El radar de apertura sintética (SAR), gracias a su alta resolución y capacidad de observación marina las 24 horas y en cualquier condición climática, desempeña un papel importante en la monitorización de las olas y los campos de viento marinos. Debido a que los métodos existentes para la inversión de parámetros de olas y viento marino presentan baja precisión en condiciones de mar medias y altas, este trabajo utiliza datos SAR en modo WV del Sentinel-1, incorporando, además de los parámetros característicos tradicionales (ángulo de incidencia, varianza normalizada), tres parámetros característicos de polarización aproximados (entropía de polarización, anisotropía y correlación) como complemento. Además, sobre la base de los algoritmos de regresión de vectores de soporte (SVR) y las redes neuronales convolucionales (CNN), se construyeron modelos de inversión conjunta de parámetros de olas y viento SAR aplicables a condiciones de mar medias y altas (velocidad del viento entre 10.8m/s y 28.8m/s). Los resultados muestran que los errores cuadráticos medios de la inversión de la velocidad del viento, dirección del viento, altura significativa de ola y período medio de onda en comparación con los datos ERA5 y NDBC fueron de 1.27 m/s, 23.46°, 0.22 m, 0.62 s y 1.10 m/s, 25.37°, 0.22 m, 0.59 s basados en SVR; y 1.15 m/s, 23.53°, 0.18 m, 0.53 s y 1.08 m/s, 25.85°, 0.19 m, 0.54 s basados en CNN, lo que demuestra que los modelos conjuntos de inversión de parámetros de olas y viento desarrollados son efectivos para condiciones medias y altas de mar. En comparación con los métodos tradicionales, los errores cuadráticos medios de la altura significativa de ola, el período medio de onda y la velocidad del viento se redujeron en 0.67 m, 0.62 s, 0.3 m/s y 0.71 m, 0.71 s, 0.42 m/s respectivamente para los modelos basados en SVR y CNN, demostrando una mejora significativa en la precisión de la inversión. Además, para verificar la eficacia de los modelos en condiciones de mar altas, se recogieron datos de dos huracanes en el Atlántico Norte en 2020 para un análisis de casos elevados. Los resultados muestran que los modelos conjuntos también pueden obtener parámetros de olas y viento razonablemente precisos en condiciones de mar altas. En conclusión, los modelos conjuntos de inversión desarrollados en este artículo proporcionan una solución efectiva para la inversión precisa de los parámetros de olas y viento en condiciones medias y altas de mar, además de ofrecer una referencia importante para estudios ambientales oceánicos en condiciones extremas.
关键词
radar de apertura sintética;método de inversión conjunta;CNN;SVR;parámetros de olas y campos de viento;condiciones medias y altas de mar;parámetros de polarización