3、利用遥感技术分析海面坡度统计特性

利用遥感技术分析海面坡度统计特性

1. 引言

海浪运动在深海和浅海都会造成不同程度的影响，如破坏海洋平台和船只，影响人类聚居地和休闲区域等。为了深入理解海浪运动行为，长期以来在实验室和实地展开了大量研究。

遥感技术在获取海浪数据方面发挥了重要作用，其中雷达图像和航空照片的光学处理被广泛应用。对海浪数据的研究有多方面的意义，例如了解海浪的方向谱及其对海洋环境和海岸线的影响。通过拍摄海浪的太阳耀斑模式，可以方便、准确地收集海浪数据，这些照片呈现了太阳和天空光线在水面的反射，提供了高对比度的海浪图像。

许多学者对海面坡度的统计特性进行了研究。Cox和Munk发现，在恒定且适度的风速下，坡度的概率密度函数近似为高斯分布，这表明在某些情况下，海洋表面可以建模为高斯随机过程。Longuet - Higgins等人使用浮标进行观测，其结果也接近高斯分布。还有其他学者考虑了连续天空光照射且天空辐射无方位变化的海面情况，研究了坡度谱与对应海浪图像谱之间的非线性关系。此外，通过光学系统分析模拟海面，有助于理解光学技术以获取频谱的最佳定性信息。

后续将分析两种情况来研究海面坡度的统计特性。一是假定海面坡度的波动在统计上为高斯分布；二是假定为非高斯分布。同时，假设海面由特定角度范围的太阳光源照射，并通过一个张角很小的透镜成像。为了计算图像，定义了“闪耀函数”，它对海面坡度进行操作。对于高斯分布情况，又分为探测器视线角度恒定和可变两种情形；对于非高斯分布情况，则只考虑探测器视线角度可变的情形，因为这种情况更符合实际。

2. 模型几何（高斯情况，探测器角度恒定）

2.1 模型描述

该物理情况如图1所示，表面(\zeta(