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基于卫星遥感的海上交通监测与分析系统

孔繁弘  
【摘要】: 近年来,伴随我国航运的快速发展,沿岸水域的通航环境发生了很大的变化,目前使用的调查监测手段如VTS、AIS等都受到了监测距离限制,不能实现对水域全部船舶的检测、调查和分析。为了全面了解我国水域的船舶交通状况,从宏观上和微观上提高交通安全规划、管理等决策的科学性,以及实施有效的船舶交通检测监管以保证海上交通的安全,必须开发新的船舶交通监测系统。卫星技术的发展为我们提供了一种远距离、全天候、经济的监测手段,本文探讨将卫星遥感检测技术应用在海上交通实态调查研究领域,实现对海上交通实态大范围、多要素的检测分析。 本文首先对国内外相关资料进行了研究,分析了建立基于遥感影像的海上交通系统的可能性,对核心技术船舶检测算法进行探讨,主要包括引力场检测算法、CFAR检测、PNN检测器及自适应算法共四种船舶检测算法。系统的工作流程主要为:将卫星图像导入到系统中,对图像进行陆地掩膜等处理,接下来运用船舶检测算法对卫星影像中的船舶信息进行检测及信息提取,对结果进行人工干预,剔除虚警,添加漏检目标后将结果保存到数据库中。并以数据库为基础,对数据进行统计分析,实现感兴趣区域某时间段船舶交通量显示分析、船舶密度统计分析及船舶大小统计分析。 最后本文以2007年ERS-2卫星的影像为例,选择对长江口附近水域的成像影像进行处理分析,提取影像中的船舶目标信息。并以AIS信息作为辅助,对处理结果的准确性进行分析。实验主要选用了九幅卫星影像,对各幅影像的检测结果进行分析,并通过对数据库的统计分析,对区域的船舶密度、交通量、船舶大小分布情况有所了解。结果表明,利用合成孔径雷达卫星图像来进行海上交通流量监测及分析是完全可行的,分析结果是可靠的。


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