MOSDIS時(shí)間序列溢油檢測(cè)算法.pdf

1、當(dāng)前,石油泄漏事故已成為海洋環(huán)境污染的最主要原因之一,極其嚴(yán)重地危害海洋生態(tài)環(huán)境。隨著世界經(jīng)濟(jì)交流日益頻繁,海上運(yùn)輸工具數(shù)量急劇地增加,海洋環(huán)境也開始受到各種人類活動(dòng)帶來(lái)的日益嚴(yán)重的破壞。隨著空間信息技術(shù)的高速發(fā)展,利用衛(wèi)星遙感獲取海洋表面信息的數(shù)據(jù)量也高速增長(zhǎng),并具有較高空間和時(shí)間分辨率,精度大大地滿足了當(dāng)前海洋溢油監(jiān)測(cè)的需求,衛(wèi)星遙感可以進(jìn)行大區(qū)域海洋溢油檢測(cè),彌補(bǔ)了航空遙感檢測(cè)的不足,因此,溢油監(jiān)測(cè)領(lǐng)域呈現(xiàn)以衛(wèi)星遙感為主,結(jié)合航空

2、遙感為輔的主要監(jiān)測(cè)趨勢(shì)。
　　 利用衛(wèi)星遙感海洋溢油識(shí)別方法主要有直接判定法、對(duì)比分析法、邏輯推理法等。然而這些方法都需要基于經(jīng)驗(yàn)豐富的專家知識(shí),已知溢油事故發(fā)生信息,都是基于空間要素來(lái)識(shí)別溢油信息。當(dāng)今海上溢油事故爆發(fā)頻繁,實(shí)時(shí)海監(jiān)飛機(jī)不可能捕獲到每一次溢油發(fā)生時(shí)間油事故,特別是在惡劣天氣情況下飛機(jī)不能飛行時(shí)。本文就基于上述溢油監(jiān)測(cè)識(shí)別方法的研究背景,以溢油高發(fā)海域渤海曹妃甸港作為實(shí)驗(yàn)區(qū),利用MODIS L1B遙感影像數(shù)據(jù)組成

3、具有一定長(zhǎng)度的時(shí)間序列,利用溢油區(qū)油膜覆蓋海面在近紅外波,即MODIS2波段,與潔凈海域反射率存在差值最大的特征,利用這一反射率異常特征,采用統(tǒng)計(jì)學(xué)高斯分布原理,均值和標(biāo)準(zhǔn)差的組合作為閾值分割出溢油影信息的分布,在未知的前提下,對(duì)溢油事故進(jìn)行快速的時(shí)間和空間上的定位。通過(guò)將該方法應(yīng)用于多次溢油事故,獲得最佳分割臨界閾值為μ-1.75σ。并在此結(jié)果的基礎(chǔ)上輕度溢油事故或者薄油膜覆蓋區(qū)域出現(xiàn)的細(xì)微異常部分利用小波分析獨(dú)特的在信號(hào)高頻或者低頻

4、處細(xì)化放大的作用,擴(kuò)大油水放射率的差值,充分的識(shí)別輕度油膜覆蓋區(qū),從而進(jìn)一步提取出更加準(zhǔn)確和完善的提取出溢油分布空間信息。并且根據(jù)溢油信息在不同實(shí)相上的分布分析溢油區(qū)域的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程。將兩種方法提取結(jié)果同雷達(dá)影像溢油識(shí)別信息相比較,結(jié)果高度吻合,說(shuō)明本方法的有效性。通過(guò)本文的實(shí)驗(yàn)論述得出這樣結(jié)論:(1)利用高斯分布閾值分割方法提取溢油信息,在最佳閾值取值為μ-1.75σ,能夠快速高效定位溢油發(fā)生的時(shí)間以及溢油區(qū)域。提取結(jié)果同ENVISA

5、T雷達(dá)影像識(shí)別信息高度一致。利用MODIS高時(shí)間分辨率,免費(fèi)的優(yōu)勢(shì),降低了溢油檢測(cè)的成本；(2)小波分析對(duì)時(shí)間序列遙感影像數(shù)據(jù)信號(hào)可以在低頻(低反射率)或者高頻(高反射率)進(jìn)行細(xì)化,從而擴(kuò)大了原數(shù)據(jù)的差異,更加容易識(shí)別異常信息,如檢測(cè)輕度溢油,或者薄油膜覆蓋污染區(qū)域。二者結(jié)合使用將使溢油信息提取更加完善,并且提高了溢油檢測(cè)手段的智能化應(yīng)用。
　　 本論文的創(chuàng)新之處在于對(duì)溢油信息提取方法提出從時(shí)間序列上對(duì)溢油事故進(jìn)行快速智能化的定