SAR海面溢油檢測(cè)與識(shí)別方法研究.pdf

1、海洋石油資源的開(kāi)采，輸油管道的破裂，載油船舶的泄漏、碰撞和非法排污，以及突發(fā)性溢油事故的頻繁發(fā)生，給海洋環(huán)境、海洋生態(tài)資源和海洋經(jīng)濟(jì)造成重大損害。隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的快速發(fā)展，合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星(SAR)已經(jīng)成為溢油監(jiān)測(cè)的重要手段之一。本文以海洋溢油為研究對(duì)象，分別討論了利用單極化和多極化SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行海洋溢油檢測(cè)與識(shí)別方法，重點(diǎn)利用SAR數(shù)據(jù)對(duì)海洋溢油進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，特征提取，識(shí)別溢油與疑似溢油現(xiàn)象以及分類海灣地區(qū)溢油進(jìn)行研究。本文的主要研

2、究結(jié)果歸納如下：
　　 單極化SAR檢測(cè)與識(shí)別溢油和疑似溢油：在目標(biāo)樣本進(jìn)行特征提取方面，采用描述目標(biāo)全局特征的幾何和灰度特征，引入描述目標(biāo)局部特征的紋理特征等總計(jì)16個(gè)特征；論文采用模糊邏輯系統(tǒng)進(jìn)行溢油和疑似溢油識(shí)別，根據(jù)模糊理論進(jìn)一步篩選特征參量，選擇其中的包含灰度、幾何特征和紋理特征的5個(gè)特征參量作為模糊識(shí)別模型的輸入，制定相應(yīng)的模糊推理規(guī)則，建立了具有5個(gè)輸入?yún)⒘俊?6條模糊邏輯規(guī)則的模糊邏輯溢油識(shí)別系統(tǒng)，并利用典型數(shù)據(jù)

3、證明該識(shí)別系統(tǒng)的有效性。
　　 多極化SAR檢測(cè)與識(shí)別溢油和疑似溢油：論文采用SIR-C/X數(shù)據(jù)在德國(guó)北海和日本海的溢油和生物疑似油膜實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了共極化相位差和Muller矩陣濾波器可以區(qū)分溢油和生物疑似溢油，確認(rèn)共極化相關(guān)度在區(qū)分海面溢油、疑似溢油和海水背景的有效性；在2010年美國(guó)墨西哥灣“深海地平線”鉆井平臺(tái)溢油期間，采用NASA無(wú)人機(jī)載高分辨率全極化L波段合成孔徑雷達(dá)(UAVSAR)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)L波段全極化SAR數(shù)據(jù)采用M

4、uller矩陣濾波器檢測(cè)溢油存在無(wú)效情況。本文利用Cloude-Pottier極化分解理論得到H/A/α空間參數(shù)，同時(shí)引入共極化相關(guān)度形成四維特征向量的組合極化特征F。發(fā)現(xiàn)采用組合極化特征F和極化通道合成SPAN圖像兩種方法都可以增強(qiáng)溢油和海水的對(duì)比度，解決Muller矩陣濾波器在L波段多極化SAR溢油檢測(cè)中的無(wú)效情況。對(duì)于分類溢油和疑似溢油現(xiàn)象，組合極化特征F參數(shù)比SPAN圖像更能反映全極化SAR的四維極化分類特征。
　　 最