| 基于无人机光学图像的海流观测方法研究 |
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| 引用本文： | 杨静,陈忠彪,何宜军,孙闰霞.基于无人机光学图像的海流观测方法研究[J].海洋科学,2023,47(11):79-96. |
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| 作者姓名： | 杨静 陈忠彪 何宜军 孙闰霞 |
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| 作者单位： | 南京信息工程大学 海洋科学学院, 江苏 南京 210044 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(41506199,41977302);国家自然科学基金重大仪器设备研制项目(42027805) |
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| 摘 要： | 海流信息在海上航行、海洋资源勘探等方面有着重要的应用, 传统的现场和遥感观测方式不能满足大面积、实时观测海流的要求。基于无人机平台的光学海洋遥感技术具有机动灵活、成本低、分辨率高的特点, 近年来在海洋环境监测中得到应用。然而, 由于小型无人机容易受飞行姿态、太阳耀斑等因素的影响, 目前在海流观测方面还不成熟。本文提出了利用小型无人机获取高分辨率海面流场的方法, 并分析不同因素对观测结果的影响。首先, 对无人机获取的光学海面图像做预处理, 消除几何成像和图像噪声等因素的影响, 并通过分析图像灰度值均值的变化, 减小太阳耀斑对图像的影响; 然后, 基于三维傅里叶变换和海浪的频散关系反演海流, 并将反演结果与浮标实测的海流数据进行对比, 验证了该方法的可靠性。其次, 结合实验数据详细分析了不同因素对海流反演的影响: 在本文的实验条件下(有效波高0.2~1.5 m, 波浪主波周期3.8~5.7 s), 当图像空间分辨率为0.15 m、反演子图尺寸在波浪主波波长的2~3倍时, 海流的反演误差较小; 增加图像幅数和提高时间分辨率也有利于提高海流的反演精度。现场观测实验的结果表明, 本文提出的无人机观测海流技术可以有效获取海流信息。
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| 关 键 词： | 光学遥感 无人机 海流 反演方法 |
| 收稿时间： | 2022/8/19 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/11/9 0:00:00 |
Method to retrieve ocean current from optical images based on UAV |
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| YANG Jing,CHEN Zhong-biao,HE Yi-jun,SUN Run-xia.Method to retrieve ocean current from optical images based on UAV[J].Marine Sciences,2023,47(11):79-96. |
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| Authors: | YANG Jing CHEN Zhong-biao HE Yi-jun SUN Run-xia |
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| Institution: | School of Marine Sciences, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | optical remote sensing UAV sea surface current inversion method |
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