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基于GF-1卫星数据对2013年11月22日青岛黄潍输油管道爆炸造成的海面溢油进行定量监测。研究首先采用2013年11月26日GF-1卫星数据对海面溢油进行提取,其统计面积为0.67 km2;其次,结合肖剑伟提出的油膜厚度单波段反演模型估算油膜厚度,最终计算得到溢油量为0.28 t;最后,对Band 1反射率与油膜厚度结果进行灰度分割,将溢油污染程度分为6级,对比发现两者分级结果较为一致。由此得出,通过反射率直接进行灰度分割可以对溢油污染进行有效的等级评定。 相似文献
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本文介绍了FY-3A/MERSI数据及其数据预处理方法.以2010年4月美国“深水地平线”钻井平台溢油事故为例,采用2010年4月29日16点30分(世界时)的FY-3A/MERSI 250m分辨率多光谱数据,基于ENVI/QUAC模块对溢油海域的卫星教据进行大气校正,并分析其对海上溢油检测的改进.研究结果表明,大气校正可以提高油水反差30％～120％,其中MERSI 1、2通道改善效果最明显,中心波长为865nm的近红外波段油水反差最大;通过对大气校正后油膜特征的分析,发现太阳耀斑反射是油膜在可见光/近红外波段呈现不同特征的关键因素,并计算油膜明暗特征变化存在的临界太阳耀斑反射率值. 相似文献
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针对现有海面溢油检测技术难以在石油泄漏初期（尚未形成海面大规模油膜覆盖）及时发现油膜的难题,本文在前期基于热红外图像测算海面油膜面积方法研究的基础上,结合油泄漏至海面后油膜的扩散特征,提出了一种基于热红外视频图像监测油膜面积变化以及时识别海面溢油的方法。首先,基于单帧热红外图像处理算法提取海面前景区域（包含油膜区域与相似物干扰区域）并计算各区域所代表的实际物理面积。基于视频图像处理技术跟踪测算前景区域中各连通区域的实际物理面积变化情况,根据各连通区域的面积变化率识别前景区域中是否存在油膜,从而判断海面是否发生溢油。实验结果表明:所提出的方法能有效识别不同黏度的石油泄漏至海面形成的扩散油膜,在水面包含波浪与相似物干扰时也具有良好的识别精度。该方法适用于特定场景下（如码头、船舶等）的溢油事故的鉴别,能为溢油事故的及时发现和预警提供技术支持。 相似文献
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海面溢油无人机高光谱遥感检测与厚度估算方法 总被引：2，自引：0，他引：2
海上溢油是海洋国家所面临的共同问题，但至今仍没有一种可靠实用的海上溢油准确识别和油量遥感监测方法。为此，本文以无人机高光谱遥感为手段，开展了海面溢油检测与厚度估算方法研究。实验中，通过搭建室外大型水槽溢油实验装置，获取了模拟真实海洋环境条件下不同溢油量的遥感和现场光谱数据，在此基础上，分析并提取了海上溢油特征光谱波段，给出了海上溢油高光谱检测模型；针对现场实验条件下水面油膜厚度难以测定的问题，设计了3种利用总体溢油量的油膜厚度估算模型。得到如下主要结论:（1）675 nm和699 nm是海上溢油检测的有效特征波段，但对极薄的油膜没有检测能力；（2）提出了归一化溢油指数模型、反比例模型和吸收基线模型等3种海上溢油油膜厚度估算模型，其中对于薄油膜（厚度≤ 5 μm）和厚油膜（厚度>50 μm），反比例模型是溢油厚度反演的首选也是唯一选择。对于中厚度油膜，晴朗天气条件下，归一化溢油指数模型是油膜厚度反演的首选，同时反比例模型和溢油吸收基线模型也都有较好的反演能力，而在多云天气条件下，反比例模型效果最佳。 相似文献
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基于MODIS与HJ-1多源卫星的上海海域溢油事故诊断 总被引：1，自引：1，他引：0
随着上海港海上运输业和石油产业链的日趋发达,海上溢油事故风险也随之加剧。本文就2012年发生在上海海域吴淞口和九段沙附近的2起重大溢油事故,基于美国NASA(National Aeronautics and Space Administration)中等分辨率MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)与国产"环境一号"卫星HJ-1的多源卫星数据,对溢油信息进行对比,通过对油水敏感通道进行波段比值运算,突出油膜与背景海水的光谱反射率差异,再结合重柴油光谱特征,利用图像分割的阈值确定法,从疑似溢油区域中有效提取溢油信息,实现溢油区域定位、溢油面积和溢油量的诊断,为事发后海域应急响应工作提供基础性分析依据。 相似文献
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开展了Envisat ASAR溢油检测的影响因素分析,以2010 年墨西哥湾溢油事故为例,主要从入射角和海面风速两个
方面,开展了油膜和海水的后向散射特征分析,给出了适合ASAR 溢油检测的入射角与海面风速范围。对入射角的分析表
明,在中等风速条件下,入射角在28毅~36毅的范围内,油膜和海水的后向散射值相差大于5dB,两者在SAR影像上容易区分;
在入射角为20毅~24毅时,油膜和海水的后向散射值相差较小;在入射角大于37毅时,油膜的后向散射值接近ASAR 的系统噪
声。对海面风速的分析显示,适合ASAR影像溢油检测的风速范围是3.0~7.0 m/s;风速小于3 m/s时,油膜和海水的后向散
射值均较低;风速为9.7 m/s时,油膜和海水在ASAR影像上难以区分。 相似文献
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红外线是介于可见光与微波之间的电磁波。它的波长范围是以0.75μm至1000μm,并可细分为:近红外波段(0.75μm至3μm)、中红外波段(3μm至20μm)和远红外波段(20μm至1000μm)。但是,这种分类方法,从遥感的角度来看,没有多大的意义。遥感上,通常是把包括太阳辐射在内的红外能量被地物反射后由红外遥感器所接收的波长范围(0.75μm至3μm),称之为反射红外;而把地物热辐射的红外能量,被红外遥感器所接收的波长范围(3μm至15μm),特称为热红外。 相似文献
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海面溢油事故发生后需要进行精准的溢油检测,从而为溢油事故现场应急响应与海面污染的快速有效处理提供支持。利用哨兵二号(Sentinel-2)多光谱遥感影像,基于最佳指数因子(OIF)构建光谱特征指数提取海面溢油光谱特征,基于灰度共生矩阵(GLCM)提取海面溢油纹理特征,利用巴氏距离法进行特征选择,构建海面溢油空谱特征数据集。提出了多核决策融合支持向量机(SVM)海面原油检测模型,对黄海4.27“交响乐号”油轮溢油事故开展检测研究。实验结果表明,在复杂水色背景下,经过筛选的最佳空谱特征数据集检测结果的总体精度可以达到89.25%,Kappa系数为0.854,F1分数可达0.889;多核SVM决策融合后的总体精度可以达到90.26%,Kappa系数为0.866,F1可达0.898,总体精度较单核提高了1.0%~8.2%,Kappa系数提高了0.013~0.122,F1分数提高了0.009~0.097。实验结果表明,海面溢油检测模型具有较高的溢油检测精度和模型鲁棒性,适用于海面溢油检测研究。 相似文献
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MODIS多光谱信息在海上溢油检测中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
利用搭载在EOS-Aqua/Terra卫星上的MODIS数据,对长江口溢油、委内瑞拉的马拉开波湖溢油等4次事故进行光谱分析和研究.在对出事海域的卫星数据进行图像处理的基础上,利用MODIS数据的多光谱信息,分析溢油在各个波段的特征,并确定油膜特征比较明显的波段范围,为可见光/近红外卫星监测溢油提供参考. 相似文献
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海上溢油近年来已成为恶化海洋生态环境、导致重大海洋资源损失的一种重要海洋灾害.海面溢油量是评价海上溢油事故威胁程度和确定溢油事故等级的重要指标,而溢油面积和油膜厚度的准确获得是评估溢油量的基础.文中系统总结了当今国内外海洋溢油面积和油膜厚度的监测方法,认为航空遥感和卫星遥感技术是获取海上油膜面积的有效手段,基于光学遥感和超声波原理的激光声学遥感器是最具发展潜力的油膜厚度测量技术.此外,通过构建油膜扩展模型来估算油膜厚度也不失为一种简单而有效的方法,其最大特点是应用范围广,不受时空、气候条件影响,实例分析验证结果有很高的准确性(高达96％),这种方法将有望于业务化监测运行来获取油膜厚度,从而比较准确地获得溢油量. 相似文献
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全球导航卫星系统反射信号GNSS-R(Global Navigation Satellite System Reflection)可以用来探测海面状态,如海面有效波高。介绍了利用GNSS反射信号测量海面有效波高的观测设备和技术原理,对2009年博贺实验的数据进行了分析,证实了反射信号相关复数场的有效相关时间与有效波高之间存在相关,利用前期观测的数据进行拟合,得出反演公式,并与测波雷达数据进行了结果对比,平均误差0.136m,相对偏差12.02%,均方根偏差0.169m。 相似文献
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海面溢油是最常见的海洋污染物之一,对这类污染进行遥感监测并做出早期快速预报十分重要。研制并验证一种新型的紫外航空遥感推扫成像的方法:在2008年紫外氮化镓(GaN)基512元线列阵探测器关键技术获得突破的基础上,于2009年研制成功一台推扫成像的紫外原理样机(包含2个可见光波段),紫外波段的瞬时视场角500μrad,视场角15°,在一个标准太阳常数下信噪比不小于2 500。在黄海日照近岸海域完成的航空校飞表明,海面溢油目标的紫外推扫图像清晰可辨,达到相机预期设计的全部技术指标,成功验证紫外GaN基线列探测推扫成像技术的可行性;还表明高探测灵敏度的紫外推扫成像技术能够适用于监测海面溢油的薄油膜污染,为未来航空甚至空间平台条件下监测海洋以及内陆水体的溢油污染提供一种新型的光学遥感探测手段。 相似文献
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星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天时、全天候的工作能力,已被众多学者认为是非常适合探测海面溢油污染的遥感器。然而在SAR影像中经常出现"类油膜"现象,这严重干扰了SAR溢油检测的精度。因此,如何有效区分SAR影像中的油膜和类油膜,对提升溢油检测精度具有重要意义。本文利用面向对象图像分析的方法,从20景ENVISAT ASAR影像中提取了较多的溢油和类油膜样本,对其基于对象的形状、物理和纹理特征进行了综合分析,找出了适合区分溢油和类油膜的特征量。利用特征分析的结论,本文建立了一种基于模糊逻辑的溢油检测算法。该算法可以有效区分SAR影像中的溢油和类油膜,还可以给出暗斑被判定为溢油的概率。溢油检测实验说明,本文方法能够得到令人满意的效果。 相似文献
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《海洋湖沼通报》2015,(4)
与单极化SAR(Synthetic Aperture Radar)相比,全极化SAR图像中不仅包含散射目标的几何特征和后向散射特征,还包含散射目标的极化特征。因此,基于极化特征的SAR图像分类能够更全面地描述海面目标的物理特性。单次反射特征值相对差异度(Single Bounce Eigenvalue Relative Difference,SERD)能够比较单次散射机制的相对大小,并且可以反映散射表面的粗糙度情况。而海面油膜的存在抑制了海面的短重力波和毛细波,改变了海表面的粗糙度。基于此,本文将SERD应用到海面溢油检测中。利用两景Radarsat-2全极化SAR数据对比分析了SERD与极化散射熵的溢油检测效果,实验发现:(1)SERD能够较好地区分溢油与海水。(2)对原油而言,SERD的油水对比度与极化散射熵的油水对比度在数值上差异较小;对生物油膜而言,SERD的油水对比度在数值上远小于极化散射熵。利用这一特性,SERD在区分生物油膜与原油方面更具优势。 相似文献
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海上溢油事故危害海洋生态安全、人类健康与经济发展。开展基于遥感技术的海面溢油量的估算研究,对于保护海洋生态环境具有重要意义,而油膜厚度反演是溢油量估算的核心环节。本文通过搭建室外实验场景,模拟真实海面溢油环境,基于现场实测高光谱遥感数据,开展海面溢油厚度反演研究。本文将深度学习与遥感技术融合,提出了基于自扩展深度置信网络的油膜厚度反演模型(oil thickness inversion generative adversarial and deep belief network,OG-DBN)。该模型由油膜光谱特征数据自扩展模块与油膜绝对厚度反演模块两部分组成。光谱特征数据自扩展模块能够基于实测高光谱遥感数据,自动筛选出光谱可分性较好的光谱特征区间,进而基于对抗生成网络(generativeadversarial network,GAN)进行样本扩展,增强模型的泛化性;油膜绝对厚度反演模块则是基于深度置信网络(deep belief network,DBN),深度挖掘不同厚度油膜光谱特征数据的光谱特性信息,精确反演油膜的绝对厚度。实验结果表明,本文提出的OG-DBN模型在可控实验条件下,原油油膜绝对厚度反演精度达到97.69%,决定系数R2为0.980,平均差控制在±0.06%;模型鲁棒性测试表明,该模型仍能保持较为稳定的反演精度,均高于93.33%,R2大于0.957以上,平均差在±0.6%以内。 相似文献
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海上溢油来源复杂,溢油种类多样,正确识别溢油类型对于溢油应急的快速反应具有重要意义。合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)具有全天时全天候的监测优势,在海面溢油监测中发挥着主力军作用,但在油种识别方面存在不足。利用C波段全极化散射计对柴油、原油、油水混合物和棕榈油进行外场实验观测,探究微波识别油膜的敏感特征参数,并将敏感特征参数应用于海上油膜实验获取的SAR图像进行油种识别。结果表明,在垂直(vertical transmission vertical reception,VV)极化方式下的油水差(?σ0)可以有效识别植物油和矿物油;基于d B和linear units表达的后向散射系数(NRCS)计算的抑制比(DR)在垂直(VV)和水平(horizontal transmission horizontal reception,HH)极化方式下可以有效识别植物油和矿物油,并且在交叉(vertical transmission horizontal reception/horizontal transmission vertical... 相似文献
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溢油事故会对海洋、湿地和河口的生物造成严重危害。为了降低石油泄漏事故的危害,促进清理工作的顺利进行,需要了解油膜的运动路径和扩散范围,结合流、风等信息对油污的漂移进行预测。本文主要工作是利用NOAA的GNOME(General NOAA Operational Modeling Environment)溢油模型,对墨西哥湾"深海地平线"溢油事故在2010年5月8日~11日的溢油情况进行了溢油轨迹的模拟。模拟过程中,采用GOM HYCOM模式计算的流场数据和NECP的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)风场数据作为GNOME模型的驱动数据。并将模拟结果与卫星观测资料进行了对比验证,结果表明GNOME模拟的溢油轨迹与卫星应急信息中心网站(Center for Satellite Based Crisis Information)提供的油污覆盖卫星图相符性良好。并研究了流场的不确定性对溢油轨迹模拟结果的影响。 相似文献
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基于高分四号卫星的黄海绿潮漂移速度提取研究 总被引：3，自引：2，他引：1
静止轨道卫星高分四号（GF-4）具有高时间分辨率（20 s）和高空间分辨率（50 m）的独特优势。为了挖掘GF-4卫星在海洋灾害监测中的应用潜力，本文基于2016年6月25日1天4景的GF-4卫星影像，利用最大相关系数法（MCC），开展了黄海绿潮漂移速度提取研究，分析了海面风场、潮汐等对绿潮漂移的影响。研究发现:（1）MCC方法可高精度自动追踪GF-4影像中绿潮的分钟级（8~9 min）位置变化，绿潮漂移速率和方向的相对偏差分别为11%和5%；当2景GF-4影像的成像时间间隔增大至小时级（如6 h）时，随着绿潮斑块形状的改变，MCC方法绿潮自动追踪的准确性下降。（2）绿潮在1天之中的漂移速率和方向可发生显著变化，当日上午9时黄海绿潮漂移速率均值为（0.36±0.13）m/s，方向以东南向为主，至15时，绿潮漂移速率显著增加至（0.69±0.12）m/s，方向变为东北偏北。（3）绿潮漂移速度与海面风速的相关系数为0.74，绿潮漂移方向为风向偏右；绿潮的向岸、离岸运动与相应时刻的涨、落潮具有较好的对应关系。GF-4卫星数据可为绿潮快速漂移的高精度监测提供数据支撑。 相似文献