【摘要】：近年來(lái),海上突發(fā)性溢油事故頻發(fā),如何有效地對(duì)海上溢油事故進(jìn)行監(jiān)控已受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段成本較高、監(jiān)測(cè)范圍有限、易受天氣影響等,難以滿足大范圍、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求。合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)是主動(dòng)式微波成像雷達(dá),具有全天時(shí)、全天候、高分辨率等特點(diǎn),是目前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的檢測(cè)海洋溢油最理想的傳感器之一。在單極化SAR溢油檢測(cè)領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者已經(jīng)取得了一定的研究成果。相比于單極化SAR,全極化SAR圖像不僅能體現(xiàn)海面目標(biāo)的后向散射特征、幾何特征以及紋理特征,還能體現(xiàn)目標(biāo)的極化特征。因此,全極化SAR圖像更能反映海面目標(biāo)的物理特性。本文對(duì)全極化SAR溢油檢測(cè)的問(wèn)題開(kāi)展了相關(guān)研究,主要研究結(jié)果歸納如下：1.引入極化特征P和單次散射相對(duì)差異度(Single Bounce Eigenvalue Relative Difference, SERD)作為溢油檢測(cè)特征參數(shù)。P參數(shù)能夠反映海面鏡面散射機(jī)制在總散射機(jī)制中所占比重,而SERD與海面粗糙程度有關(guān)。相比于海水表面,油膜區(qū)域鏡面散射機(jī)制相對(duì)較強(qiáng),且表面粗糙度較低。故根據(jù)兩種特征值的不同可以區(qū)分溢油與海水。2.C波段全極化SAR溢油檢測(cè)效果優(yōu)于L波段。本文利用1994年德國(guó)北海溢油實(shí)驗(yàn)期間采集的全極化SIR-C數(shù)據(jù),從10種不同極化特征的角度,對(duì)比分析了C波段和L波段的溢油檢測(cè)效果,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：C波段下極化特征對(duì)海面粗糙度更敏感,能夠更好地體現(xiàn)海面不同的散射機(jī)制。利用極化特征進(jìn)行溢油檢測(cè),C波段明顯優(yōu)于L波段。3.在前文結(jié)論基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步對(duì)比C波段下10種極化特征的油水區(qū)分效果。通過(guò)計(jì)算C波段下不同極化特征的油水對(duì)比度,發(fā)現(xiàn)其中基準(zhǔn)高度、同極化相關(guān)系數(shù)、一致性系數(shù)以及極化特征P等4種極化特征有較高的油水對(duì)比度,能夠作為溢油檢測(cè)的有效特征參量。4.發(fā)展了基于極化特征和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的溢油檢測(cè)算法。根據(jù)海面溢油SAR極化特征分析結(jié)果,以基準(zhǔn)高度、同極化相關(guān)系數(shù)、一致性系數(shù)、極化特征P以及后向散射系數(shù)等6種特征參量作為溢油檢測(cè)的判據(jù),并結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),發(fā)展了溢油檢測(cè)算法。然后對(duì)兩景SAR影像進(jìn)行溢油檢測(cè)實(shí)驗(yàn),初步探索了該算法的溢油檢測(cè)效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在區(qū)分溢油與海水方面,本算法能夠得到比較令人滿意的效果。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.52

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本文編號(hào)：2736219