海上溢油一旦發(fā)生,準(zhǔn)確及時(shí)獲取溢油信息極為關(guān)鍵。目前遙感技術(shù)已經(jīng)成為溢油監(jiān)測(cè)與應(yīng)急不可替代的一種手段。本論文以海上溢油為研究對(duì)象,討論海上溢油遙感光譜信息挖掘方法,開展溢油應(yīng)急時(shí)效性與遙感光譜數(shù)據(jù)選擇研究。重點(diǎn)在輔以時(shí)空信息的溢油光譜信息挖掘、多平臺(tái)油膜厚度識(shí)別模式、溢油與赤潮耦合關(guān)系研究以及基于溢油遷移模型的應(yīng)急時(shí)效性分析。本文的主要研究成果歸納如下： 1.針對(duì)特定油種(原油、輕柴油、重柴油等),初步考量油膜溢出階段特征,從時(shí)空狀態(tài)出發(fā),測(cè)量了水上油膜光譜特征、冰上油膜光譜特征；收集了水上乳化油膜光譜。初步建立了時(shí)空狀態(tài)下的油膜光譜庫(kù),并對(duì)其特征進(jìn)行了分析,為多平臺(tái)遙感監(jiān)測(cè)溢油提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。 2.依托于國(guó)家科技支撐項(xiàng)目以及多次溢油應(yīng)急實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐,提出了雷達(dá)、光學(xué)圖像數(shù)據(jù)溢油信息提取流程以及判別準(zhǔn)則。該成果成功應(yīng)用于大連新港7.16溢油事故,在溢油清污中起到了關(guān)鍵的作用； 提出了采用光譜特征與紋理分析結(jié)合的方法應(yīng)用于蓬萊19-3油田溢油監(jiān)測(cè),在溢油目標(biāo)提取過程中,引入了方向性紋理特征分析,將主成分光譜降維、方向梯度邊緣檢測(cè)等技術(shù)相結(jié)合,所述方法經(jīng)8組數(shù)據(jù)檢驗(yàn)后,用類間分歧度方法進(jìn)行了對(duì)比評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：將紋理分析方法應(yīng)用于溢油信息提取,類間分歧度提高到1.9999,提高了油膜影響邊界和油膜厚度分區(qū)識(shí)別能力。 3.針對(duì)多光譜影像,簡(jiǎn)化了海面油膜光學(xué)模型,分析了不同譜段的油膜光學(xué)性質(zhì),確立了油膜厚度與表觀反射率的變化規(guī)律,結(jié)合實(shí)測(cè)光譜分析,建立了適用于多光譜傳感器的油膜厚度識(shí)別算法,實(shí)地航飛實(shí)驗(yàn)證明該方法簡(jiǎn)單易行； 面向高光譜遙感,基于重建光譜方案、光譜匹配算法以識(shí)別油膜厚度�？紤]空間尺度變化造成油膜光譜吸收特征的衰減,進(jìn)行地-空同步實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)光譜重建,采用光譜匹配算法識(shí)別不同厚度油膜的C-H吸收特征及高反射,進(jìn)而識(shí)別油膜厚度。 4.基于熒光高度法的穩(wěn)定性,在時(shí)間軸上著重分析了溢油對(duì)海洋水質(zhì)的影響,初步判定溢油為引起事故周邊海域綠度上升的主因,且溢油結(jié)束后一個(gè)月內(nèi)影響加��；基于熒光高度法可檢測(cè)熒光強(qiáng)度變化的能力,判定了溢油海域存在異常區(qū),且與海表面油膜濃度呈正相關(guān)。 5.研究了溢油軌跡預(yù)測(cè)技術(shù)與遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的協(xié)同,討論和優(yōu)化了應(yīng)急條件下的遙感應(yīng)用時(shí)效,并進(jìn)一步分析遙感數(shù)據(jù)處理時(shí)間構(gòu)成,提出遙感產(chǎn)品處理時(shí)間的優(yōu)化建議,指出遙感產(chǎn)品處理時(shí)間可控制在1h以內(nèi),以提高遙感效能。
【學(xué)位單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：X834
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 水上溢油遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展
    1.3 存在問題
    1.4 本章小結(jié)與論文框架
第2章 時(shí)空狀態(tài)下油膜光譜特征分析
    2.1 引言
    2.2 反射率測(cè)量方法
        2.2.1 傳統(tǒng)反射率測(cè)量方法
        2.2.2 遙感反射率測(cè)量方法
        2.2.3 海上油膜反射率的測(cè)量
    2.3 海上油膜光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)條件
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方案
    2.4 光譜特征分析
        2.4.1 數(shù)據(jù)樣品收集
        2.4.2 光譜特征分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 輔以時(shí)空信息的溢油光譜信息挖掘
    3.1 引言
    3.2 輔以時(shí)空信息的溢油多譜信息識(shí)別
        3.2.1 多譜信息判別算法
        3.2.2 多譜信息判別準(zhǔn)則
        3.2.3 實(shí)例分析
    3.3 基于光譜特征與方向紋理分析的海上溢油信息提取
        3.3.1 基于光譜特征與方向紋理分析的信息提取方法
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 溢油厚度識(shí)別模型
    4.1 引言
    4.2 油膜厚度多譜識(shí)別模型
        4.2.1 多光譜油膜厚度識(shí)別模型
        4.2.2 高光譜油膜厚度識(shí)別模型
    4.3 實(shí)例分析
        4.3.1 航空多光譜厚度識(shí)別
        4.3.2 航空高光譜厚度識(shí)別
    4.4 本章小結(jié)
第5章 溢油與赤潮耦合關(guān)系研究
    5.1 引言
    5.2 方法與驗(yàn)證
    5.3 應(yīng)用與分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 溢油遙感監(jiān)測(cè)時(shí)效性分析
    6.1 引言
    6.2 應(yīng)用時(shí)效模型
    6.3 遙感處理時(shí)間分析及優(yōu)化
    6.4 實(shí)例分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 論文總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 下一步工作計(jì)劃
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文
攻讀學(xué)位期間獲得獎(jiǎng)項(xiàng)
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2880651