基于高光谱特征的水上油膜提取与分析研究
发布时间：2021-06-23 19:34
在海上溢油的评估与清除中,油膜的相对厚度、范围等都是非常重要的参数,直接决定采用的清污策略。遥感手段作为宏观观测方式能够获取上述参数,因此在溢油事故中发挥着越来越重要的作用。近年来随着传感器技术和数据处理技术的快速发展,航空和星载高光谱遥感研究都取得了丰硕的成果。航空和星载高光谱遥感近乎连续的光谱能够有效地解决传统光学遥感图像上“同物异谱、同谱异物”的问题,从而提供更加准确的溢油信息。但当前对海上油膜高光谱特征研究多孤立地进行光谱特征分析或图像特征提取,未将两者有机地结合起来。在光谱特征分析方面,多以反射率的高低来反映油膜厚度、存在时间等,对基于波谱形态特征的研究较少；在遥感数据应用于实际的潜力评价方面,直接通过光谱反射值在波长处的差异来确定有利波段,忽略了环境噪声等的影响。针对以上问题,本文在光谱特征分析、遥感数据应用潜力评估和溢油信息提取等方面开展研究。利用小波变换对不同厚度和不同风化时间的膜光谱特征进行研究,探讨了油膜光谱特征与其厚度、风化时间的耦合关系,指出可见光对原油油膜估算的上限约300um,油膜光谱特征变化明显的时间集中在前7d内；通过计算星载Hyperion高光谱数据的...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 溢油遥感监测技术综述
1.3 高光谱遥感溢油监测研究现状
1.3.1 水上溢油光谱特征识别与分析研究现状
1.3.2 高光谱水上溢油遥感监测研究现状
1.3.3 存在问题
1.4 论文的组织结构
第2章 高光谱遥感数据获取与处理方法
2.1 高光谱遥感原理与特点
2.2 高光谱遥感数据获取
2.2.1 反射率光谱数据获取
2.2.2 高光谱影像遥感数据获取
2.3 高光谱数据光谱特征分析方法
2.3.1 高光谱数据特征选择与提取方法
2.3.2 光谱特征参数
2.4 遥感影像地物识别与分类算法
2.4.1 监督分类
2.4.2 非监督分类
2.4.3 光谱角度填图法
2.4.4 基于光谱特征的决策树分类法
2.4.5 基于MNF变换的决策树分类法
2.5 本章总结
第3章 多种厚度油膜光谱特征分析
3.1 引言
3.2 光谱数据采集与处理
3.2.1 试验条件与仪器
3.2.2 试验操作过程
3.2.3 数据处理
3.3 反射率光谱特征分析
3.3.1 反射率光谱分析
3.3.2 小波系数分析
3.4 本章总结
第4章 风化油膜光谱特征变化研究
4.1 引言
4.2 数据采集试验
4.2.1 试验条件与仪器
4.2.2 试验操作过程
4.3 试验结果与分析
4.3.1 试验现象
4.3.2 油膜反射率光谱变化
4.4 本章总结
第5章 高光谱遥感数据溢油监测的敏感性研究
5.1 引言
5.2 遥感数据环境噪声等效辐射比提取研究
5.2.1 ALCL算法
5.2.2 试验与结果分析
5.2.3 小结
5.3 Hyperion传感器的油膜厚度及油种敏感性研究
5.3.1 研究方法与数据处理
5.3.2 结果与讨论
5.3.3 小结
5.4 本章总结
第6章 基于光谱特征的遥感数据溢油信息提取研究
6.1 引言
6.2 机载多光谱遥感溢油监测研究
6.2.1 研究区概况
6.2.2 数据与结果分析
6.2.3 小结
6.3 机载高光谱遥感溢油监测研究
6.3.1 研究背景
6.3.2 数据与方法
6.3.3 结果与结论
6.4 港池溢油高光谱遥感监测试验与信息提取
6.4.1 试验方案
6.4.2 数据处理与信息提取
6.4.3 小结
6.5 本章总结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 下一步工作计划
参考文献
攻读学位期间公开发表论文
攻读学位期间参加的科研项目
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]航天高光谱成像技术研究现状及展望[J]. 王跃明,郎均慰,王建宇. 激光与光电子学进展. 2013(01)
[2]Near lossless compression of hyperspectral images based on distributed source coding[J]. NIAN YongJian1,WAN JianWei1,TANG Yi1 & CHEN Bo2 1College of Electronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha,410073,China;2College of Science,National University of Defense Technology,Changsha,410073,China. Science China（Information Sciences）. 2012(11)
[3]遥感数据环境噪声等效辐射率提取方法[J]. 刘丙新,李颖. 大连海事大学学报. 2012(03)
[4]基于小波变换的油膜光谱特征分析[J]. 李颖,刘丙新,李宝玉,陈铎. 光谱学与光谱分析. 2012(07)
[5]高光谱遥感技术在水上溢油监测中的研究进展[J]. 李颖,刘丙新,陈澎. 海洋环境科学. 2012(03)
[6]基于最小噪声分离变换的高光谱异常检测方法研究[J]. 肖雄斌,厉小润,赵辽英. 计算机应用与软件. 2012(04)
[7]基于小波分解的光谱特征提取算法研究[J]. 陈刚,陈小梅,李婷,倪国强. 光谱学与光谱分析. 2010(11)
[8]利用Hyperion数据提取海洋烃渗漏信息研究初探[J]. 申晋利,丁树柏,齐小平,邢学文. 遥感信息. 2010(04)
[9]含硫和高硫原油的加工技术[J]. 曹志涛,高原. 化学工业与工程技术. 2010(02)
[10]有冰海区油膜光谱特征研究[J]. 李颖,刘丙新,兰国新,马龙,高超. 光谱学与光谱分析. 2010(04)
博士论文
[1]机载激光荧光海上溢油信息提取与反演研究[D]. 陈澎.大连海事大学 2012
[2]通用光谱模式分解算法及植被指数的建立[D]. 张立福.武汉大学 2005
[3]海上溢油风化过程的研究及模拟[D]. 严志宇.大连海事大学 2001
硕士论文
[1]海上大型溢油遥感监测研究[D]. 刘丙新.大连海事大学 2010
[2]基于波谱特征的溢油识别和监测[D]. 靳伟.大连海事大学 2008
[3]基于高光谱图像的特征提取/选择及其应用的研究[D]. 谈晓晔.哈尔滨工业大学 2006
[4]航空高光谱遥感赤潮与油污染水体信息提取[D]. 卜志国.中国海洋大学 2004
本文编号：3245534
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 溢油遥感监测技术综述
1.3 高光谱遥感溢油监测研究现状
1.3.1 水上溢油光谱特征识别与分析研究现状
1.3.2 高光谱水上溢油遥感监测研究现状
1.3.3 存在问题
1.4 论文的组织结构
第2章 高光谱遥感数据获取与处理方法
2.1 高光谱遥感原理与特点
2.2 高光谱遥感数据获取
2.2.1 反射率光谱数据获取
2.2.2 高光谱影像遥感数据获取
2.3 高光谱数据光谱特征分析方法
2.3.1 高光谱数据特征选择与提取方法
2.3.2 光谱特征参数
2.4 遥感影像地物识别与分类算法
2.4.1 监督分类
2.4.2 非监督分类
2.4.3 光谱角度填图法
2.4.4 基于光谱特征的决策树分类法
2.4.5 基于MNF变换的决策树分类法
2.5 本章总结
第3章 多种厚度油膜光谱特征分析
3.1 引言
3.2 光谱数据采集与处理
3.2.1 试验条件与仪器
3.2.2 试验操作过程
3.2.3 数据处理
3.3 反射率光谱特征分析
3.3.1 反射率光谱分析
3.3.2 小波系数分析
3.4 本章总结
第4章 风化油膜光谱特征变化研究
4.1 引言
4.2 数据采集试验
4.2.1 试验条件与仪器
4.2.2 试验操作过程
4.3 试验结果与分析
4.3.1 试验现象
4.3.2 油膜反射率光谱变化
4.4 本章总结
第5章 高光谱遥感数据溢油监测的敏感性研究
5.1 引言
5.2 遥感数据环境噪声等效辐射比提取研究
5.2.1 ALCL算法
5.2.2 试验与结果分析
5.2.3 小结
5.3 Hyperion传感器的油膜厚度及油种敏感性研究
5.3.1 研究方法与数据处理
5.3.2 结果与讨论
5.3.3 小结
5.4 本章总结
第6章 基于光谱特征的遥感数据溢油信息提取研究
6.1 引言
6.2 机载多光谱遥感溢油监测研究
6.2.1 研究区概况
6.2.2 数据与结果分析
6.2.3 小结
6.3 机载高光谱遥感溢油监测研究
6.3.1 研究背景
6.3.2 数据与方法
6.3.3 结果与结论
6.4 港池溢油高光谱遥感监测试验与信息提取
6.4.1 试验方案
6.4.2 数据处理与信息提取
6.4.3 小结
6.5 本章总结
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 下一步工作计划
参考文献
攻读学位期间公开发表论文
攻读学位期间参加的科研项目
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]航天高光谱成像技术研究现状及展望[J]. 王跃明,郎均慰,王建宇. 激光与光电子学进展. 2013(01)
[2]Near lossless compression of hyperspectral images based on distributed source coding[J]. NIAN YongJian1,WAN JianWei1,TANG Yi1 & CHEN Bo2 1College of Electronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha,410073,China;2College of Science,National University of Defense Technology,Changsha,410073,China. Science China（Information Sciences）. 2012(11)
[3]遥感数据环境噪声等效辐射率提取方法[J]. 刘丙新,李颖. 大连海事大学学报. 2012(03)
[4]基于小波变换的油膜光谱特征分析[J]. 李颖,刘丙新,李宝玉,陈铎. 光谱学与光谱分析. 2012(07)
[5]高光谱遥感技术在水上溢油监测中的研究进展[J]. 李颖,刘丙新,陈澎. 海洋环境科学. 2012(03)
[6]基于最小噪声分离变换的高光谱异常检测方法研究[J]. 肖雄斌,厉小润,赵辽英. 计算机应用与软件. 2012(04)
[7]基于小波分解的光谱特征提取算法研究[J]. 陈刚,陈小梅,李婷,倪国强. 光谱学与光谱分析. 2010(11)
[8]利用Hyperion数据提取海洋烃渗漏信息研究初探[J]. 申晋利,丁树柏,齐小平,邢学文. 遥感信息. 2010(04)
[9]含硫和高硫原油的加工技术[J]. 曹志涛,高原. 化学工业与工程技术. 2010(02)
[10]有冰海区油膜光谱特征研究[J]. 李颖,刘丙新,兰国新,马龙,高超. 光谱学与光谱分析. 2010(04)
博士论文
[1]机载激光荧光海上溢油信息提取与反演研究[D]. 陈澎.大连海事大学 2012
[2]通用光谱模式分解算法及植被指数的建立[D]. 张立福.武汉大学 2005
[3]海上溢油风化过程的研究及模拟[D]. 严志宇.大连海事大学 2001
硕士论文
[1]海上大型溢油遥感监测研究[D]. 刘丙新.大连海事大学 2010
[2]基于波谱特征的溢油识别和监测[D]. 靳伟.大连海事大学 2008
[3]基于高光谱图像的特征提取/选择及其应用的研究[D]. 谈晓晔.哈尔滨工业大学 2006
[4]航空高光谱遥感赤潮与油污染水体信息提取[D]. 卜志国.中国海洋大学 2004
本文编号：3245534
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