基于多源遙感數(shù)據(jù)的東中國(guó)海溢油識(shí)別.pdf

1、現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)能源的需求大幅度增加,石油作為重要的能源之一,帶動(dòng)了海洋運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,然而近年來(lái),海洋溢油事故頻發(fā)增加了人們對(duì)海上溢油的關(guān)注。海上溢油給海洋的生態(tài)環(huán)境造成重大的破壞,使海洋魚類、鳥類以及水生植物等大量死亡,給當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)生產(chǎn)、旅游業(yè)造成重大損失。例如,2010年7月16日大連新港的輸油管道爆炸,導(dǎo)致大量原油泄漏,使當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)基本上全部停產(chǎn),目前該地區(qū)仍然有些企業(yè)無(wú)法正常生產(chǎn)。東中國(guó)海是我國(guó)重要的漁業(yè)資源產(chǎn)地,也是重要的航

2、運(yùn)通道,對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響重大,因此,保持東中國(guó)海的生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定,進(jìn)行防災(zāi)減災(zāi)等工作意義重大。
　　遙感技術(shù)作為海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)的一種重要手段已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,衛(wèi)星傳感器的發(fā)展推動(dòng)了海洋溢油的監(jiān)測(cè),為此本文首先對(duì)主要衛(wèi)星傳感器的發(fā)展歷史以及相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了說(shuō)明,主要介紹了應(yīng)用廣泛的MODIS傳感器和合成孔徑雷達(dá)(SAR)傳感器。MODIS傳感器搭載在由美國(guó)航空航天局發(fā)射的EOS系列衛(wèi)星上,其具有多波段、多分辨率的特性,我們可以

3、利用多波段的合成增強(qiáng)圖片中的溢油信息。SAR是一種微波雷達(dá)傳感器,但其分辨率高,因此我們可以利用它進(jìn)行小面積溢油的提取。此外,海上溢油的蒸發(fā)、擴(kuò)散、漂移等變化,受海域的地形、徑流、氣溫、水溫、風(fēng)速、風(fēng)向、水團(tuán)、環(huán)流、潮汐、潮流、海浪等海洋因素的影響,本文分別對(duì)東中國(guó)海的三個(gè)海區(qū)(渤海、黃海、東海)的海域背景環(huán)境進(jìn)行介紹,為溢油信息的診斷、溢油面積的擴(kuò)散等提供依據(jù)。
　　本文采用了三種遙感源(即 MODIS、Radarsat-2和E

4、NVISAT-1遙感數(shù)據(jù))提取海上溢油,應(yīng)用MODIS和Radarsat-2數(shù)據(jù)對(duì)大連“7.16”海上溢油進(jìn)行分析,這兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),MODIS數(shù)據(jù)具有36個(gè)光譜波段可以進(jìn)行多通道的彩色合成,從而增強(qiáng)提取信息,獲取圖片周期比較短,一天可以獲得4景圖片,但是其只有250m、500m、1000m三種分辨率,分辨率比較低,受天氣的影響比較大，MODIS遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)“蝴蝶結(jié)”去除、幾何校正、大氣校正等預(yù)處理后,應(yīng)用波段運(yùn)算去除了少量云層的影

5、響并提取出溢油信息。Radarsat-2數(shù)據(jù)屬于單波段雷達(dá)圖片,其分辨率比較高,可以提取比較詳細(xì)的信息,其不受云、霧天氣的影響,然而 Radarsat-2數(shù)據(jù)只有單波段信息不能進(jìn)行信息的真彩色增強(qiáng),風(fēng)速過(guò)低時(shí)(<3m/s)不能很好的區(qū)別油膜和海水,風(fēng)速過(guò)大時(shí)(>8m/s)產(chǎn)生的斑點(diǎn)噪聲過(guò)大,難以去除海水對(duì)溢油信息的影響,Radarsat-2數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)幾何校正、斑點(diǎn)噪聲去除等預(yù)測(cè)出來(lái)后,通過(guò)對(duì)圖像的紋理分析提取出溢油信息。
　　東海海

6、域是重要的漁業(yè)資源產(chǎn)地,也是重要的交通樞紐,存在著極大的船舶溢油風(fēng)險(xiǎn)性,文中分析了2004年1月到2010年9月份東海海域的28景 ENVISAT-1遙感圖片,對(duì)該海域的船舶溢油信息進(jìn)行識(shí)別判斷,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有6景圖片存在疑似溢油信息,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的紋理濾波、灰度值分析,在2005年5月16日和2010年9月13日的兩景圖片中存在溢油信息。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn):在利用MODIS遙感圖片進(jìn)行溢油信息提取時(shí),利用MODIS數(shù)據(jù)多波段的特性,采