[發明專利]一種基于可見光/紅外偏振特性的海洋溢油探測方法

有效

• 申請號: 202010101468.5
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111141684B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 付強;劉陽;李軼庭;鄧宇;史浩東;李英超;姜會林
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

本發明一種基于可見光/紅外偏振特性的海洋溢油探測方法，屬于光電成像技術領域，包括步驟一、在室外搭建可見光/紅外溢油偏振成像試驗裝置，確定需要檢測位置的環境條件；步驟二、通過搭建的可見光/紅外溢油偏振成像試驗裝置分別在俯拍和側拍條件下獲得海水及重油、棕櫚油、原油、汽油、柴油五種常見油種的可見光/紅外偏振特性圖像；步驟三、對取得的圖像的灰度值進行分析，分析比對不同油種的偏振特性差異，得到不同油種的偏振特性參數；步驟四、通過得到的偏振特性參數判斷需要探測環境的信息，得出海洋溢油情況，該方法通過強度探測與偏振探測相結合方法，比較分析海洋常見溢油的可見光/紅外偏振特性，實現對溢油油種的區分。

技術領域

本發明屬于光電成像技術領域，特別涉及到一種海洋溢油可見光/紅外偏振特性探測方法。

背景技術

隨著海洋經濟的不斷發展，因海洋油氣開采和運輸導致的溢油災害事故頻發，已成為威脅海洋生態安全的主要災害類型，對海洋溢油污染的研究與治理受到了世界廣泛關注。

目前對于溢油探測的技術手段有衛星遙感技術、高光譜遙感技術、可見光探測技術、紅外遙感技術、激光誘導熒光技術和紫外探測技術等。衛星遙感主要通過合成孔徑雷達(SyntheticApertureRadar,SAR)實現，其穿透性強且空間分辨率高，但易受大氣影響且實時性較差；高光譜遙感具有很高的光譜分辨率，在地物識別上具有很好的效果。但易造成數據冗余，需要對數據進行降維去噪處理，提高了工作量；可見光探測在白天觀測時具有獲取信息能量高，適合人眼觀察的特點，但受天氣條件影響大，在夜晚觀察時成像效果并不好；隨著紅外技術的發展與應用雖解決了夜晚觀測效果差的難題，但是當油層較薄時，溢油的溫度與海水的溫度差異并不明顯，無法有效通過對比海面溢油與海水間的溫度差異來實現海面溢油探測。且這種方式難以鑒別溢油油品的種類，適用性具有很大局限，無法為溢油災害的治理提供有效的技術支撐。因此現有技術當中亟需要一種新型的技術方案來解決這一問題。

本專利針對目前的海洋溢油探測方式大多基于強度探測，識別虛警率高，數據單一，處理數據工作量大，實時性差，易受環境影響和難以區分溢油種類等問題。提出了一種在傳統基于強度探測的基礎上，通過將強度探測與偏振探測相結合的方式來探測識別海洋溢油。比較分析海洋常見溢油的可見光/紅外偏振特性，實現對溢油油種的區分，確定通過強度探測與偏振探測相結合方法的可行性。

因此現有技術當中迫切需要一種解決上述問題的技術方案。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為實現對溢油油種的區分，更好地開展對海洋溢油事故的有效監測，本發明的目的在于提出一種基于可見光/紅外偏振特性的海洋溢油探測方法。

一種基于可見光/紅外偏振特性的海洋溢油探測方法，其特征是：包括以下步驟，且以下步驟順次進行；

步驟一、在室外搭建可見光/紅外溢油偏振成像試驗裝置，確定需要檢測位置的環境條件；

步驟二、通過步驟一搭建的可見光/紅外溢油偏振成像試驗裝置分別在俯拍和側拍條件下獲得海水及重油、棕櫚油、原油、汽油、柴油五種常見油種的可見光/紅外偏振特性圖像；

步驟三、對步驟二中所取得的圖像的灰度值進行分析，分析比對步驟二中不同油種的偏振特性差異，得到不同油種的偏振特性參數；

步驟四、通過步驟三得到的偏振特性參數判斷需要探測環境的信息，得出海洋溢油情況。

所述步驟一中可見光/紅外溢油偏振成像試驗裝置包括偏振相機及紅外偏振相機。

所述步驟一種的環境條件光照采用自然光，實驗時間為全天采集。

所述步驟二中俯拍時鏡頭軸線與水平夾角為90°，側拍時鏡頭軸線與水平夾角為45°。

所述步驟三種的分析方式基于像素級偏振成像理論。