【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋内孤立波预测，尤其是涉及一种基于卫星海洋遥感的内孤立波预测方法与装置。
技术介绍
1、海洋内孤立波是发生在稳定层化的海洋内部、频率介于惯性频率和浮力频率之间的一种波动现象，其最大振幅出现在海洋内部。我国南海是内孤立波多发地区，是世界最大内孤立波发生海域。内孤立波的研究对海洋声学、海洋资源的开发、海洋生态环境的保护、海洋军事和海洋工程等方面都有重要的影响。当海水密度稳定分层，且有扰动源存在，就有可能导致内孤立波产生。经常观测到的海洋内孤立波是一种被称为内孤立波的特殊类型，这种内孤立波是通常是由正压潮与地形相互作用所产生的内潮波在传播过程中发生非线性陡斜，从而裂变出内孤立波。至今，公开报道的最强内孤立波发生在南海北部海域，其振幅为240m，最大水平流速为2.55m/s，周期为30min。海洋内孤立波在海洋的物质、动量和能量传输中扮演着重要角色，并且还与海洋声学、海洋生物学、海洋光学、海洋沉积学、海洋工程学等学科有着密切的联系。因此，发展海洋内孤立波快速预测技术具有重要的科学价值与应用前景。
2、海洋内孤立波预测一直是海洋研究的难题。专利技术人及所在单位致力于对海洋内孤立波的预测进行研发，经过多年研发，已经有相当的技术基础。专利技术人在2019年申请了cn110285944b针对特定海域预测，2021年申请了cn113255240b根据动力条件约束的卫星海洋内波振幅遥感反演，在2022年申请了cn114662300b利用深水非线性内波模型进行卫星海洋内波振幅遥感反演，再到2023年申请了cn1158590
技术实现思路
1、为了弥补上述问题，本申请提出一种基于卫星遥感的海洋内孤立波预测方法及装置，为实现对全球海洋内孤立波发生海域的内孤立波的快速预测奠定基础。
2、其方法技术方案为，一种基于卫星遥感的海洋内孤立波预测方法，通过卫星海洋遥感获取到的内孤立波速度数据和内孤立波前导波时空数据信息，结合水深与海水浮力频率信息，分别建立海洋内孤立波传播模型和海洋内孤立波产生模型，通过海洋内孤立波传播模型和海洋内孤立波产生模型对目标海域的海洋内孤立波进行时空信息预测，其步骤包括：
3、利用年代际卫星海洋内孤立波遥感图像，获取目标海域的年代际海洋内孤立波速度数据集和内孤立波前导波时空分布数据集；
4、利用目标海域的年代际内孤立波速度数据集，建立目标海域的海洋内孤立波传播模型；
5、利用目标海域的年代际内孤立波前导波时空分布特征信息，计算出海洋内孤立波射线传播的虚拟源点；
6、以海洋内孤立波传播的虚拟源点为圆心，以该圆心与海洋内孤立波产生海域的距离为半径画同心圆，以该同心圆处于内孤立波产生海域的弧线区为海洋内孤立波产生源区；
7、以海洋内孤立波射线传播的虚拟源点为海洋内孤立波传播射线起点，确定每条海洋内孤立波传播射线与海洋内孤立波产生源区的交点，确定每个交点为对应海洋内孤立波传播射线在内孤立波产生源区的海洋内孤立波产生源点；
8、根据目标海域的海洋内孤立波前导波时空分布数据集，获取位于每条海洋内孤立波传播射线上的每个卫星海洋内孤立波前导波的位置-时间信息；
9、根据卫星海洋内孤立波前导波的位置-时间信息，结合海洋内孤立波传播模型，得到每条海洋内孤立波传播射线上的所有卫星海洋内孤立波在其所对应传播射线的海洋内孤立波产生源点的回溯时间；
10、将每条内孤立波传播射线所对应内孤立波产生源点的每一个回溯时间，一一对应到与之时间最近的最大退潮流流速和潮汐类型，并统计分析所有回溯时间与最大退潮流速、最大退潮流速时刻和潮汐类型关系，确立每条内孤立波传播射线上的内孤立波在内孤立波产生源点的产生条件与产生时间，建立每条内孤立波传播射线上的海洋内孤立波产生模型；
11、根据每条内孤立波传播射线上的海洋内孤立波产生模型，利用所对应传播射线上的内孤立波产生源点的潮汐潮流预报信息，确定每条内孤立波传播射线上的海洋内孤立波在内孤立波产生源点的产生时间，结合内孤立波传播模型，实现每条内孤立波传播射线上海洋内孤立波的时间与空间预测；
12、根据所有内孤立波传播射线上内孤立波的时间和空间预测信息，计算得到目标海域所有内孤立波传播射线上的内孤立波达到时间场，到达时间场中在某时刻的时间等值线就是某时刻的海洋内孤立波前导波位置，这样就可以获得海洋内孤立波位置随时间的整个演变，实现目标海域海洋内孤立波时空信息快速预测。
13、进一步的，利用目标海域的年代际内孤立波速度数据集，建立目标海域的海洋内孤立波传播模型过程包括：利用目标海域的年代际内孤立波速度数据集，结合目标海域气候态海水浮力频率和水深，建立目标海域的海洋内孤立波波速与浮力频率、水深的关系，根据内孤立波波速与海水浮力频率、水深的关系，确立海洋内孤立波传播模型。
14、进一步的，所述利用目标海域的年代际内孤立波前导波时空分布特征信息，计算出海洋内孤立波射线传播的虚拟源点过程包括：通过年代际内孤立波前导波时空分布特征确定两侧最外侧的两条海洋内孤立波传播射线，通过最外侧的两条传播射线逆向延伸确定延伸线的交点，以延伸线交点作为海洋内孤立波传播的虚拟源点。
15、进一步的，所述以海洋内孤立波射线传播的虚拟源点为海洋内孤立波传播射线起点，确定每条海洋内孤立波传播射线与海洋内孤立波产生源区的交点，确定每个交点对应为每条海洋内孤立波传播射线在内孤立波产生源区的海洋内孤立波产生源点的过程包括：在最外侧两条内孤立波传播射线汇交在目标海域所形成的扇形范围内，等角度均匀分出若干条内孤立波传播射线，以内孤立波传播的虚拟源点为内孤立波射线传播源点，以内孤立波传播射线为传播路径向目标海域传播，将每条海洋内孤立波传播射线与海洋内孤立波产生源区的交点，确定每个交点对应为每条海洋内孤立波传播射线在内孤立波产生源区的海洋内孤立波产生源点。
16、进一步的，所述获取位于每条海洋内孤立波传播射线上的每个海洋内孤立波的位置-时间信息过程包括：以内孤立波传播的虚拟源点为内孤立波射线传播源点，以内孤立波传播射线为传播路径向目标海域传播，结合每条海洋内孤立波传播射线与每个海洋内孤立波的交点位置，及其所对应相交内孤立波前导波遥感成像时间，获取对应于每条内孤立波传播射线上的卫星海洋内孤立波前导波位置-时间信息。
17、进一步的，海洋内孤立波在其每条内孤立波传播射线的产生源点的回溯时间过程包括：根据每条海洋内孤立波传播射线与每个卫星海洋内孤立波的交点位置，及其所对应相交内孤立波前导波遥感成像时间所获取的对应于每条内孤立波传播射线上的卫星海洋内孤立波前导波位置-时间信息，根据每个交点上的卫星海洋内本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于卫星遥感的海洋内孤立波预测方法，其特征在于，通过卫星海洋遥感获取到的内孤立波速度数据和内孤立波前导波时空数据信息，结合水深与海水浮力频率信息，分别建立海洋内孤立波传播模型和海洋内孤立波产生模型，通过海洋内孤立波传播模型和海洋内孤立波产生模型对目标海域的海洋内孤立波进行时空信息预测，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用目标海域的年代际内孤立波速度数据集，建立目标海域的海洋内孤立波传播模型过程包括：利用目标海域的年代际内孤立波速度数据集，结合目标海域气候态海水浮力频率和水深，建立目标海域的海洋内孤立波波速与浮力频率、水深的关系，根据内孤立波波速与海水浮力频率、水深的关系，确立海洋内孤立波传播模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用目标海域的年代际内孤立波前导波时空分布特征信息，计算出海洋内孤立波射线传播的虚拟源点过程包括：通过年代际内孤立波前导波时空分布特征确定两侧最外侧的两条海洋内孤立波传播射线，通过最外侧的两条传播射线逆向延伸确定延伸线的交点，以延伸线交点作为海洋内孤立波传播的虚拟源点。
4
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取位于每条海洋内孤立波传播射线上的每个海洋内孤立波的位置-时间信息过程包括：以内孤立波传播的虚拟源点为内孤立波射线传播源点，以内孤立波传播射线为传播路径向目标海域传播，结合每条海洋内孤立波传播射线与每个海洋内孤立波的交点位置，及其所对应相交内孤立波前导波遥感成像时间，获取对应于每条内孤立波传播射线上的卫星海洋内孤立波前导波位置-时间信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，海洋内孤立波在其每条内孤立波传播射线的产生源点的回溯时间过程包括：根据每条海洋内孤立波传播射线与每个卫星海洋内孤立波的交点位置，及其所对应相交内孤立波前导波遥感成像时间所获取的对应于每条内孤立波传播射线上的卫星海洋内孤立波前导波位置-时间信息，根据每个交点上的卫星海洋内孤立波前导波位置-时间信息、及其内孤立波传播射线上的气候态海水浮力频率和水深信息，并根据内孤立波传播模型，沿着内孤立波传播射线向所对应传播射线的内孤立波产生源点进行时间回溯，得到每条海洋内孤立波传播射线上的所有海洋内孤立波在其所对应传播射线的海洋内孤立波产生源点的回溯时间。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据每条内孤立波传播射线上的海洋内孤立波产生模型，利用所对应传播射线上的内孤立波产生源点的潮汐潮流预报信息，确定每条内孤立波传播射线上的海洋内孤立波在内孤立波产生源点的产生时间，结合内孤立波传播模型，实现每条内孤立波传播射线上海洋内孤立波的时间与位置预测过程包括：根据每条内孤立波传播射线上的海洋内孤立波产生模型，利用所对应传播射线上的内孤立波产生源点的潮汐潮流预报信息，确定每条内孤立波传播射线上的海洋内孤立波在内孤立波产生源点的产生时间，根据每条内孤立波传播射线上的气候态海水浮力频率和水深信息，根据内孤立波传播模型得到每条内孤立波传播射线上不同位置的内孤立波传播速度，实现每条内孤立波传播射线上海洋内孤立波的时间与空间信息预测。
8.一种基于卫星遥感的海洋内孤立波预测方法及装置，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项权利要求所述的方法实现目标海域的海洋内孤立波时空信息预测。
...【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感的海洋内孤立波预测方法，其特征在于，通过卫星海洋遥感获取到的内孤立波速度数据和内孤立波前导波时空数据信息，结合水深与海水浮力频率信息，分别建立海洋内孤立波传播模型和海洋内孤立波产生模型，通过海洋内孤立波传播模型和海洋内孤立波产生模型对目标海域的海洋内孤立波进行时空信息预测，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用目标海域的年代际内孤立波速度数据集，建立目标海域的海洋内孤立波传播模型过程包括：利用目标海域的年代际内孤立波速度数据集，结合目标海域气候态海水浮力频率和水深，建立目标海域的海洋内孤立波波速与浮力频率、水深的关系，根据内孤立波波速与海水浮力频率、水深的关系，确立海洋内孤立波传播模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用目标海域的年代际内孤立波前导波时空分布特征信息，计算出海洋内孤立波射线传播的虚拟源点过程包括：通过年代际内孤立波前导波时空分布特征确定两侧最外侧的两条海洋内孤立波传播射线，通过最外侧的两条传播射线逆向延伸确定延伸线的交点，以延伸线交点作为海洋内孤立波传播的虚拟源点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述以海洋内孤立波射线传播的虚拟源点为海洋内孤立波传播射线起点，确定每条海洋内孤立波传播射线与海洋内孤立波产生源区的交点，确定每个交点对应为每条海洋内孤立波传播射线在内孤立波产生源区的海洋内孤立波产生源点的过程包括：在最外侧两条内孤立波传播射线汇交在目标海域所形成的扇形范围内，等角度均匀分出若干条内孤立波传播射线，以内孤立波传播的虚拟源点为内孤立波射线传播源点，以内孤立波传播射线为传播路径向目标海域传播，将每条海洋内孤立波传播射线与海洋内孤立波产生源区的交点，确定每个交点对应为每条海洋内孤立波传播射线在内孤立波产生源区的海洋内孤立波产生源点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取位于每条海洋内孤立波传播射线上的每个海洋内孤立波的位置-时间信息过程包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：范开国，王业桂，梁建军，施英妮，赵金贤，胡旭辉，徐东洋，孙思婷，方芳，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二零二一部队，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。