【技术实现步骤摘要】
一种基于全极化SAR新特征的海洋溢油检测方法
本专利技术涉及海洋溢油检测
，尤其涉及一种基于全极化SAR新特征的海洋溢油检测方法。
技术介绍
海上溢油是造成海洋环境污染损害的主要因素之一，由管道破裂，油轮碰撞和钻井平台爆炸引起的海洋石油污染是全球关注的问题，自1970年以来，全世界每年发生的石油污染超过10000吨，因此如何有效地检测海面溢油就显得尤为重要。海上溢油发生后，通常要了解发生的位置、溢油量和扩散趋势，在已投入的监测系统中，卫星遥感是最重要和最有效的手段之一，在海上溢油监测和应急响应中发挥着越来越重要的作用。目前，最常用的卫星遥感传感器包括可见光、红外、紫外、激光荧光和微波传感器等，其中又以合成孔径雷达(SAR)能够穿云透雾，且不受昼夜影响的特点而被广泛应用；浮油通常表现为SAR图像中的暗斑，这是由于SAR海面成像的主要机理造成的。当海面上有油膜存在时，海面上的毛细波和短重力波会不断地受到阻尼作用，降低海面粗糙度，从而削弱雷达后向散射回波信号。一般来说，传统的单极化溢油检测可以分为以下三个步骤：(1)...
【技术保护点】
1.一种基于全极化SAR新特征的海洋溢油检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：提取极化相干矩阵，包括原始散射矩阵S与相干矩阵T
【技术特征摘要】
1.一种基于全极化SAR新特征的海洋溢油检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：提取极化相干矩阵，包括原始散射矩阵S与相干矩阵T3的提取。极化散射矩阵S能完整描述SAR目标的电磁散射特性，其定义如公式(1)所示，相干矩阵T3由目标矢量k与自身共轭转置矢量的外积生成，相干矩阵T3定义如公式(2)所示；
公式(2)中，*T，*分别代表共轭转置和共轭，<·>表示整体平均值；
步骤二：特征值和特征向量分解。基于目标分解理论，将3×3埃尔米特平均相干矩阵T3计算得到的特征值和特征向量生成相干矩阵的一种对角化形式，相干矩阵T3的定义如公式(3)所示：
其中，∑是3×3的非负实对角阵，U3是3×3特殊酉矩阵SU(3)，如果λ1,λ2,λ3分别代表相干矩阵T3中的三个非负特征值，且λ1≥λ2≥λ3≥0；e1,e2,e3分别代表相干矩阵T3的特征矢量，则相干矩阵T3可以进一步展开如公式(4)所示：
步骤三：构建基尼系数新特征。基于步骤二中的特征值与特征向量分解，定义极化基尼系数如公式(5)所示：
其中，pi对应于特征值λi获得的伪概率，满足p1+p2+p3＝1，λ1≥λ2≥λ3≥0，且由于特征值为旋转不变的，极化基尼系数也具有旋转不变性；
步骤四：阈值分割。通过目标分解理论得到不同散射机制类别以及对应的散射机制，根据基尼系数新特征判断不同散射机制在统计意义上的不纯度与有序度进行溢油信息的提取。
2.根据权利要求1所述的一种基于全极化SAR新特征的海洋溢油检测方法，其特征在于：所述公式(1)中SHV代表水平极化发射，垂直极化接收；SVH代表垂直极化发射，水平极化接收；SHH代表水平极化发射与接收；SVV代表垂直极化发射与接收。
3.根据权利要求2所述的一种基于全极化SAR新特征的海洋溢油检测方法，其特征在于：所述公式(1)中当满足互易性定理时，SHV＝SVH，极化散射矩阵S用Pauli基分解方法得到目标散射矢量k，则极化散射矩阵S的定义如公式(6)所示：
其中，因子用于保证目标矢量的范数与散射总功率相等。
4.根据权利要求1所述的一种基于全极化SAR新特征的海洋溢油检测方法，其特征在于：所述步骤一中散射矩阵S的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋冬梅，任慧敏，王斌，甄宗晋，崔建勇，许明明，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37
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