一种低风速海面溢油检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113869287A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111450986.9(22)申请日2021.12.01(71)申请人南京信息工程大学地址210000江苏省南京市江北新区宁六路219号(72)发明人谢涛欧阳瑞航(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人田凌涛(51)Int.Cl.G06K9/00(2006.01)G06K9/40(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图7页(54)发明名称一种低风速海面溢油检测方法(57)摘要本发明公开了一种低风速海面溢油检测方法，定义新极化比特征识别低风速海面溢油的技术，基于新极化比特征确定阈值T对目标海域海面新极化比特征进行阈值分割，当海面像元新极化比特征大于等于阈值T，判定为溢油，否则判定为海水。其中T略大于低风速海水暗区“似然物”的新极化比特征值，能够有效避免低风速对溢油识别的干扰。本发明为污染物监测技术提供一种物理识别方法，该方法是鉴于溢油和海水的介电常数差异性，以及海水和溢油散射机制不同，针对现有算法普遍存在的溢油区与低风速海水暗区“似然物”识别困难的问题，利用新极化比特征识别溢油和海水，该方法能避免低风速海水暗区“似然物”对溢油识别的干扰，成功识别96%以上的溢油。CN113869287ACN113869287A权利要求书1/2页1.一种低风速海面溢油检测方法，其特征在于：基于目标海域海面的四极化SAR图像，执行以下步骤，避免低风速海水暗区干扰海面溢油像元的识别，进而判定目标海域海面各个像元的油水情况：步骤S1，针对目标海域海面的各个像元，基于目标海域海面预处理后的四极化SAR图像，得到各个像元分别对应的VV极化后向散射系数和HH极化后向散射系数；步骤S2，分别针对各个像元对应的VV极化后向散射系数和HH极化后向散射系数，取对数进行分贝化，得到各个像元分别对应的优化VV极化后向散射系数和优化HH极化后向散射系数；步骤S3，分别针对各个像元对应的优化VV极化后向散射系数和优化HH极化后向散射系数，得到各个像元分别对应的极化比值；步骤S4，分别针对各个像元对应的极化比值，进行均值滤波，更新各个像元分别对应的极化比值；步骤S5，分别针对各个像元对应的极化比值，结合目标海域海面各个像元中对应的最小极化比值，得到各个像元分别对应的新极化比特征值；步骤S6，针对各个像元分别对应的新极化比特征值，与预设阈值进行比较，若像元对应的新极化比特征值大于等于预设阈值，则判定该像元为溢油像元；若像元对应的新极化比特征值小于预设阈值，则判定该像元为海水像元。2.根据权利要求1所述的一种低风速海面溢油检测方法，其特征在于：所述步骤S1中，针对目标海域海面的四极化SAR图像，进行辐射定标、几何校正、多视处理，采用Lee滤波方法，去除目标海域海面四极化SAR图像的噪声，得到目标海域海面预处理后的四极化SAR图像。3.根据权利要求1所述的一种低风速海面溢油检测方法，其特征在于：所述步骤S2中，分别针对各个像元对应的VV极化后向散射系数和HH极化后向散射系数，得到各个像元分别对应的优化VV极化后向散射系数和优化HH极化后向散射系数，分别为。4.根据权利要求3所述的一种低风速海面溢油检测方法，其特征在于：所述步骤S3中，各个像元分别对应的极化比值PR_dB为：。5.根据权利要求4所述的一种低风速海面溢油检测方法，其特征在于：所述步骤S5中，各个像元分别对应的新极化比特征值PRr为：其中，PR_dBmin为目标海域海面的各个像元中对应的最小极化比值。6.根据权利要求1所述的一种低风速海面溢油检测方法，其特征在于：针对目标海域判定各个像元的油水情况前，执行以下步骤，得到判断海面像元油水情况的阈值：2CN113869287A权利要求书2/2页首先，基于预先所选各类型特征的海域样本，分别针对各海域样本的四极化SAR图像，结合交叉极化模型与CMOD5.N地球物理模式函数，进行SAR风场反演，其中，风速在3m/s以上的像元为非低风速像元，风速在3m/s以下的像元为低风速像元；然后，针对全部海域样本的各个像元风速情况的判断，基于低风速海水暗区像元、非低风速海水像元、溢油像元分别执行步骤S1至S5得到对应的新极化比特征值PRr，进行数值统计分析，进而选择大于低风速暗区的PRr值作为判断海面像元油水情况的阈值。7.根据权利要求1所述的一种低风速海面溢油检测方法，其特征在于：所述预设阈值T=1.1225。3CN113869287A说明书1/5页一种低风速海面溢油检测方法技术领域[0001]本发明属于海洋技术领域，具体涉及一种低风速海面溢油检测方法。背景技术[0002]海上石油的勘探、开采、加工、运输、储存