MODIS数据对海上溢油事件的观测

论文摘要

海洋溢油不但污染海洋及沿岸的生态环境,还严重影响了当地居民的生产、生活。目前溢油研究的重点集中在油污位置的确定、油量的估计以及油膜种类的判断。遥感凭借其数据获取及处理方便、高时间分辨率、大面积覆盖、价格低廉等优势,成为海上溢油探测的主要研究手段。本文利用搭载在EOS-Aqua/Terra卫星上的MODIS数据,结合长江口溢油、委内瑞拉的马拉开波湖溢油、地中海溢油和黎巴嫩溢油四次事故,进行多光谱遥感数据在海上溢油检测中的应用研究。在对出事海域的卫星数据进行图像预处理的基础上,利用MODIS数据的多光谱信息,分析溢油在各个波段的特征,并获得油膜特征较为明显的光谱范围,为可见光/近红外卫星监测溢油提供参考。本文主要的研究结果包括:1、由于扫描和成像方式的原因,未经处理的MODIS图像尤其是海上图像数据不能直接使用。本文在IDL和ENVI编程的基础上,利用图像处理方法对图像上条带、耀斑和蝴蝶结进行处理,图像效果得到明显改善。2、本文利用MODIS的多光谱信息,主要是利用油水反差C对油膜在各个光谱通道上的表现进行评价。结果表明油水反差在近红外最大,接下来依次中红外波段,可见光波段和热红外波段。3、在MODIS数据可见光/近红外波段,利用波段比值法可以增强油水反差,凸现油膜特征。结果表明在进行溢油信息提取时,在400nm800nm范围的可见光区域可选择光谱比值图像,800nm2130nm则选用原有辐亮度图像。这一结果通过几次大型溢油事故的MODIS数据分析得到了印证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 第2章 海上溢油遥感探测
• 2.1 光学传感器
• 2.1.1 可见光遥感传感器
• 2.1.2 红外遥感传感器
• 2.1.3 紫外遥感传感器
• 2.2 微波遥感传感器
• 2.2.1 微波辐射计
• 2.2.2 雷达
• 2.3 激光荧光遥感器
• 2.4 油膜厚度遥感器
• 2.5 遥感探测溢油概况
• 2.5.1 国外研究现状
• 2.5.2 国内研究现状
• 第3章 MODIS 遥感图像处理
• 3.1 MODIS 数据介绍
• 3.2 MODIS 数据预处理
• 3.2.1 几何校正
• 3.2.2 辐射纠正
• 3.2.3 蝴蝶结纠正
• 3.2.4 去条带处理
• 第4章 海上溢油污染事件数据处理
• 4.1 MODIS 数据集
• 4.1.1 MODIS 数据处理流程
• 4.1.2 单通道图像处理
• 4.2 典型溢油事故与数据处理
• 4.2.1 溢油事故选择
• 4.2.2 马拉开波湖溢油
• 4.2.3 长江口溢油
• 4.2.4 地中海溢油
• 4.2.5 黎巴嫩溢油
• 4.3 油水反差
• 4.4 光谱比值
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文