[發(fā)明專利]基于油、水光譜特征差異的航空高光譜遙感自動識別海表溢油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210300671.0
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102880856A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王迪峰;潘德爐;詹遠(yuǎn)增;毛志華;龔芳;王天愚
• 申請（專利權(quán)）人: 國家海洋局第二海洋研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

1.一種基于油、水光譜特征差異的航空高光譜遙感自動識別海表溢油的方法，其特征在于它的步驟如下：

1）對航空高光譜遙感影像的每個像元計算歸一化表觀反射率，形成航空高光譜歸一化表觀反射率影像；

2）對航空高光譜歸一化表觀反射率影像的每個像元計算油膜指數(shù)，形成航空高光譜油膜指數(shù)影像；

3）基于航空高光譜油膜指數(shù)影像構(gòu)建航空高光譜油膜指數(shù)梯度影像和航空高光譜油膜指數(shù)梯度角度影像；

4）基于航空高光譜油膜指數(shù)梯度影像和油膜指數(shù)梯度角度影像，對邊緣梯度值進(jìn)行非極大值抑制，形成非極大值抑制后的航空高光譜油膜指數(shù)梯度影像；

5）針對邊緣梯度值進(jìn)行非極大值抑制后的航空高光譜油膜指數(shù)梯度影像，通過雙閾值方法進(jìn)行邊緣提取和連接，形成航空高光譜遙感油膜邊緣影像；

6）對航空高光譜油膜指數(shù)影像的每個像元識別薄油膜并采用窗口統(tǒng)計方式進(jìn)行濾波，形成薄油膜分布遙感影像；

7）在航空高光譜遙感油膜邊緣影像、航空高光譜薄油膜分布遙感影像的基礎(chǔ)上采用連通分析法來提取海表溢油全分布遙感影像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于油、水光譜特征差異的航空高光譜遙感自動識別海表溢油的方法，其特征在于所述的步驟1）為：對航空高光譜遙感影像的每個像元計算歸一化表觀反射率，形成航空高光譜歸一化表觀反射率影像：利用高光譜遙感器自帶的下行輻亮度光纖傳感器FODIS，F(xiàn)iber?optic?downwelling?irradiance?sensor，測量的向下光譜輻照度，在此基礎(chǔ)上對航空高光譜遙感影像的每個像元點計算每個波段的表觀反射率T_rs，計算公式如下：

上式中Radiance（λ）表示像元點高光譜遙感器中心波長為λ的波段的入瞳輻射，F(xiàn)ODIS（λ）表示同一像元點下行輻亮度光纖傳感器測得的中心波長為λ的波段的太陽輻射，這樣就形成表觀反射率影像；

然后基于上述表觀反射率影像對每個像元點計算每個波段的歸一化表觀反射率T_normrs，計算公式如下：

上式中T_rs(λ)是像元點中心波長為λ的波段的表觀反射率，F(xiàn)WHM（λ）是同一像元點中心波長為λ的波段的半波長寬度，?代表對高光譜數(shù)據(jù)在該點所有波段的T_rs(λ_i)*FWHM(λ_i)進(jìn)行求和積分，i=1，2，3，…，n，n為高光譜遙感器的波段數(shù)，這樣對每個像元點進(jìn)行計算后就形成了航空高光譜歸一化表觀反射率影像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于油、水光譜特征差異的航空高光譜遙感自動識別海表溢油的方法，其特征在于所述的步驟2）為：對航空高光譜歸一化表觀反射率影像的每個像元計算油膜指數(shù)，形成航空高光譜油膜指數(shù)影像：對航空高光譜歸一化表觀反射率影像的每個像元點計算油膜指數(shù)I_oil，公式如下：

上式中T_normrs(894)為像元點中心波長為894nm的波段的歸一化表觀反射率，T_normrs(516)為同一像元點中心波長為516nm的波段的歸一化表觀反射率，這樣對每個點計算后，就形成油膜指數(shù)影像；然后采用高斯濾波模板對油膜指數(shù)影像進(jìn)行高斯濾波，濾波方法采用3×3高斯濾波模板在油膜指數(shù)影像上移動計算實現(xiàn)，濾波模板為具體計算方法如下：在油膜指數(shù)影像中逐點移動高斯濾波模板，通過計算高斯濾波模板系數(shù)與油膜指數(shù)影像對應(yīng)位置的像素值的乘積之和確定油膜指數(shù)影像濾波后的響應(yīng)值，油膜指數(shù)影像在像元點(x,y)處響應(yīng)值R計算公式為：

R=w(-1,-1)f(x-1,y-1)+w(-1,0)f(x-1,y)+...+w(0,0)f(x,y)+...

+w(1,0)f(x+1,y)+w(1,1)f(x+1,y+1)??????????????????????????????（4）

式中，w(i，j)為高斯濾波模板在(i，j)處的取值，i=-1，0，1，j＝-1，0，1，w(0,0)與f(x,y)重合，f(x,y)為油膜指數(shù)影像在像元點(x,y)處的取值；這樣就形成了濾波后的航空高光譜油膜指數(shù)影像。?