基于MODIS的海面溢油指數(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著中分辨率成像光譜儀(Moderate-resolutionImagingSpectroradiometer，簡稱MODIS)傳感器的推出，并開始向地面發(fā)送數(shù)據(jù)。目前MODIS數(shù)據(jù)作為應(yīng)用最為廣泛的遙感數(shù)據(jù)源之一。海上溢油對環(huán)境危害極大，特別是對海洋環(huán)境、海洋生物等方面的影響往往是不可逆的，因此快速而準(zhǔn)確的檢測溢油區(qū)變化至關(guān)重要。海上油污區(qū)域由于受海流、風(fēng)向等方面的影響，具有變化快這一特點(diǎn)。而MODIS傳感器過境時(shí)間為一天四次，所以可

2、以很好地動(dòng)態(tài)跟蹤、監(jiān)測海上溢油區(qū)域的變化。
　　傳統(tǒng)的溢油區(qū)分割分類方法由于計(jì)算復(fù)雜度往往較高，不適合溢油區(qū)快速分割和實(shí)時(shí)檢測。針對這一問題本文借鑒遙感領(lǐng)域常用的各種指數(shù)的設(shè)計(jì)思想，提出了一種基于MODIS的海面溢油指數(shù)(NDOI)。通過對2景海面溢油MODIS數(shù)據(jù)(2010年5月墨西哥灣溢油事故和2011年6月渤海灣溢油事故)的測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果在一定程度上驗(yàn)證了該溢油指數(shù)的有效性。概括來講，本文研究的工作主要如下:
　　(1

3、)預(yù)處理部分:對于條帶噪聲本論文使用的是自相關(guān)插值法，該算法不但簡單有效，而且不改變MODIS數(shù)據(jù)的原始數(shù)據(jù)。本文使用一種傳統(tǒng)的、快速的去除Bowtie效應(yīng)的方法—利用星歷表消除Bowtie效應(yīng)。預(yù)處理部分的主要目的是降低一些不利因素的影響，為后續(xù)的工作提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
　　(2)歸一化植被指數(shù)(NDVI)和歸一化水體指數(shù)(NDWI):本論文主要對NDVI和NDWI兩種指數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，包括他們的原理等。NDVI對陸地識別較好

4、，對于油水效果不明顯，NDWI對陸地、油水都有一定的區(qū)分效果，但是效果都不理想。
　　(3)溢油指數(shù)(NDOI)的提出:基于上述問題，本論文對MODIS各個(gè)波段的光譜信息進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)MODIS的36個(gè)波段中，前10個(gè)波段各地物的曲線差值較大，對MODIS圖像目視解譯以及空間光譜特征分析，發(fā)現(xiàn)前10個(gè)波段信息量豐富，特別是第1、第2波段的信息量尤其豐富。第7波段的地物最清晰，效果最好。利用以上的分析，本論文提出了一種溢油指數(shù)(N