海面溢油溢出量的高光譜估計方法研究

《海面溢油溢出量的高光譜估計方法研究》是依託西安電子科技大學，由劉德連擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：海面溢油溢出量的高光譜估計方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉德連
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

海洋溢油發生後其危害評估，清理以及理賠等方面都需了解確切的溢出量。由於受到海洋環境，大氣效應，檢測方法等方面的影響，現階段溢油量估計仍然具有較大的偏差，最大估計與最小估計之間相差近一個數量級。 鑒於此，本項目針對海洋環境，大氣影響以及檢測方法中存在的問題，提出以不同厚度油水乳狀液的物理特性為基礎，依據海洋環境，油水混合比例，得到油滴分布情況，然後利用Monte Carlo 方法計算得到油水乳狀液的光譜特性。繼而考慮大氣吸收、散射和大氣自身的輻射，建立大氣輻射傳輸修正模型，獲得經大氣修正後的溢油光譜。最後，提取油水乳狀液光譜的吸收帶位置，吸收頻寬度，吸收帶深度等特徵，並對這些特徵進行增強，然後以N-P準則為基礎，設計溢油檢測方法，檢測溢油的厚度。結合溢油麵積，最終得到海面溢油溢出量。

結題摘要

海面溢油給海洋生態環境，漁業、旅遊業帶來極大的危害。針對海面溢油溢出量的估計問題，本項目採用基於高光譜遙感圖像的方法開展研究，研究工作如下：（1）以海面溢油物理特性為基礎，採用仿真計算的方法獲取了不同厚度，不同有油水比的溢油本徵高光譜。（2）依據溢油成像遙感器和海面之間的幾何關係，建立了大氣輻射傳輸模型去除大氣效應對溢油光譜的影響。（3）提出了一種基於自適應匹配濾波的高光譜遙感圖像溢油自動檢測方法，根據溢油光譜的C-H鍵特徵，提取參考光譜，進而依據海水的紅外波段特徵提取海洋背景參數，實現了海面溢油的自動檢測。（4）提出了一種自適應海面溢油參考光譜獲取方法，對基於密度聚類的方法進行改進，採用溢油光譜的特徵，構造決策圖，可自適應地得到溢油的參考光譜。（5）針對海面溢油場景中的雲干擾問題，綜合考慮溢油、海水和雲背景的光譜特徵，提出了一種雲背景抑制方法，能夠去除溢油檢測和估計過程中雲背景的影響。（6）利用不同厚度溢油參考光譜，在場景中匹配，初步實現了高光譜遙感圖像的海面溢油溢出量估計。