收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

SAR及MODIS数据海面溢油监测方法研究

石立坚  
【摘要】: 海洋溢油发生后,准确及时的监测溢油对于海洋环境保护具有重要意义。随着卫星遥感技术的高速发展,遥感已经成为监测溢油的最重要和最有效手段之一。本论文以海面溢油为研究对象,讨论了利用SAR和MODIS监测海面溢油的方法,重点在SAR图像中溢油现象识别、MODIS监测海面油膜厚度、基于GIS的遥感溢油监测系统和中国海溢油分布等方面进行研究。本文的主要研究结果归纳如下: 1.系统介绍了SAR图像中识别溢油现象和疑似现象的全过程,主要包括图像预处理(辐射校正和斑点噪声滤除)、图像分割、特征提取、特征筛选和神经网络识别。 在SAR图像预处理方面,比较了10种滤波方法,最后选择了窗口为3×3的增强Lee滤波对SAR图像进行滤除斑点噪声的处理。在SAR图像中油膜区域分割方面,将水平集方法与多尺度小波方法相结合,提高了计算效率,降低了算法的复杂度,同时对SAR图像中油膜区域的模糊边缘进行了有效监测。 在识别溢油和疑似溢油方面,除灰度特征量外,引入图像纹理特征参量,并利用方差分析从计算的31个特征参量筛选出16个作为神经网络的输入,建立了区别溢油现象和疑似溢油现象的神经网络模型。研究结果表明,该模型识别精度达到83%,可以较好地识别溢油现象;纹理特征作为特征参量提高了溢油现象的识别精度;基于方差分析的特征参量筛选不仅简化了神经网络结构,而且提高了模型的识别精度。 2.将模糊聚类方法FCM与图像纹理分析相结合用于对250m分辨率的MODIS图像中的溢油区域分割;将这种方法应用到2005年4月3日发生在大连海域“阿提哥”事件的MODIS图像中,较好的区分了溢油区域,并在此基础上,利用多时相的MODIS数据计算了油膜的漂移,结果与风场和潮汐数据一致。 建立了一个简单的海面油膜的光学模型,并在此基础上对海面油膜的可见光波段的光学性质进行了定性分析:油膜与海水的反差主要依赖于油膜对海水向上辐亮度的吸收,离水辐亮度差异在海水光谱反射峰的波段油水反差最大,随着油膜厚度的增加,油膜的离水辐亮度减少。在传感器接收的大气顶辐亮度的图像中,油膜与海水的反差依赖于镜面反射和下表面向上辐亮度传输的平衡:当镜面反射的差异大于下表面向上辐亮度的差异时,油膜海水反差为正,反之为负。基于此,根据两次溢油事故的MODIS数据定性给出了油膜厚度的分布。 3.设计了基于WebGIS和卫星数据的海面油污染监测系统,该系统是一个融合了Apache web服务器、Oracle数据库管理系统、Mapserver、PHP和卫星遥感数据处理系统的网络地理信息系统(WebGIS),主要包括环境信息收集模块、溢油信息提取模块和油膜扩散预测模块。基于这个系统和2002~2005年的SAR数据对东中国海的溢油事件进行了统计分析,污染比较严重的四个海区包括:黄海中部,纬度范围在32°~37°N;渤海海峡东部;长江口周围海域;纬度范围在28°~32°N的东海海域及台湾海峡。溢油主要是由船舶非法排污引起的,分布在主要航线的海区,另外还包括渔船作业产生的油膜、河口排放的工业污染形成的油膜。 4.将WebGIS系统与FCM方法相结合建立了一个帮助农民用户产生定量施肥图的专家系统。基于此系统,进一步研究利用陆地卫星Landsat数据制定定量施肥图的可能性;系统输出结果通过产量或现场土壤属性的测量进行评价,研究表明可以利用作物生长茂盛时期(NDVI均值最高)的卫星NIR波段数据产生变量施肥图。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 唐家奎,薛勇,虞统,关燕宁,蔡国印,胡引翠;MODIS陆地气溶胶遥感反演——利用TERRA和AQUA双星MODIS数据协同反演算法[J];中国科学D辑;2005年05期
2 段婧;毛节泰;;长江三角洲大气气溶胶光学厚度分布和变化趋势研究[J];环境科学学报;2007年04期
3 毛克彪,覃志豪,施建成;用MODIS影像和劈窗算法反演山东半岛的地表温度[J];中国矿业大学学报;2005年01期
4 周梅;郭广猛;宋冬梅;王广山;;使用MODIS监测火点的几个问题探讨[J];干旱区资源与环境;2006年03期
5 鄢铁平;曾致远;陈少辉;李福堂;;一种基于MODIS的多层结构火灾监测新方法[J];水电能源科学;2007年03期
6 郑伟;韩秀珍;刘诚;李云鹏;;内蒙古乌梁素海“黄苔”暴发卫星遥感动态监测[J];湖泊科学;2010年03期
7 许勇;张鹰;刘吉堂;张东;;MODIS影像监测海州湾叶绿素a浓度的研究[J];中国环境监测;2008年06期
8 刘桂青,毛节泰,李成才;长江三角洲地区大气气溶胶光学厚度研究[J];上海环境科学;2003年S2期
9 孙志刚,王勤学,欧阳竹,渡边正孝;MODIS水汽通量估算方法在华北平原农田的适应性验证[J];地理学报;2004年01期
10 张树誉,李登科,李星敏,景毅刚;卫星遥感在秸秆焚烧监测中的应用[J];气象;2005年09期
11 张玉超;钱新;石川忠晴;陆根法;孔繁翔;;水质遥感在太湖叶绿素a时空分布动态变化研究中的应用[J];环境保护科学;2009年01期
12 邬明权;牛铮;乔玉良;吴朝阳;;基于MODIS数据的北京气溶胶类型特性与影响因素分析[J];地球信息科学学报;2009年04期
13 邓学良;潘德炉;何冬燕;孙照渤;;中国海域MODIS气溶胶光学厚度检验分析[J];大气科学学报;2009年04期
14 何秀;邓兆泽;李成才;刘启汉;王美华;刘晓阳;毛节泰;;MODIS气溶胶光学厚度产品在地面PM_(10)监测方面的应用研究[J];北京大学学报(自然科学版);2010年02期
15 任佳;王振会;孙林;胡方超;高扬;;基于MODIS数据反演江浙皖地区气溶胶光学厚度[J];环境科学与技术;2010年08期
16 何秀;邓兆泽;李成才;刘启汉;王美华;刘晓阳;毛节泰;;MODIS气溶胶光学厚度产品在地面PM_(10)监测方面的应用研究[J];北京大学学报(自然科学版)网络版(预印本);2009年02期
17 姚锦烽;王盘兴;李双林;;利用MODIS气溶胶产品研究亚洲季风对气溶胶传输及其分布的影响[J];内蒙古气象;2011年02期
18 包安明,张小雷,方晖,吕建海;MODIS数据在新疆生态环境建设中的应用[J];干旱区地理;2004年02期
19 李成才,刘启汉,毛节泰,陈爱忠;利用MODIS卫星和激光雷达遥感资料研究香港地区的一次大气气溶胶污染[J];应用气象学报;2004年06期
20 张春桂;;用MODIS植被指数研究福州城区空间扩展变化[J];气象;2006年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴朝阳;牛铮;;基于MODIS和通量数据的初级生产力遥感反演[A];遥感定量反演算法研讨会摘要集[C];2010年
2 杨红;杭君;;大连新港“7.16”溢油事故的MODIS数据处理与分析[A];渔业科技创新与发展方式转变——2011年中国水产学会学术年会论文摘要集[C];2011年
3 孙佳丽;朱宝;胡荣辰;李亚春;;基于MODIS卫星的太湖蓝藻遥感监测[A];第七届长三角气象科技论坛论文集[C];2010年
4 石汉青;王毅;刘向培;;中国东南沿海区域MODIS数据云检测方法研究[A];2009第五届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术研讨会专辑[C];2009年
5 郭鹏;邹春辉;赵学斌;;MODIS影像水体监测方法研究进展[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年
6 苏晓阳;翟国芳;孙进平;;多模式高分辨率SAR通用成像处理算法设计[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
7 叶晶;李万彪;;利用MODIS数据估算晴空条件半干旱地表能量通量[A];第27届中国气象学会年会大气物理学与大气环境分会场论文集[C];2010年
8 刘荣高;刘纪远;庄大方;;MODISSoft—MODIS科学数据处理软件平台[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
9 刘晨;张冠杰;张涛;;基于回波的SAR成像沿航向运动补偿算法[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
10 田继华;路绪光;张玉玺;孙进平;;压缩感知SAR成像自聚焦运动补偿[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石立坚;SAR及MODIS数据海面溢油监测方法研究[D];中国海洋大学;2008年
2 岳昔娟;稀少(无)控制条件下机载SAR高精度定位技术研究[D];武汉大学;2009年
3 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
4 安道祥;高分辨率SAR成像处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 李宁;双基地高超音速弹载SAR可用性与算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 戴春杨;移动双基地SAR成像理论与方法研究[D];电子科技大学;2012年
7 刘燕;高分辨率及新模式SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
8 包敏;地球同步轨道SAR与中高轨道SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 周鹏;弹载SAR多种工作模式的成像算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 李燕平;单/双基SAR成像和运动补偿研究[D];西安电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖辉旺;星载SAR Doppler参数估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 黎庆;星载SAR信道建模与回波检测性能研究[D];电子科技大学;2011年
3 何强;弹载SAR干扰抗干扰仿真研究与软件开发[D];电子科技大学;2011年
4 刘洋涛;基于实测数据的机载SAR成像技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 廖可非;单激励三维SAR实验系统及成像技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 方美红;基于MODIS的南海北部水体叶绿素-a时空特征遥感分析[D];中国地质大学(北京);2011年
7 化国强;基于全极化SAR数据玉米长势监测及制图研究[D];南京信息工程大学;2011年
8 王大芳;单极化SAR图像的地形变化检测和森林积雪的多极化仿真[D];复旦大学;2010年
9 张东浩;线阵三维SAR成像算法研究及仿真[D];电子科技大学;2010年
10 易佳;基于EOS-MODIS的重庆市干旱遥感监测技术研究[D];西南大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 杨云山;我国首个机载SAR测图系统实现首飞[N];中国航空报;2009年
2 丁阳;SAR:波段操作好帮手[N];江苏经济报;2001年
3 王彤琪;“‘MODIS’在黄河防洪防凌中的应用研究”项目通过审查[N];黄河报;2005年
4 本报记者 陈建辉;我们需要80套MODIS卫星接收系统吗[N];经济日报;2005年
5 钟勇;国内首套SAR测图系统通过评审[N];中国测绘报;2010年
6 记者 赵亚辉;自主产权机载SAR测图系统研制成功[N];人民日报;2011年
7 刘莉;中国科技数据共享向前跨越一大步[N];科技日报;2004年
8 孙海东;共享:让高科技资源不再“闲”着[N];中国矿业报;2003年
9 记者 姚传富;国家无线电检测中心国内首家提供服务[N];人民邮电;2009年
10 延边州气象局;天气、气候、水与生态建设[N];吉林日报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978