本文選題：光譜學(xué) + 海洋溢油�。� 參考：《光學(xué)學(xué)報(bào)》2016年01期

【摘要】：針對夜間溢油探測問題,提出了一種通過紫外(UV)LED誘導(dǎo)并基于高光譜波段差輻射指數(shù)的探測方法。通過高光譜成像儀,同步采集了紫外LED和鹵素?zé)魞煞N照明方式下的原油、乳化油和本底海水的高光譜圖像。基于33個(gè)波段(400~720 nm)輻射值構(gòu)建了波段差指數(shù)作為溢油鑒別特征。特征優(yōu)化方面,通過增L減R法、Fisher法進(jìn)行了有效波長的選擇,通過多維尺度分析、主成分分析(PCA)、獨(dú)立分量分析進(jìn)行了波段特征提取,通過徑向基函數(shù)-支持向量機(jī)模型對結(jié)果進(jìn)行識別。結(jié)果表明,基于紫外LED的高光譜波段差指數(shù)的溢油探測模式,比鹵素?zé)舻牟ǘ尉底R別率分別提高了6.01%和8.17%,因此紫外LED光源更適合夜間溢油及乳化的準(zhǔn)確探測。并且,通過Fisher有效波長選擇和通過PCA得到的特征組合兩種方法識別效果相當(dāng),優(yōu)選的3波段特征的紫外識別率分別達(dá)到了85.89%和87.02%,12特征的溢油準(zhǔn)確率均達(dá)到了100%,通過Fisher法提取的有效波長(400~420 nm),更適合于實(shí)際在線溢油探測。紫外誘導(dǎo)下高光譜的成像的海洋溢油鑒別模型,為夜間海洋溢油探測提供了一種快速鑒別方法。
[Abstract]:In order to solve the problem of oil spill detection at night, a detection method based on hyperspectral band difference radiation index (HSDI) induced by UV LED is proposed. The hyperspectral images of crude oil, emulsified oil and background seawater under two illumination modes, ultraviolet LED and halogen lamp, were simultaneously collected by hyperspectral imager. Based on the radiation values of 33 bands, the spectral difference index is used as the distinguishing feature of oil spill. In the aspect of feature optimization, the effective wavelength is selected by increasing L minus R method and Fisher method. Through multidimensional scale analysis, principal component analysis (PCA) and independent component analysis (ICA), band feature extraction is carried out. The results are identified by radial basis function-support vector machine model. The results show that the detection rate of oil spill based on the hyperspectral difference index of ultraviolet LED is 6.01% and 8.17% higher than that of halogen lamp, respectively. Therefore, the ultraviolet LED light source is more suitable for the accurate detection of oil spills and emulsification at night. In addition, the effective wavelength selection by Fisher and the feature combination obtained by PCA are equivalent to each other. The UV recognition rates of the selected three band features are 85.89% and 87.02%, respectively, and the oil spill accuracy is 100. The effective wavelength extracted by Fisher method is 400 nm ~ 420nm, which is more suitable for on-line oil spill detection. Ultraviolet-induced hyperspectral imaging model of ocean oil spill identification provides a rapid identification method for nocturnal ocean oil spill detection.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)學(xué)院;青島農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院;中國石化青島安全工程研究院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(31201133) 青島市民生科技計(jì)劃(14-2-3-52-nsh)
【分類號】：X87;X55

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