本研究計畫目的在於讓雷達發揮其應有之能力，建立一套具有分析空 間上非均勻性、時間上非定常性之雷達影像時序列系統，藉以提供準確的 波浪資訊，為達此一目的，本研究所用的研究方法介紹如下。
1. 建立從雷達影像序列分析影像譜(Image spectrum)的方法
遙感探測所測得資料為觀測區域回波所呈現之海面影像，該影像可用 來描述多種海洋現象，由於波高、波長與波向等波浪資訊係經由波浪譜 (wave spectrum)計算求得，而波浪譜又可藉由回波影像的影像譜(image spectrum)分析得到，因此如何正確計算影像譜是從事波浪遙測重要的工作 之一。
國內外相關研究中對於雷達影像的譜分析均採用傅立葉轉換來分析 方向波譜，由於訊號透過傅立葉轉換所得到的能譜，所解析的是各頻率下 的平均能量強度，不能反映局部時間之能譜訊息，若時序列訊號包含一些 局部雜訊在內，整個能譜值皆會受其影響，理論上此工具應只適用於定常 性(stationary)的一維訊號波譜分析，或均勻性(homogeneous)的二維空間水 位訊號，尤其在分析近岸影像時可能造成較大的偏差。
為能有效描述非均勻空波場之特性，本研究將根據小波轉換理論建立 影像譜分析方法，小波理論是一門新興的(數學)學科，可應用在某一訊號 拆解成不同分量的多層解析度(multi-resolution)概念，選擇合乎所需的小波 函數來對訊號作分解或重組的工作，並同時引申推導出數學上內插、近 似、轉換等新方法。小波轉換優於傅立葉轉換最大特點在於其時頻視窗具 有彈性，為可調視窗，依據分析位置，適當調整時、頻域上的視窗寬度，
充分掌握該訊號時頻局部化之特性。根據本研究於民國九十年在行政院國 家科學委員會支持下所獲得的研究結果顯示，小波轉換分析單張二維遙測 影像時，確實可以有效描訴非均勻影像的問題，本計畫將三維小波轉換應 用於空間影像分析時，描述空間波場非均勻性之問題。
2. 粹取雷達影像的波浪成分以及海流成分
雷達影像的分析流程如圖 3 所示，雷達影像譜為藉由雷達影像求得波 浪特性的重要媒介，本研究將探討藉由雷達影像譜計算實際海浪特性值的 方法。由於雷達訊號的回波機制除了會受到海面波浪的影響之外，還受到
其他環境因子的影響，如風的強弱、大氣的成分等。此外，因雷達系統中，
若考慮的地區為近岸地區則需考慮水深的參數，流場的計算方程式則 Function(MTF)將影像譜轉換成實際海況之波數譜[請參考式(7)，其中 β 為 經驗係數，與雷達影像之成像機制有關]。 深海波浪傳遞分散關係式(dispersion relationship)來計算式之，其數學關係 如式(11)所示。
參數。
圖 3 雷達影像的分析流程圖
圖 4 消散關係式中不同海浪參數間之關係圖
-0.40 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4
0.5 1 1.5 2 2.5 3
wave number [rad/m]
frequency [rad/s]
U=0 m/s U=1 m/s U=2 m/s
圖 5 不同流速情況下分散關係式的曲線