一种海上船舶遥感监测系统及平台和方法技术方案

一种海上船舶遥感监测系统及平台和方法，通过将船舶型号项下的船舶数据与海上船舶遥感技术获得的遥感船舶影像数据进行特征比对以确定遥感船舶的具体型号，从而为船舶监管工作提供技术支持，有利于实现重点港口监测、异常事件预警和违规船舶追踪，其特征在于，包括包括船舶监测数据预处理子系统、船舶检测子系统和船只参数提取子系统，所述船舶检测子系统包括合成孔径雷达SAR数据船舶检测模块和光学数据船舶检测模块，所述船只参数提取子系统包括船舶分类模块、船舶识别模块和船舶位置形状信息提取模块，所述船只参数提取子系统通过光学数据船舶检测和SAR数据船舶检测的协同完成船舶分类和船舶识别，以及船舶位置形状信息提取。

A remote sensing monitoring system, platform and method for ships on the sea

【技术实现步骤摘要】
一种海上船舶遥感监测系统及平台和方法
本专利技术涉及海上船舶监测技术，特别是一种海上船舶遥感监测系统及平台和方法，通过将船舶型号项下的船舶数据与海上船舶遥感技术获得的遥感船舶影像数据进行特征比对以确定遥感船舶的具体型号，从而为船舶监管工作提供技术支持，有利于实现重点港口监测、异常事件预警和违规船舶追踪。所述遥感船舶影像数据包括光学遥感影像数据和合成孔径雷达SAR遥感影像数据。
技术介绍
海上船舶监管工作涉及多个方面，特别是对违法船舶的监管，涉及海洋油类污染、异常事件预警、违规船舶溯源、海洋环境管理、应急抢险救援、预警执法等问题，其中首要一点或者说最为基础的工作就是准确识别出海上船舶大小、具体型号等信息。遥感技术作为船舶探测的有效手段正在应用当中，但是，本专利技术人发现，现有的海上船舶遥感监测技术，往往存在识别能力较低，难以得到船舶的准确位置、形状、大小、尾迹、具体型号信息。本专利技术人认为，如果将光学遥感影像数据和合成孔径雷达SAR遥感影像数据一起作为遥感船舶影像数据，则能够提高遥感技术对船舶探测的信息准确度，从而为船舶监管工作提供更加有效的技术支持，有利于实现重点港口监测、异常事件预警和违规船舶追踪。有鉴于此，本专利技术人完成了本专利技术。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种海上船舶遥感监测系统及平台和方法，通过将船舶型号项下的船舶数据与海上船舶遥感技术获得的遥感船舶影像数据进行特征比对以确定遥感船舶的具体型号，从而为船舶监管工作提供技术支持，有利于实现重点港口监测、异常事件预警和违规船舶追踪。所述遥感船舶影像数据包括光学遥感影像数据和合成孔径雷达SAR遥感影像数据。本专利技术的技术方案如下：一种海上船舶遥感监测系统，其特征在于，包括运行海上船舶遥感监测软件的工业计算机系统，所述工业计算机系统连接海上船舶遥感设备数据接口，所述工业计算机系统包括船舶监测数据预处理子系统、船舶检测子系统和船只参数提取子系统，所述船舶检测子系统包括合成孔径雷达SAR数据船舶检测模块和光学数据船舶检测模块，所述船只参数提取子系统包括船舶分类模块、船舶识别模块和船舶位置形状信息提取模块，所述船只参数提取子系统通过光学数据船舶检测和SAR数据船舶检测的协同完成船舶分类和船舶识别，以及船舶位置形状信息提取。所述船舶检测子系统还包括检测预处理模块，所述检测预处理模块采用恒虚警率CFAR算法提取目标点，去除噪声点，提高信噪比，并增强图像质量；所述光学数据船舶检测模块通过粗检测获取候选目标，提取针对光学图像的目标特征并进行精细化处理，剔除虚警目标，得到第一检测结果；所述合成孔径雷达SAR数据船舶检测模块通过粗检测获取候选目标，提取针对SAR图像的目标特征并进行精细化处理，剔除虚警目标，得到第二检测结果。所述船只参数提取子系统在协同所述第一检测结果和所述第二检测结果的基础上，提取船舶的位置、形状、大小及尾迹等信息，对目标进行粗分类确定船舶所属的大类别，再对船舶进行精细化识别，确定型号。所述船舶位置形状信息提取模块在协同所述第一检测结果和所述第二检测结果的基础上，对图像切片进行处理，利用外界矩等工具确定船舶的主轴方向、位置、大小、形状、尾迹等信息，为后续的分类与识别模块提供必要的信息；所述船舶分类模块对船舶进行粗分类，根据船舶的形状、大小等信息将船舶分到其所属大类中；所述船舶识别模块提取精细化特征，进行船舶识别，得到船舶的具体型号。所述船舶监测数据预处理子系统包括船舶数据获取模块、船舶数据解析模块和船舶数据预处理模块。所述船舶数据获取模块根据船舶监测的应用需求提出遥感数据的获取需求，根据卫星参数的对比进行优选，自动生成监测数据获取的订单，所述获取需求包括SAR数据的波段选择，光学多光谱数据的波段选择，极化方式选择，以及观测时间选择。所述船舶数据解析模块依据不同的数据类型对获取到的数据进行格式化、读取或转换，所述数据类型包括SAR数据和光学多光谱数据。所述船舶数据预处理模块完成对光学遥感影像和SAR遥感影像数据进行几何校正、辐射校正、特征增强和数据参数提取的预处理工作。一种海上船舶遥感监测平台，其特征在于，包括根据上述一种海上船舶遥感监测系统制备的软件，通过运行所述软件对海上船舶实现遥感监测。一种海上船舶遥感监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，数据获取，包括船舶监测数据和船舶遥感数据；步骤2，对船舶监测数据和船舶遥感数据进行预处理，将预处理后的船舶监测数据和船舶遥感数据并行转入步骤7和步骤3，所述船舶遥感数据包括光学遥感影像数据和合成孔径雷达SAR遥感影像数据；步骤3，对船舶遥感数据进行数据类型判断，将光学遥感影像数据和合成孔径雷达SAR遥感影像数据分开；步骤4，利用光学遥感影像数据通过粗检测获取候选目标，提取针对光学图像的目标特征并进行精细化处理，剔除虚警目标，得到第一检测结果，另外利用合成孔径雷达SAR遥感影像数据通过粗检测获取候选目标，提取针对SAR图像的目标特征并进行精细化处理，剔除虚警目标，得到第二检测结果；步骤5，协同处理，包括在协同所述第一检测结果和所述第二检测结果的基础上，对图像切片进行处理，利用外界矩等工具确定船舶的主轴方向、位置、大小、形状、尾迹等信息后进入步骤7，还包括协同所述第一检测结果和所述第二检测结果的基础上，对船舶进行粗分类，根据船舶的形状、大小等信息将船舶分到其所属大类中；步骤6，船舶识别，通过提取精细化特征，进行船舶识别，得到船舶的具体型号；步骤7，数据归档入库。本专利技术的技术效果如下：本专利技术一种海上船舶遥感监测系统及平台和方法，能够识别海上船舶大小、船型等信息，以便于为海上违法船舶监管工作提供技术支持，可以为海洋油类污染、异常事件预警、违规船舶溯源提供数据支持，成为海洋环境管理、应急抢险救援、预警执法等问题重要的解决手段。船舶航行途中会有排污等操作性溢油，船舶探测与监视有着广泛的军事和民用意义，遥感技术是船舶探测的有效手段。本专利技术能够通过对图像进行预滤波、海陆分割、船舶粗检测、船舶精检测和虚警剔除对遥感影像上的船舶进行检测，提取船舶的位置、形状、大小、尾迹等信息，对船舶进行粗分类，提取精细化特征，并识别出船舶的具体型号，利用提取的船舶信息实现重点港口监测、异常事件预警和违规船舶追踪等功能。附图说明图1是实施本专利技术一种海上船舶遥感监测系统的结构示意图。图1中SAR(syntheticapetureradar，合成孔径雷达)是指合成孔径雷达层析成像技术，或称为层析SAR成像技术。图2是实施本专利技术一种海上船舶遥感监测方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图(图1-图2)对本专利技术进行说明。图1是实施本专利技术一种海上船舶遥感监测系统的结构示意图。图2是实施本专利技术一种海上船舶遥感监测方法的流程示意图。参考图1至图2，一种海上船舶遥感监测系统，其特征在于，包括运行海上船舶遥感监测软件的工业计算机系统，所述工业计算机系统连接海上船舶遥感设备数据接口，所述工业计算机系统包括船舶监测数据预处理子系统、船舶检测子系统和船只参数提取子系统，所述船舶检测子系统包括合成孔径雷达SAR数据船舶检测模块和光学数据船舶检测模块，所述船只参数提取子系统包括船舶分类模块、船舶识别模块和船舶位置形状信息提取模块，所述船只参数提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上船舶遥感监测系统，其特征在于，包括运行海上船舶遥感监测软件的工业计算机系统，所述工业计算机系统连接海上船舶遥感设备数据接口，所述工业计算机系统包括船舶监测数据预处理子系统、船舶检测子系统和船只参数提取子系统，所述船舶检测子系统包括合成孔径雷达SAR数据船舶检测模块和光学数据船舶检测模块，所述船只参数提取子系统包括船舶分类模块、船舶识别模块和船舶位置形状信息提取模块，所述船只参数提取子系统通过光学数据船舶检测和SAR数据船舶检测的协同完成船舶分类和船舶识别，以及船舶位置形状信息提取。

【技术特征摘要】
1.一种海上船舶遥感监测系统，其特征在于，包括运行海上船舶遥感监测软件的工业计算机系统，所述工业计算机系统连接海上船舶遥感设备数据接口，所述工业计算机系统包括船舶监测数据预处理子系统、船舶检测子系统和船只参数提取子系统，所述船舶检测子系统包括合成孔径雷达SAR数据船舶检测模块和光学数据船舶检测模块，所述船只参数提取子系统包括船舶分类模块、船舶识别模块和船舶位置形状信息提取模块，所述船只参数提取子系统通过光学数据船舶检测和SAR数据船舶检测的协同完成船舶分类和船舶识别，以及船舶位置形状信息提取。2.根据权利要求1所述的海上船舶遥感监测系统，其特征在于，所述船舶检测子系统还包括检测预处理模块，所述检测预处理模块采用恒虚警率CFAR算法提取目标点，去除噪声点，提高信噪比，并增强图像质量；所述光学数据船舶检测模块通过粗检测获取候选目标，提取针对光学图像的目标特征并进行精细化处理，剔除虚警目标，得到第一检测结果；所述合成孔径雷达SAR数据船舶检测模块通过粗检测获取候选目标，提取针对SAR图像的目标特征并进行精细化处理，剔除虚警目标，得到第二检测结果。3.根据权利要求2所述的海上船舶遥感监测系统，其特征在于，所述船只参数提取子系统在协同所述第一检测结果和所述第二检测结果的基础上，提取船舶的位置、形状、大小及尾迹等信息，对目标进行粗分类确定船舶所属的大类别，再对船舶进行精细化识别，确定型号。4.根据权利要求2所述的海上船舶遥感监测系统，其特征在于，所述船舶位置形状信息提取模块在协同所述第一检测结果和所述第二检测结果的基础上，对图像切片进行处理，利用外界矩等工具确定船舶的主轴方向、位置、大小、形状、尾迹等信息，为后续的分类与识别模块提供必要的信息；所述船舶分类模块对船舶进行粗分类，根据船舶的形状、大小等信息将船舶分到其所属大类中；所述船舶识别模块提取精细化特征，进行船舶识别，得到船舶的具体型号。5.根据权利要求1所述的海上船舶遥感监测系统，其特征在于，所述船舶监测数据预处理子系统包括船舶数据获取模块、船舶数据解析模块和船舶数据预处理模块。6.根据权利要求5所述的海上船舶遥感...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阳，公丕强，赵晨，王晓辉，
申请(专利权)人：北京金交信息通信导航设计院，
类型：发明
国别省市：北京,11