MODIS數(shù)據(jù)解析及海面溢油分類研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,海上溢油事故頻發(fā),造成巨大的經(jīng)濟損失和生態(tài)環(huán)境災(zāi)難。由于海上情況復(fù)雜,溢油區(qū)形狀變化快,消除溢油污染危害的成本和難度較大。因此利用多手段遙感技術(shù)進行海面溢油的預(yù)警與實時監(jiān)測具有重要意義。中分辨率成像光譜儀(Moderate-ResolutionImagingSpectroradiometer,簡稱MODIS)作為TERRA和AQUA兩顆衛(wèi)星上的主要探測儀器,其數(shù)據(jù)較NOAA-AVHRR及陸地衛(wèi)星除了具有更高的空間

2、分辨率、過境頻率以及光譜分辨率的優(yōu)點之外,還具有成本低、覆蓋面廣等優(yōu)勢(美國航空航天局(NASA)對MODIS數(shù)據(jù)實行全球免費接收的政策),這些特點有助于提高對地表類型的觀測、識別和實時監(jiān)測能力。目前,MODIS數(shù)據(jù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到海洋生態(tài)環(huán)境事件(如赤潮、海冰、海上溢油等)監(jiān)測等領(lǐng)域中,具有重要的理論研究及工程應(yīng)用價值。
　　 MODIS屬于多光譜數(shù)據(jù)(通常具有36個波段),本文依托國家863項目,在對MODIS數(shù)據(jù)進行解析

3、及重疊區(qū)光譜校正的基礎(chǔ)上,重點研究了自適應(yīng)波段選擇方法,然后利用這一方法構(gòu)建溢油區(qū)域特征向量,并據(jù)此進行了海面溢油區(qū)域分類問題研究。概括講,本文工作如下:
　　 (1)MODIS解析分析平臺搭建。基于MODIS是層次型數(shù)據(jù)格式(HierarchicalDataFormat,簡稱HDF)存儲方式,利用NASA所屬的HDF-group提供的HDF庫實現(xiàn)了具有MODIS數(shù)據(jù)解析、去除重影現(xiàn)象即Bowtie效應(yīng)預(yù)處理及自適應(yīng)波段選擇與分

4、析功能的系統(tǒng)搭建。目前,這一系統(tǒng)正在國家海洋監(jiān)測預(yù)報中心(青島)進行試運行。
　　 (2)研究和實現(xiàn)了MODIS數(shù)據(jù)圖像溢油區(qū)域的分類。利用本研究搭建的系統(tǒng),通過自適應(yīng)方法選擇波段,進而形成溢油區(qū)域的特征向量,根據(jù)這一特征向量進行溢油區(qū)域的分類及標(biāo)識,給出可能的溢油區(qū)域分類結(jié)果。通過對2011年渤海灣溢油及2010年墨西哥灣溢油等一系列數(shù)據(jù)進行了分類,實驗結(jié)果表明,本文的方法表現(xiàn)出很高的執(zhí)行效率和有效的溢油區(qū)域分類能力,表現(xiàn)出較