【摘要】：近年來,海上突發(fā)性溢油事故頻發(fā),如何有效地對海上溢油事故進(jìn)行監(jiān)控已受到人們越來越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的監(jiān)測手段成本較高、監(jiān)測范圍有限、易受天氣影響等,難以滿足大范圍、實時監(jiān)測要求。合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)是主動式微波成像雷達(dá),具有全天時、全天候、高分辨率等特點,是目前國內(nèi)外公認(rèn)的檢測海洋溢油最理想的傳感器之一。在單極化SAR溢油檢測領(lǐng)域,國內(nèi)外專家學(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。本文對全極化SAR溢油檢測的問題開展了相關(guān)研究,主要研究結(jié)果歸納如下：1.引入極化特征P和單次散射相對差異度(Single Bounce Eigenvalue Relative Difference, SERD)作為溢油檢測特征參數(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溢油檢測效果優(yōu)于L波段。本文利用1994年德國北海溢油實驗期間采集的全極化SIR-C數(shù)據(jù),從10種不同極化特征的角度,對比分析了C波段和L波段的溢油檢測效果,實驗發(fā)現(xiàn)：C波段下極化特征對海面粗糙度更敏感,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,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)一步對比C波段下10種極化特征的油水區(qū)分效果。通過計算C波段下不同極化特征的油水對比度,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比度,能夠作為溢油檢測的有效特征參量。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)展了溢油檢測算法。然后對兩景SAR影像進(jìn)行溢油檢測實驗,初步探索了該算法的溢油檢測效果。實驗發(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】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.52

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