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基于 D 图片对海面白冠的特征研究
Study on the feature of whitecaps
based D pictures of south China sea

赵志杰


王晶

全日制专业学位

光学工程

光子学及其应用
D on图片对海面白冠的特征研究 the feature of whitecaps
based D pictures of south China sea
I

2013 5 11
谨以此论文献给王晶老师



--------赵志杰

















I
D 图片对海面白冠的特征研究
摘要
海洋白冠是波浪破碎理论的一个重要表现,是海面普遍存在的一种现象,与
海洋风速、温度、及气候都有很大的联系。研究海洋白冠的生成及消失机理和海
洋白冠覆盖率对于我们研究海洋遥感、海-气界面作用、海浪理论、海盐气溶颗
粒等的理论和应用都有重大意义。白冠覆盖率一直是海洋科学家研究的热点问题。
D 图片研究了白冠覆盖率与风速的关系,主要研究内容如
下:
根据针孔成像模型的原理,通过现场实物进行参数的确定,利用二分法逐个
确定计算过程中的各个参量,D 图片进行校正,解决了二维图片与三维世界
像与物之间的对应关系。
讨论了影响白冠提取准确率的因素,提出了两种计算白冠覆盖率的可行路线。
并根据最大类间差法的理论,设计了一种自适应阈值判断方法,D
图片中的白冠,减小外界因素在计算过程中的误差,准确计算白冠覆盖率。
根据同一石油平台上风速仪的数据,拟合风速与白冠覆盖率的关系,得到了
中国南海海面白冠覆盖率公式,并与其他学者的结论进行了对比。目前针对中国
南海海域的白冠研究资料不多,而本文提出基于现场观测的覆盖率计算方法具有
很好的实际应用价值,同时对其他学者提出的基于理论分析的计算方法也是一个
很好的补充。



关键词: 海面白冠覆盖率;摄像机定标;阈值提取;风速

VI
Study on the feature of whitecaps based D pictures of
south China sea
Abstract
Ocean whitecap is an important manifestation of the wave breaking theory and
also mon phenomenon of the sea surface. It have a lot of contact with the ocean
wind speed, temperature and climate. Study on the whitecap derivation and vanish
mechanism have a significant meaning on the application of ocean remote sensing,
sea-air interface interaction, wave theory and sea salt aerosol particles. There for,
whitecap coverage is ing a hot issue for a lot of marine scientists. This thesis
focus on the relationship between whitecap coverage and wind speed based on South
China sea images. The main contents are as follows:
Firstly, based on the principle of pin-hole imaging, we proposed a method to do
the image rectification work, confirmed all the parameters individually through the
real objects.
Secondly, this thesis discussed all the possible factors that could jeopardized the
accuracy of whitecaps calculating. Also we offered two possible way