基于双向自动边界追踪算法的PolSAR海面溢油边界提取

发布时间：2017-08-27 00:41

  本文关键词：基于双向自动边界追踪算法的PolSAR海面溢油边界提取

  更多相关文章： 全极化SAR 多特征组合 边界追踪 边缘提取 海面溢油

【摘要】：全极化合成孔径雷达具有全天时全天候观测特性,并且能够利用自身优势得到极为丰富的极化信息,是非常理想的海上溢油观测工具。在最近的几年当中,有很多先进的雷达设备产生,比如ENVISATASAR、ALOS PALSAR、Radarsat-2等。它们具有较高分辨率,丰富的多极化信息,可以访问不同波段的SAR数据。所以,合成孔径雷达成为了现今众多学者青睐的溢油观测工具。有很多学者分别关注到溢油的多种性质,比如利用单极化特征对海上溢油进行边缘检测,针对不同极化特征提取相应的溢油特性,方便对溢油的回收工作。当然海上溢油会随着海风,温度,海浪等自然特性改变它的扩散速度和深度,普遍情况下,溢油区域的面积相对很大,所以我们需要寻求更加精细且适用于大面积溢油回收的检测方式。本文就是从大面积海上溢油特性的角度出发,采用了适合的边界追踪方式,利用合成孔径雷达的全极化数据信息,有针对性的完成溢油边界的识别。主要的研究工作和成果概述如下：首先,对来源溢油事件的实验数据的极化特征进行提取和分析。本文对全极化的海上溢油数据特征进行了分解,得到了大量的单极化数据特性,然后针对这些单极化特征做了适应性分析,找到适用于边界追踪实验的极化特征。其次,对于边界追踪算法的研究。首先是针对大面积溢油区域的特性,选择了梯型扩散的搜索方式来进行追踪,这是本文所要强调的对溢油边界追踪得算法的特点。同时对单特征数据进行了追踪算法实验。再次,溢油图像数据的多特征组合后的边界追踪算法实现。本文通过归一化方式将提取出的具有适应性质的单极化特征进行了组合。提出了多特征组合下的全极化海上溢油边界追踪方式。最后,通过对两组来自墨西哥湾的全极化SAR (PolSAR)实验数据的实验,验证了本文所提出的双向自动边界追踪算法的可用性,得到了较好的实验效果。
【关键词】：全极化SAR 多特征组合 边界追踪 边缘提取 海面溢油
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究现状11-14
• 1.3 问题的提出和研究思路14-16
• 1.4 章节安排16-18
• 第2章 实验数据介绍18-24
• 2.1 Mexico Sea SAR图像数据118-20
• 2.2 Mexico Sea SAR图像数据220-22
• 2.3 数据分析与采样22-23
• 2.4 小结23-24
• 第3章 海上溢油特征的分析与筛选24-49
• 3.1 极化SAR图像处理一般流程24-25
• 3.2 极化SAR图像处理25-34
• 3.2.1 电磁波极化25-26
• 3.2.2 极化波的表征26-29
• 3.2.3 散射体描述29-30
• 3.2.4 预处理30-34
• 3.3 全极化SAR数据特征选择34-48
• 3.4 多特征组合48
• 3.5 小结48-49
• 第4章 多特征组合的海上溢油边界追踪算法49-58
• 4.1 实验流程49-50
• 4.2 常见经典边界追踪算法50-52
• 4.3 几种改进的边界追踪算法52-54
• 4.3.1 自适应边界追踪算法52-53
• 4.3.2 双层边界区域增长法53-54
• 4.4 双向自动边界追踪算法介绍54-57
• 4.4.1 基本原理54-55
• 4.4.2 算法流程55-57
• 4.5 小结57-58
• 第5章 实验与分析58-75
• 5.1 实验环境58
• 5.2 实验目的58-59
• 5.3 两景数据实验59-72
• 5.3.1 清晰边界实验59-67
• 5.3.2 模糊边界实验67-72
• 5.4 实验结果分析72-74
• 5.5 小结74-75
• 第6章 结论与展望75-77
• 6.1 结论75
• 6.2 展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81

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本文编号：743578