[發明專利]基于時序雷達遙感的海上風電提取方法及系統

有效

• 申請號: 202110120133.2
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112946643B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 田波;張婷;顧靖華;睿杰;袁慶;范惠芳;姜文浩;張雷
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/292;G01S7/35
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種基于時序雷達遙感的海上風電提取方法及系統，包括：步驟M1：獲取合成孔徑雷達影像，并對合成孔徑雷達影像預處理，得到預處理后的時序雷達影像數據集；步驟M2：確定研究區域并將確定的研究區域創建為全球海岸矢量網格；步驟M3：基于全球海岸矢量網格，基于像素的動態閾值法提取海上風電場；步驟M4：利用時序影像提取單個風電機組的建造時間。本發明基于時序的合成孔徑雷達影像對海上風電進行提取，有效避免了海面水汽和云霧對提取結果的影響。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，具體地，涉及基于時序雷達遙感的海上風電提取方法及系統。

背景技術

風能是重要的清潔能源，海上風能資源開發已成為全球綠色、可持續發展的重要引擎。全面、詳盡地掌握海上風電場的分布與動態對保障近海航行安全、維護海洋生態多樣性、科學評估和管理風能利用、促進社會經濟可持續發展等至關重要。

目前廣泛使用的被動光學影像經常受到沿海地區云和水汽的影響，因此很難繪制風力發電機的具體安裝點。

而合成孔徑雷達具有幾乎全天候的能力觀測，在識別具有高度散射特性的海上對象方面具有優勢。

而目前還未有利用時序雷達影像對全球海上風電進行識別的研究。

專利文獻CN110532918A(申請號：201910772316.5)公開了本發明涉及一種基于時間序列遙感影像的離岸風電場時空屬性確定方法，該方法聯合使用了海量的多源長時間序列光學遙感數據，較高的空間和時間分辨率增強了遙感圖像檢測的魯棒性，大大提高了對海上目標的監測能力，可以快速自動識別大尺度海上風電場的時空屬性。本方法執行步驟簡單易行，在提取區域乃至全球離岸風電場的效果較好。本發明使用長時間、大空間覆蓋范圍的光學影像數據，利用一種優化的統計濾波和滑動窗口，實現了大空間尺度上的離岸風電場的準確提取。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于時序雷達遙感的海上風電提取方法及系統。

根據本發明提供的一種基于時序雷達遙感的海上風電提取方法，包括：

步驟M1：獲取合成孔徑雷達影像，并對合成孔徑雷達影像預處理，得到預處理后的時序雷達影像數據集；

步驟M2：確定研究區域并將確定的研究區域創建為全球海岸矢量網格；

步驟M3：基于全球海岸矢量網格，基于像素的動態閾值法提取海上風電場；

步驟M4：利用時序影像提取單個風電機組的建造時間。

優選地，所述步驟M1包括：更新合成孔徑雷達影像的軌道狀態向量，去除影像中的熱噪聲和邊界噪聲，消除噪聲后對影像進行輻射校正，對輻射校正后的影像進行地形校正。

優選地，所述步驟M3包括：

步驟M3.1：選取年內所有雷達影像數據集中做平均值合成，將整年時間序列的數據集轉化為年度合成的雷達影像；

步驟M3.2：對年度合成的雷達影像做直方圖分析，僅保留預設百分位范圍內的像元以清除漂浮物與臨時移動物體，得到清除后的年度合成的雷達影像；

步驟M3.3：將清除后的年度合成的雷達影像采用動態閾值法提取具有高后向散射強度特征的目標，將海上風力發電機與海水背景區分開來；

步驟M3.4：在初步海上風電的提取基礎上，使用形態學方法去除提取結果中存在的噪聲像素；

步驟M3.5：利用面積濾波進一步移除包括島嶼和石油平臺干擾目標。

優選地，所述步驟M4包括：通過對單個風電機組后向散射強度的時間序列曲線進行M-K突變型統計檢驗來得到單個風電機組建造時間。

優選地，所述步驟M3.3包括：