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基于高分辨率遥感影像的油罐体积求取研究

于圣涛  
【摘要】:石油储罐作为国家储备基地石油的储备主要储备器具,对其全球范围内油罐体积预估具有军事战略意义。同时,全球3/5的石油贸易主要依靠航海运输,为了便于石油的储备,大多数的石油储备基地将兴建于港口附近。因此,及时获取世界各地油罐预估体积,对我国船舶交通运输战略规划和航运经济发展有着深刻的影响。因为传统接触式的油罐体积测量方法,受测量条件的限制,只能适用于地区性地测量,不能满足全球范围内油罐体积测量需求,所以可借助高分辨率卫星遥感影像来求取石油储罐体积,从而达到测量世界各地油罐体积的目的。从高分辨率卫星影像中求取油罐体积,关键是如何从2维图像中有效地获得油罐的高度信息。经查阅国内外文献可知,求油罐的高度经常基于油罐的阴影提取方法。首先,本文根据阴影在HSV色彩空间模型的性质,利用光谱比技术,结合最大类间方差法、阴影面积阈值法以及数学形态学法提取得到油罐的阴影。之后,在油罐的阴影长度求取过程中,针对油罐的阴影形状类似月牙状的特点,根据本文设计的中位数法,计算出油罐的阴影长度反求出油罐高度,从而确定了精度较高的油罐的计算高度。最后,利用霍夫变换对图像中油罐顶部进行识别并计算出油罐半径长度以及油罐的体积。本文基于高分2号光学遥感影像进行油罐体积求取实验。实验结果证明,油罐的计算体积与实际的油罐体积的绝对误差范围在0.0416×104m3~0.3050×104m3之间,相对误差范围在0.38%~2.78%之间,取得精度较高的油罐的计算体积。本文通过高分辨率卫星遥感影像对石油储罐的高度和顶部半径进行了计算,在保证计算精度的前提下,可以方便、简单地从高分影像中求取石油储罐的估算体积。


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