航海雷達(dá)監(jiān)測(cè)海面溢油方法與技術(shù)的研究.pdf

1、本文詳細(xì)闡述了研究航海雷達(dá)進(jìn)行海面溢油監(jiān)測(cè)的目的與意義，著眼于雷達(dá)圖像的正確處理。應(yīng)用自主研發(fā)的航海雷達(dá)海洋溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于2010年7月31日下午2:36至3:26在大連716溢油事故現(xiàn)場(chǎng)，針對(duì)港池外殘留油膜區(qū)域進(jìn)行圖像采集。利用Image強(qiáng)大的圖像分析與處理功能，對(duì)采集到的雷達(dá)圖像進(jìn)行處理，探求最佳的圖像處理方法，并對(duì)該套系統(tǒng)的溢油監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以開發(fā)實(shí)時(shí)的溢油識(shí)別軟件和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，趕超國(guó)際先進(jìn)水平。
　　 基于雷達(dá)工

2、作原理、圖像低通濾波原理、圖像二值化處理、圖像傅里葉變換等理論，按照航海雷達(dá)海洋溢油探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用要求，主要工作內(nèi)容如下：
　　 一、對(duì)于航海雷達(dá)海洋溢油系統(tǒng)的使用進(jìn)行了初步了解；針對(duì)航海雷達(dá)對(duì)海洋溢油監(jiān)測(cè)的相關(guān)原理進(jìn)行深入了解；學(xué)習(xí)了Image圖像分析與處理軟件的特點(diǎn)及使用方法。
　　 二、對(duì)該套海洋溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行多次調(diào)試，并于2010年7月31日下午2:36至3:26，應(yīng)用該套系統(tǒng)在大連716溢油事故現(xiàn)場(chǎng)對(duì)海面

3、殘留油膜進(jìn)行監(jiān)測(cè)，圖像采集速度約為每分鐘28幅，采集到約900幅雷達(dá)圖像。
　　 三、利用Image圖像分析與處理軟件，對(duì)采集到的近900幅圖像進(jìn)行處理，具體處理過程包括：
　　 1、平均處理。以分鐘為時(shí)間段，將每分鐘內(nèi)的約28幅圖像進(jìn)行平均處理，共得到31幅平均圖像。平均處理對(duì)圖像具有一定的平滑作用，使圖像中物體輪廓更加清晰。
　　 2、濾波處理。斑點(diǎn)噪聲是雷達(dá)圖像普遍存在的影響因素，結(jié)合溢油回波信號(hào)為弱信號(hào)，

4、因此在濾波處理時(shí)采用低通濾波技術(shù)。在去除斑點(diǎn)噪聲的同時(shí)，低通濾波還可以對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，進(jìn)一步加強(qiáng)物體輪廓。
　　 3、二值化處理。利用Image中的柱狀圖功能，分別對(duì)31幅平均處理后的圖像的海面、油膜、港池、陸地和雨云（部分圖像）的灰度值分布的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行測(cè)量，確定了符合本套系統(tǒng)的閾值S，這也是本文的一大創(chuàng)新技術(shù)。根據(jù)確定的閾值S對(duì)圖像中的溢油區(qū)域進(jìn)行二值化處理，得到了可以直觀區(qū)分油膜與海面的圖像，達(dá)到預(yù)期效果。
　　

5、 4、傅里葉變換。為探尋圖像在空間頻率域上處理，利用編制的傅里葉變換程序?qū)D像進(jìn)行濾波處理。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，濾波方框邊長(zhǎng)設(shè)置為80個(gè)像素的時(shí)候，圖像頻率帶寬與圖像空間帶寬相當(dāng)，最后所得到的圖像與經(jīng)過空間處理得到的圖像最相近，可達(dá)到相同的效果。
　　 航海雷達(dá)海洋溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)、全自動(dòng)對(duì)海洋溢油進(jìn)行監(jiān)測(cè)，與航天、航空監(jiān)測(cè)相比，具有成本低、維護(hù)方便等優(yōu)勢(shì)。本文所研究的海洋溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的圖像處理效果已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)