海洋卫星遥感溢油监测技术与应用研究

论文摘要

21世纪是全世界大规模开发利用海洋资源、扩大海洋产业、发展海洋经济的新时期。这也给海洋的生态环境带来了沉重的负担,尤其是海洋溢油污染对海洋环境造成了巨大的破环,同时也蒙受了巨大的经济损失。海洋溢油经常发生在恶劣的天气状况之下,这就给监测工作带来了许多困难。随着卫星遥感技术的发展,各种遥感平台和传感器性能的不断提高,使海洋溢油污染的快速准确监测成为可能。本文对各种光学遥感器和微波遥感器的性能进行了比较分析,依据油膜的光谱特性建立了基于光学遥感监测和微波遥感监测的方法和技术流程。建立了溢油遥感检测模型。应用MODIS光学遥感数据,通过对热红外波段的影像处理分析,对2006年3月23日以及2004年4月渤海曹妃甸海域海洋溢油事故通过图像增强、彩色合成等图像处理方法增大油膜与背景海水之间的差异,并根据溢油遥感检测模型计算结果对溢油进行了提取分析;应用ASAR微波遥感数据通过降噪处理、后向散射系数计算、单一阈值法等技术方法对溢油进行了提取。并根据溢油提取的技术流程,开发了海洋溢油遥感监测系统。提高了海洋溢油遥感监测的智能化和自动化。卫星遥感技术在海洋溢油遥感监测中有着良好的应用前景,随着卫星遥感技术的发展,建立了以多源卫星遥感数据为数据源,应用计算机处理系统来为海洋溢油遥感监测服务。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 海洋溢油遥感监测
• 1.2.1 航空海洋溢油遥感监测
• 1.2.2 航天海洋溢油遥感监测
• 1.3 海洋溢油遥感监测的发展
• 1.3.1 我国海洋溢油遥感监测
• 1.3.2 发达国家海洋溢油遥感监测
• 1.4 海洋溢油遥感检测技术
• 1.4.1 热红外数据溢油遥感监测技术
• 1.4.2 高光谱数据溢油遥感监测技术
• 1.4.3 SAR数据溢油遥感监测技术
• 1.5 论文内容
• 第二章 光学遥感技术在溢油遥感监测的应用
• 2.1 光学遥感器
• 2.2 海面油膜光谱特性
• 2.3 光学遥感卫星数据选取
• 2.4 MODIS数据海洋溢油遥感监测
• 2.4.1 图像预处理
• 2.4.2 感兴趣区域选择
• 2.4.3 图像增强
• 2.4.4 彩色合成
• 2.4.5 溢油检测模型
• 2.4.6 监测实例—曹妃甸海域溢油状况遥感监测分析
• 2.4.7 监测实例—2004年4月曹妃甸海域溢油状况遥感分析
• 第三章 微波遥感技术在溢油遥感监测的应用
• 3.1 微波遥感器
• 3.2 微波波段海面溢油光谱特性
• 3.3 SAR遥感卫星数据选取
• 3.4 ASAR海洋溢油监测
• 3.4.1 感兴趣区域选取
• 3.4.2 降噪处理
• 3.4.3 均值滤波
• 3.4.4 后向散射系数计算
• 3.4.5 油—水分割
• 3.4.6 溢油面积计算
• 第四章 海洋溢油遥感监测原型系统
• 4.1 系统开发的必要性
• 4.2 系统开发的可行性
• 4.3 系统开发环境
• 4.3.1 操作系统选择
• 4.3.2 开发工具选择
• 4.4 系统结构设计
• 4.4.1 系统设计原则
• 4.4.2 系统工作流程
• 4.5 系统功能模块设计
• 4.5.1 图像增强模块
• 4.5.2 滤波模块
• 4.5.3 提取溢油模块
• 4.5.4 图像设置模块
• 4.6 系统具体功能实现
• 4.7 应用实例
• 第五章 结论与展望
• 5.1 论文结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果