The invention discloses an oil spill detection method, spectral imaging technology based on sea configuration steps are as follows: S01, oil-water mixture reference sample; S02, establish the reference sample spectrum database; S03, read the measured data cube; S04, oil spill identification; S05, the oil thickness prediction; S06 oil spill the amount of calculation. The invention uses the spectral imaging technique of marine oil spill qualitative and quantitative analysis, this method combined with the spectral absorption peak position, width and amplitude of spectral features and methods of spectral matching based on the oil spill on the sea were identified according to spectral data and thick oil line mapping relation using the least squares method to estimate the oil thickness then the statistics of marine oil spill oil.
【技术实现步骤摘要】
一种基于光谱成像技术的海上溢油检测方法
属于目标检测与识别
,特别涉及一种使用光谱成像技术的海上溢油检测方法。
技术介绍
海洋面积大概占据了地球表面积的71%,是地球上最稳定的生态系统,并且以其广阔的空间和丰富的资源对全球生态环境起着巨大的调节作用。然而随着人类活动范围的增大,海洋污染日趋严重,其中来自船舶、石油平台、战争等的海上溢油是海洋污染的主要影响因素之一。对于海上溢油,不同的油种经过傅里叶变换成像光谱仪探测得到的光谱其吸收峰的位置和形状都不相同;而同一油种在不同油厚情况下其光谱的吸收峰形状也不尽相同。传统的化学分析方法虽然能够准确的鉴定出海上溢油的种类,但是要想在大面积区域内统计出海上的溢油量是不可能的,因为海上的溢油分布是无规则的、不均匀的,无法以“局部代表整体”的方法计算溢油量。而单一的红外热成像技术虽然能够大致统计出溢油区域的面积,但是在溢油种类的鉴定和油厚的估计上都无计可施。相比之下,利用光谱成像技术进行海上溢油的检测方法具有既能准确的判断出溢油种类又能快速统计出溢油量的独特优势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足,提供一种使用光谱成像技术的海上溢油检测方法,目标在于快速、准确地检测出海上的溢油,鉴定出其油种并计算出溢油区域的溢油量。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于光谱成像技术的海上溢油检测方法,步骤如下S01,配置油水混合液的参考样本:按照不同厚度和不同的种类对油水混合液的样品进行配置,所述的油水混合液厚度为毫米级;对步骤01中的样本进行光谱的探测,然后将这些样本光谱以数据库的形式储存起来,并为每 ...
【技术保护点】
一种基于光谱成像技术的海上溢油检测方法,其特征在于,步骤如下:S01,配置油水混合液的参考样本按照不同厚度和不同的种类对油水混合液的样品进行配置,所述的油水混合液厚度为毫米级;S02,建立参考样本光谱数据库对步骤01中的样本进行光谱的探测,然后将这些样本光谱以数据库的形式储存起来,并为每条数据打上“种类”和“油厚”两个标签,“种类”标签用于待测溢油样本种类的鉴定,“油厚”的标签用于待测溢油样本油厚的预测;S03,读入待测数据立方通过傅里叶变换成像光谱仪获得待测样本的数据立方,所述的数据立方包括二维的灰度图像和一维的光谱数据;S04,溢油种类鉴定采用基于光谱匹配的方法对待测样本进行溢油种类的鉴定,选定待测样本二维灰度图像的某一像素,提取出对应于该像素的光谱,遍历步骤02建立的光谱数据库,将该像素的光谱与数据库中的每一条光谱进行夹角余弦值的计算,通过比较选出余弦值最大的一个种类,若该余弦值大于预先设定的阈值,则认为溢油与该样本属于同一个油种;S05,油厚预测根据参考样本光谱数据库中的光谱数据以及参考样本对应的“油厚”标签通过最小二乘法求解出光谱数据与油厚大小直接的线性关系,然后将此线性关系 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于光谱成像技术的海上溢油检测方法,其特征在于,步骤如下:S01,配置油水混合液的参考样本按照不同厚度和不同的种类对油水混合液的样品进行配置,所述的油水混合液厚度为毫米级;S02,建立参考样本光谱数据库对步骤01中的样本进行光谱的探测,然后将这些样本光谱以数据库的形式储存起来,并为每条数据打上“种类”和“油厚”两个标签,“种类”标签用于待测溢油样本种类的鉴定,“油厚”的标签用于待测溢油样本油厚的预测;S03,读入待测数据立方通过傅里叶变换成像光谱仪获得待测样本的数据立方,所述的数据立方包括二维的灰度图像和一维的光谱数据;S04,溢油种类鉴定采用基于光谱匹配的方法对待测样本进行溢油种类的鉴定,选定待测样本二维灰度图像的某一像素,提取出对应于该像素的光谱,遍历步骤02建立的光谱数据库,将该像素的光谱与数据库中的每一条光谱进行夹角余弦值的计算,通过比较选出余弦值最大的一个种类,若该余弦值大于预先设定的阈值,则认为溢油与该样本属于同一个油种;S05,油厚预测根据参考样本光谱数据库中的光谱数据以及参考样本对应的“油厚”标签通过最小二乘法求解出光谱数据与油厚大小直接的线性关系,然后将此线性关系应用到待分析光谱数据上,进而算出待测样本某一像素处溢油的油厚;S06,溢油量计算根据单个像素对应溢油的油厚值,结合二维灰度图像的空间分辨率大小计算出单个像素所对应溢油区域的溢油体积,对于整张图像,将所有像素对应区域的溢油体积相加即可得到该图像覆盖区...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙伟,詹东军,郭良贤,贾贵才,李雷,
申请(专利权)人:湖北久之洋红外系统股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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