1.一种基于解析函数理论的海浪谱和波高反演方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1、获取二维海浪谱S(kx,ky),kx表示x轴方向的波数,ky表示y轴方向的波数;
步骤2、通过粒子群优化算法,搜索二维海浪谱S(kx,ky)数值谱的峰值,选取粒子参数为波数kx和ky;
建立粒子群适应度函数,通过适应度函数计算每个粒子参数的适应度值,建立以最小化适应度函数为目标的最优化模型,迭代求解得到二维海浪谱S(kx,ky)的极值点的位置坐标(kxi,kyi),并且得到各极值点的能量值ai,i=1,2…,n,n为极值点的数量;
步骤3、将得到极值点表示为复数 j表示虚数单位;根据解析函数理论,将极值点作为奇点,能量值作为系数,得到海浪谱的解析表达式:公式(2)中,z=kx+jky,表示波数的复变量;
步骤4、根据复变函数理论,将S(z)在环形区域z1<|z|<z2内作洛朗展开,得到海浪谱的幂级数表达式:
z1=min(|bi|)‑δz1,z2=max(|bi|)‑δz1,δzi表示能量衰减到ai的50%时的波数z;
步骤5、通过公式(3),根据波浪理论,求出波高H;
2.根据权利要求1所述的基于解析函数理论的海浪谱和波高反演方法,其特征在于,步骤1包括:
步骤101、从遥感观测的海面图像中选取波浪条纹清晰的区域,利用最邻近插值方法,将其插值到正方形区域,得到研究区域的灰度图像矩阵I(x,y,t),其中,x,y,t分别表示灰度图像的横坐标、纵坐标、图像的采集时间;
步骤102、对灰度图像矩阵I(x,y,t)作三维傅里叶变换,结合海浪的频散关系,获得二维海浪谱S(kx,ky),kx表示x轴方向的波数,ky表示y轴方向的波数。
3.根据权利要求1所述的基于解析函数理论的海浪谱和波高反演方法,其特征在于,步骤2中,建立的粒子群适应度函数为:公式(1)中,波数kx,ky的范围为:kx1≤kx≤kx2,ky1≤ky≤ky2。