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基于遥感图像的海上溢油现象识别研究

作　者: 牛亚琴
导　师: 金丽
学　校: 浙江海洋学院
专　业: 农业信息化
关键词: 遥感溢油 SAR 纹理特征
分类号: X55
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着经济全球化的发展，人类对石油的需求量大大提高，海上石油运输业和海上石油开采也日益繁忙起来，这在客观上加大了海上溢油事故发生的可能性。近些年来海洋溢油严重威胁了海洋生态环境和沿海城市经济的可持续发展，越来越多的国家开始积极开展溢油遥感监测的研究。海上溢油监测主要是对可见光和近红外光谱段进行分析，目前合成孔径雷达（SAR）因具有全天候、全天时、覆盖面积大、不受天气影响等特点，能够及时准确全面地监测海上溢油的发生，已经成为海上溢油监测最主要的手段之一。本文在目视解译的基础上，利用计算机快速准确地获取遥感影像信息，对SAR图像进行溢油信息提取，总结了数字处理SAR溢油图像的一系列步骤，主要工作如下：第一步进行预处理，本文主要介绍了斑点滤波，对不同的滤波方法和滤波窗口大小做出了比较，选择了窗口大小为5*5的Gamma Map滤波方法，滤波效果最佳。第二步基于目视解译，引入了纹理特征量对SAR图像进行特征提取，采用灰度共生矩阵的方法，分析并确定了方向、步长、计算窗口等参数。本文的重点是为了降低纹理计算量，分别采用行列式和矩阵特征值两种不同方法对纹理特征量进行了筛选，得到了相同的筛选结果，选出了均值、方差、对比度、相异性和熵五个特征量，两种方法相互验证，提高了筛选结果的准确性。第三步结合纹理特征对SAR图像进行分类，采用了马氏距离、最大似然和支持向量机（SVM）三种方法，试验结果表明SVM方法与纹理特征相结合更能准确有效地将油膜和背景海水区分出来。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第一章前言  11-17
  1.1 海上溢油现象的产生及危害  11
  1.2 世界重大海上溢油事件简介  11-12
  1.3 国内外遥感监测海上溢油研究现状  12-15
    1.3.1 海上溢油监测方法简介  12-13
    1.3.2 国外遥感监测海上溢油的发展现状  13-14
    1.3.3 国内遥感监测海上溢油的发展现状  14-15
  1.4 论文结构  15-17
第二章遥感技术  17-22
  2.1 遥感探测原理  17
  2.2 遥感监测平台  17-18
  2.3 遥感传感器  18-21
    2.3.1 可见光遥感传感器  18
    2.3.2 红外遥感传感器  18-19
    2.3.3 紫外遥感传感器  19
    2.3.4 激光荧光遥感传感器  19
    2.3.5 微波遥感传感器  19-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章遥感数据和典型溢油光谱  22-30
  3.1 遥感数据介绍  22-27
    3.1.1 TM 数据  22
    3.1.2 AVHRR 数据  22-23
    3.1.3 MODIS 数据  23
    3.1.4 MERIS 数据  23-26
    3.1.5 SAR 数据  26-27
  3.2 典型油种特征光谱分析  27-29
  3.3 本章小结  29-30
第四章 SAR 图像预处理  30-42
  4.1 SAR 遥感溢油图像预处理  30-40
    4.1.1 辐射校正  30-31
    4.1.2 几何校正  31-33
    4.1.3 斑点滤波  33-40
  4.2 目视解译  40
  4.3 本章小结  40-42
第五章 SAR 图像纹理特征提取与分析  42-55
  5.1 遥感信息提取方法简介  42
  5.2 纹理概况  42-43
  5.3 纹理特征提取方法  43
  5.4 基于灰度共生矩阵的纹理特征提取方法  43-54
    5.4.1 灰度共生矩阵  43-48
    5.4.2 纹理特征的提取  48-54
  5.5 本章小结  54-55
第六章 SAR 图像分类  55-61
  6.1 遥感图像常用的分类方法  55-56
    6.1.1 目视解译  55
    6.1.2 计算机自动分类  55-56
  6.2 遥感图像监督分类方法  56-57
    6.2.1 监督分类流程  56-57
    6.2.2 监督分类的常用方法  57
  6.3 遥感图像非监督分类方法  57-58
  6.4 基于纹理特征的 SAR 遥感溢油图像分类  58-60
  6.5 本章小结  60-61
第七章总结  61-63
参考文献  63-67
致谢  67-68
在读期间发表的学术论文及研究成果  68

基于遥感图像的海上溢油现象识别研究

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