[發明專利]基于高分辨SAR圖像的浮頂油罐儲量估算方法

有效

• 申請號: 201910552840.1
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110276796B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 俞雷;張薇;郗曉菲;姚勇航
• 申請（專利權）人: 北京四象愛數科技有限公司
• 主分類號: G06T7/62
• 分類號: G06T7/62
• 代理公司: 11121 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 姜榮麗

本發明公開了一種基于高分辨SAR圖像的浮頂油罐儲量估算方法，屬于SAR遙感圖像處理與分析技術領域。本發明利用高分辨率SAR遙感成像的二面角反射特性和圖像成像幾何特性，通過計算近端油罐的底部和頂部的高度H，計算油罐浮頂面與遠端油罐內壁頂部的高度h，在SAR圖像上直接測量近端油罐頂部與遠端油罐頂部由二次反射形成的圖像強度峰值點的距離作為油罐直徑D，最后得到油罐儲油體積V。本發明突破原有基于光學遙感估計油罐儲量的限制，實現了全天候全天時的觀測，而且基于SAR二次反射成像原理，通過圖像中峰值點提取提高了儲量估計的精度。本發明可以快速精確對全球石油儲備庫區浮頂油罐進行儲量分析。

技術領域

本發明屬于SAR遙感圖像處理與分析技術領域，具體涉及一種基于高分辨率SAR遙感圖像的浮頂油罐儲量估算方法。

背景技術

伴隨著世界石油工業的發展與進步，原油的儲備和運輸對儲罐儲量的要求越來越大，油罐大型化有很多優點，比如節省用鋼、減少投資、減少占地面積，便于操作管理等。目前浮頂油罐是國內外在大中型油罐中最常用的一種結構形式。所謂浮頂罐，是上部開口的立式圓柱形油罐，鋼浮頂在油面上隨著液面升降。浮頂與液面基本不存在油氣空間，油品不能揮發，經濟性指標較固定頂油罐有了很大的提高。在浮頂與罐內壁之間的環形空間上有伴隨浮頂浮動的密封裝置，這種油罐的頂部與其他固定頂油罐相比，在設計時結構更易于處理，由于罐頂的自重受儲液支撐其受力狀況良好，故大型油罐大多采用浮頂油罐。

浮頂油罐作為國家儲備基地石油的儲備主要器具，在全球各國的國民經濟發展中所起的作用是無可替代的。因此對全球范圍內的油罐體積預估，可以掌握全球原油市場的產量和庫存量等，這些信息對于國家安全具有重要價值，對國家戰略決策具有重要的意義。

傳統的接觸式油罐體積測量方法，受到測量條件的限制，只能適用于局部的測量，不能滿足全球范圍內油罐體積測量需求，所以可以利用高分辨率遙感衛星遙感影像來獲得油罐的體積，從而達到估測世界各地原油儲量的目的。目前國內外求油罐的高度經常是基于油罐的陰影提取方法。即利用光學遙感圖像中浮頂儲油罐的陰影，通過太陽高度角和陰影長度來計算儲油罐的油量。光學遙感數據會受制于云、霧、雨等天氣以及光照條件的限制，而合成孔徑雷達(SAR)作為一種有源遙感設備，能夠全天時全天候工作，同樣可獲得高分辨率遙感圖像。根據SAR成像原理，靠近合成孔徑雷達方向的油罐底部會形成二面角反射，同樣在遠離合成孔徑雷達方向的浮頂也形成二面角反射，二面角反射在SAR圖像上表現為強反射點。由于浮頂高度的變化導致SAR圖像上的強反射點位移發生變化。油罐的浮頂越低，位移就越大，儲油量越少。因此基于高分辨率SAR圖像中二次反射強反射點的位置關系可以獲得浮頂油罐的儲量。該方法相較于光學遙感擺脫了天氣和夜晚的影響，具有全天候全天時的優勢，在戰略軍事和宏觀經濟上更具價值。

發明內容

本發明利用高分辨率SAR遙感成像的二面角反射特性和圖像成像幾何特性，提供了一種基于高分辨率SAR圖像的浮頂油罐儲量估算方法，所述方法包括如下步驟：

步驟一：獲取浮頂油罐的高分辨率SAR地距圖像；

步驟二：根據雷達產品參數文件獲得雷達成像的側視方向、升降軌等；

步驟三：根據側視方向和升降軌，確定油罐靠近雷達方向的圖像位置(近端油罐)；

步驟四：確定近端油罐的壁體頂部形成的圖像位置，根據圖像強度峰值確定反射中心點A′₁₁；

步驟五：確定近端油罐的壁體和地面之間二面角反射形成的圖像位置，根據圖像強度峰值確定反射中心點A₁₂；

步驟六：在地距圖像上測量A′₁₁點和A₁₂點的地面距離L；

步驟七：根據雷達產品參數文件獲得近端油罐壁體底部對應的天線視角a₁；