海上溢油遙感光譜信息挖掘與應(yīng)用研究.pdf

1、海上溢油一旦發(fā)生,準(zhǔn)確及時獲取溢油信息極為關(guān)鍵。目前遙感技術(shù)已經(jīng)成為溢油監(jiān)測與應(yīng)急不可替代的一種手段。本論文以海上溢油為研究對象,討論海上溢油遙感光譜信息挖掘方法,開展溢油應(yīng)急時效性與遙感光譜數(shù)據(jù)選擇研究。重點在輔以時空信息的溢油光譜信息挖掘、多平臺油膜厚度識別模式、溢油與赤潮耦合關(guān)系研究以及基于溢油遷移模型的應(yīng)急時效性分析。本文的主要研究成果歸納如下:
　　 1.針對特定油種(原油、輕柴油、重柴油等),初步考量油膜溢出階段特征

2、,從時空狀態(tài)出發(fā),測量了水上油膜光譜特征、冰上油膜光譜特征;收集了水上乳化油膜光譜。初步建立了時空狀態(tài)下的油膜光譜庫,并對其特征進(jìn)行了分析,為多平臺遙感監(jiān)測溢油提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。
　　 2.依托于國家科技支撐項目以及多次溢油應(yīng)急實驗與實踐,提出了雷達(dá)、光學(xué)圖像數(shù)據(jù)溢油信息提取流程以及判別準(zhǔn)則。該成果成功應(yīng)用于大連新港7.16溢油事故,在溢油清污中起到了關(guān)鍵的作用;
　　 提出了采用光譜特征與紋理分析結(jié)合的方法應(yīng)用于蓬萊1

3、9-3油田溢油監(jiān)測,在溢油目標(biāo)提取過程中,引入了方向性紋理特征分析,將主成分光譜降維、方向梯度邊緣檢測等技術(shù)相結(jié)合,所述方法經(jīng)8組數(shù)據(jù)檢驗后,用類間分歧度方法進(jìn)行了對比評價。結(jié)果表明:將紋理分析方法應(yīng)用于溢油信息提取,類間分歧度提高到1.9999,提高了油膜影響邊界和油膜厚度分區(qū)識別能力。
　　 3.針對多光譜影像,簡化了海面油膜光學(xué)模型,分析了不同譜段的油膜光學(xué)性質(zhì),確立了油膜厚度與表觀反射率的變化規(guī)律,結(jié)合實測光譜分析,建立

4、了適用于多光譜傳感器的油膜厚度識別算法,實地航飛實驗證明該方法簡單易行;面向高光譜遙感,基于重建光譜方案、光譜匹配算法以識別油膜厚度?？紤]空間尺度變化造成油膜光譜吸收特征的衰減,進(jìn)行地-空同步實驗實現(xiàn)光譜重建,采用光譜匹配算法識別不同厚度油膜的C-H吸收特征及高反射,進(jìn)而識別油膜厚度。
　　 4.基于熒光高度法的穩(wěn)定性,在時間軸上著重分析了溢油對海洋水質(zhì)的影響,初步判定溢油為引起事故周邊海域綠度上升的主因,且溢油結(jié)束后一個月內(nèi)影