.Perrie(School of Marine.Sciences,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China;Laboratory for Regional Oceanography and Numerical Modeling,Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology（Qingdao）,Qingdao 266237,China;School of Remote Sensing and Geomatics Engineering,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,China;Beijing Institute of Applied Meteorology,Beijing 100029,China;State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics,Second Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Hangzhou 310012,China;Fisheries ＆ Oceans Canada,Bedford Institute of Oceanography,Dartmouth,Nova Scotia,B2Y 4A2,Canada)

机构地区：[1]南京信息工程大学海洋科学学院,江苏南京210044 [2]青岛海洋科学与技术试点国家实验室,区域海洋动力学与数值模拟功能实验室,山东青岛266237 [3]南京信息工程大学,遥感与测绘工程学院,江苏南京210044 [4]北京应用气象研究所,北京100029 [5]国家海洋局第二海洋研究所,卫星海洋环境动力学国家重点实验室,浙江杭州310012 [6]Fisheries&Oceans Canada,Bedford Institute of Oceanography,Dartmouth,Nova Scotia,B2Y 4A2,Canada

出　　处：《海洋学报》2018年第9期103-112,共10页

基　　金：国家自然科学基金项目(41776181);国家重点研发计划项目(2016YFC1401007);全球变化研究国家重大科学研究计划(2015CB953901);江苏省研究生科研创新计划(KYCX18_1012);江苏省气象局2014年现代化项目“江苏海洋气象综合业务平台”

摘　　要：本文选取142幅RADARSAT-2全极化合成孔径雷达(SAR)影像,在没有入射角输入的情况下,首先利用C-2PO模型进行海面风速反演。随后,将同一时空下的ASCAT散射计风向作为初始风向,提取相应雷达入射角,利用地球物理模式函数(GMF)CMOD5.N对142幅SAR影像进行风速计算。反演结果与美国国家资料浮标中心海洋浮标风速数据对比,结果显示:CMOD5.N GMF和C-2PO模型均可反演出较高精确度的海面风速,其均方根误差分别为1.68 m/s和1.74 m/s。此外,研究发现,在低风速段,CMOD5.N GMF的风速反演精度要明显优于C-2PO模型。针对这一现象,本文以SAR系统成像机理为基础,以低风速SAR图像为具体案例,给出了3种造成这一现象的原因。In this paper,we first retrieve ocean surface wind speed from C-2 PO model without incidence angle input using selected 142 quad-polarized synthetic aperture radar（ SAR） images. Subsequently,wind speed computed from geophysical function model（ GMF） CMOD5. N with incidence angle measured from the advanced scatterometer（ ASCAT） using the same SAR images. Compared with national data buoy center（ NDBC） buoy-measured wind speed,the results show that the ocean surface wind speed retrieve from CMOD5. N GMF and C-2 PO model both have a high accuracy,and with the root-mean-square（ RMS） error are1. 68 m/s and 1. 74 m/s,respectively. In addition,the wind speeds retrieval RMS error of CMOD5. N GMF is perform better than C-2 PO model at low wind speed section（ 0-10 m/s）. After that,taken one SAR image with low wind speed,three reasons of this phenomenon are presented in this paper based on SAR system imaging mechanism.

关 键 词：全极化合成孔径雷达 海面风速 交叉极化 地球物理模式函数 反演 

分 类 号：TP721.2[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] P732[自动化与计算机技术—控制科学与工程]