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申请/专利权人：中国科学院空天信息创新研究院

摘要：本发明公开了基于时序遥感图像的海洋涡旋动力学参数反演方法及系统，属于合成孔径雷达信号处理领域。所述方法包括如下步骤：时间序列遥感图像下载及预处理；从时间序列遥感图像中提取海洋涡旋流场；建立海洋涡旋动力学参数反演模型；选取有效海洋涡旋流场矢量进行模型求解；海洋涡旋动力学参数计算。本发明充分利用了时间序列遥感图像之间蕴含的丰富的海洋涡旋动态信息，实现了海洋涡旋最大旋转速度半径、海洋涡旋最大切向速度、黏性系数、速度环量、吸入强度、最大旋转角速度、最大涡强度等动力学参数的反演。所述方法不仅适用于SAR图像，还适用于海表面温度、海洋水色等光学遥感图像。

主权项：1.一种基于时序遥感图像的海洋涡旋动力学参数反演方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、对时间序列遥感图像进行预处理；步骤2、从预处理后的时间序列遥感图像中提取海洋涡旋流场；步骤3、基于提取的海洋涡旋流场建立海洋涡旋动力学参数反演模型；步骤4、选取有效海洋涡旋流场矢量进行海洋涡旋动力学参数反演模型求解，得到涡旋模型流场参数；步骤5、利用求出的涡旋模型流场参数进行海洋涡旋动力学参数计算；其中，所述步骤3包括，对海洋涡旋流场进行奇异值分解： ，其中，下标sn和n表示海洋涡旋流场的主成分分量和噪声分量，表示共轭转置，矩阵和为左酉矩阵的主成分分量和噪声分量，矩阵和为右酉矩阵的主成分分量和噪声分量，设奇异值分解后提取的海洋涡旋流场主成分为，和为奇异值分解后提取的海洋涡旋流场主成分的奇异值对角阵和噪声的奇异值对角阵；海洋涡旋流场主成分的奇异值对角阵的非零值的个数即为海洋涡旋流场的主成分阶数M；利用M组Burgers-Rott涡旋模型流场分量逼近真实的海洋涡旋流场，包括以下步骤：步骤3.1、设海洋涡旋是定常和轴对称的，则Burgers-Rott涡旋模型流场表示为： ，其中，和分别是Burgers-Rott涡旋模型流场在直角坐标系x方向和y方向上的速度分量，α为吸入强度，为黏性系数，为速度环量；x和y分别为Burgers-Rott涡旋模型流场在直角坐标系下的横坐标和纵坐标；步骤3.2、通过给Burgers-Rott涡旋模型流场引入偏移量实现涡心位置的改变，加入偏移量后的第m个Burgers-Rott涡旋模型流场表达式为： ，其中，和分别表示第m个Burgers-Rott涡旋模型流场在直角坐标系x方向和y方向的流场分量，表示第m个Burgers-Rott涡旋模型流场中的吸入强度，表示第m个Burgers-Rott涡旋模型流场中速度环量与粘性系数的比值，和分别为第m个Burgers-Rott涡旋模型流场在直角坐标系x方向和y方向的平均偏移量，；将奇异值分解后提取的海洋涡旋流场主成分表示成复数形式，，和分别表示奇异值分解后提取的海洋涡旋流场主成分在直角坐标系x方向和y方向的流场分量，i为虚数单位，则利用M组Burgers-Rott涡旋模型流场分量逼近真实流场的过程表示为： ；式中，表示第m个Burgers-Rott涡旋模型流场；步骤3.3、建立含有N个方程的海洋涡旋动力学参数反演模型，N=4M，其中第个方程的表达形式如下： ，其中，和分别表示第t个已知的海洋涡旋流场矢量在直角坐标系x方向和y方向的流场分量，和分别表示第t个已知的海洋涡旋流场矢量在直角坐标系下的横坐标和纵坐标。

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