一种海洋溢油乳化预测方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种海洋溢油乳化预测方法、设备及存储介质，方法包括：获取预先投放了溢油样品的包括多个溢油样品投放点的海洋试验场的遥感影像集，根据所述遥感影像集，获得高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表，根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表、所述遥感影像集、影响因子变化数据以及溢油乳化发生时间，获得溢油乳化变化初始模型，对所述初始溢油乳化变化模型进行校正，获得溢油乳化变化模型，应用所述溢油乳化变化模型，预测任意一溢油海区的溢油乳化程度变化及溢油分布变化，充分考虑了溢油内部不断发生的乳化变化过程，从而对溢油乳化的发展过程进行准确有效的预测。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋溢油乳化预测方法、设备及存储介质
本专利技术涉及信息处理
，具体涉及一种海洋溢油乳化预测方法、设备及存储介质。
技术介绍
在海洋中的溢油是变化的，在风场、流场、温度等要素的影响下，溢油发生发展过程中不仅会进行扩散，不断污染海洋，也相伴随着的复杂的物理变化、化学变化，一旦形成难以消除的乳化物，会对生态环境产生巨大的危害。乳化是指油和水混合在一起,经过扰动作用(自然环境中风、流、浪的扰动),油粒子不断向水相分散,同时水滴也不断侵入油相,形成乳化物，对环境的损害更为显著。对此，需要特别关注海洋溢油的乳化变化。现有技术仅仅是观测溢油乳化面积和扩散，并没有考虑到溢油内部不断发生的乳化变化过程，很难有效地对乳化过程进行连续观测，更无法对溢油乳化的发展过程进行准确有效的预测。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种海洋溢油乳化预测方法、设备及存储介质，其能充分考虑到溢油内部不断发生的乳化变化过程，从而对溢油乳化的发展过程进行准确有效的预测。第一方面，本专利技术实施例提供了一种海洋溢油乳化预测方法，包括：获取预先投放了溢油样品的海洋试验场的遥感影像集；其中，所述海洋试验场中包括多个溢油样品投放点，每一个溢油样品投放点对应一个经纬度数据，所述遥感影像集包括所述多个溢油样品投放点分别对应的遥感影像，每一个溢油样品投放点在其对应的遥感影像被获取前，均被投放有溢油样品；根据所述遥感影像集，获得高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表；其中，一溢油乳化物的乳化程度是指该溢油乳化物所含的水的体积占该溢油乳化物总体积的百分比；获取所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据；其中，一个溢油样品投放点所对应的影响因子变化数据，是指该溢油样品投放点在其对应的溢油乳化发生时间内影响因子的变化函数，一个溢油样品投放点对应的溢油乳化发生时间，是指从该溢油样品投放点所投放的溢油样品开始发生乳化起至该溢油样品投放点对应的遥感影像被获取为止的时间段；根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表、所述遥感影像集、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得溢油乳化变化初始模型；其中，所述溢油乳化变化初始模型，包括乳化程度变化初始模型、乳化物扩散面积初始模型以及乳化物漂移距离初始模型；对所述初始溢油乳化变化模型进行校正，获得溢油乳化变化模型；获取任意一溢油海区的遥感影像，应用所述溢油乳化变化模型，预测所述溢油海区的溢油乳化程度变化及溢油乳化物分布变化。相对于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于：获取预先投放了溢油样品的包括多个溢油样品投放点的海洋试验场的遥感影像集，根据所述遥感影像集，获得高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表，获取所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据，根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表、所述遥感影像集、影响因子变化数据以及溢油乳化发生时间，获得溢油乳化变化初始模型，对所述初始溢油乳化变化模型进行校正，获得溢油乳化变化模型，应用所述溢油乳化变化模型，预测任意一溢油海区的溢油乳化程度变化及溢油分布变化，充分考虑了溢油内部不断发生的乳化变化过程，从而对溢油乳化的发展过程进行准确有效的预测。作为上述方案的改进，所述根据所述遥感影像集，获得高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表，包括：根据所述多个溢油样品投放点的经纬度数据，在所述遥感影像集中标记出多个样品像元；其中，所述多个样品像元中的每一样品像元，均对应有溢油乳化物；根据所述样品像元，绘制出对应的波谱曲线；其中，所述波谱曲线的横坐标表示所述多个样品像元对应的反射电磁波的波长，纵坐标表示所述多个样品像元对应的反射电磁波的反射率；对所述波谱曲线进行平滑处理；将经过平滑处理之后的波谱曲线的进行归一化处理；选择归一化处理之后的波谱曲线的乳化特征波段；根据预先确定的反射率与乳化程度的关系以及所述乳化特征波段对应的波段值和反射率，获得所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表。作为上述方案的改进，所述根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表、所述遥感影像集、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得溢油乳化变化初始模型，包括：根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表，获得任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化程度；根据所述多个溢油样品投放点分别对应的像元对应的乳化程度、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得所述乳化程度变化初始模型；获取任意一溢油样品投放点对应的遥感影像的分辨率；根据任意一溢油样品投放点对应的遥感影像的分辨率以及任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化程度，计算任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中的乳化物空间面积；根据所述多个溢油样品投放点分别对应的遥感影像中的乳化物空间面积、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得所述乳化物扩散面积初始模型；从任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中获取各像元对应的像元值；根据任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的像元值以及预先建立的厚度函数，计算任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化物厚度；根据任意一溢油样品投放点对应的遥感影像的分辨率、任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化程度、任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化物厚度、预先获得的任意一溢油样品投放点对应的溢油样品的质量以及水的密度，计算任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中的乳化物质量；根据所述多个溢油样品投放点分别对应的遥感影像中的乳化物质量、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得所述乳化物漂移距离初始模型。相对于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于：基于从实际中获取得到的影响因子变化数据获得溢油乳化变化初始模型，能获得能对溢油乳化物乳化程度和分布情况进行更贴近实际的预测的模型。作为上述方案的改进，所述影响因子，包括：海水温度、风速、海水流速、海水盐度、光照强度、风力、流场强度以及地转偏向力。作为上述方案的改进，所述根据所述多个溢油样品投放点分别对应的像元对应的乳化程度、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得所述乳化程度变化初始模型，包括：建立表示各溢油样品投放点对应的像元对应的乳化程度的变化值与所述影响因子之间关系的第一回归方程：C＝a1∫Tt+a2∫Sat+a3∫Vat+a4∫Wt+a5∫Lt+b其中，C表示溢油样品投放点对应的像元对应的乳化程度的变化值，T表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋溢油乳化预测方法，其特征在于，包括：/n获取预先投放了溢油样品的海洋试验场的遥感影像集；其中，所述海洋试验场中包括多个溢油样品投放点，每一个溢油样品投放点对应一个经纬度数据，所述遥感影像集包括所述多个溢油样品投放点分别对应的遥感影像，每一个溢油样品投放点在其对应的遥感影像被获取前，均被投放有溢油样品；/n根据所述遥感影像集，获得高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表；其中，一溢油乳化物的乳化程度是指该溢油乳化物所含的水的体积占该溢油乳化物总体积的百分比；/n获取所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据；其中，一个溢油样品投放点所对应的影响因子变化数据，是指该溢油样品投放点在其对应的溢油乳化发生时间内影响因子的变化函数，一个溢油样品投放点对应的溢油乳化发生时间，是指从该溢油样品投放点所投放的溢油样品开始发生乳化起至该溢油样品投放点对应的遥感影像被获取为止的时间段；/n根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表、所述遥感影像集、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得溢油乳化变化初始模型；其中，所述溢油乳化变化初始模型，包括乳化程度变化初始模型、乳化物扩散面积初始模型以及乳化物漂移距离初始模型；/n对所述初始溢油乳化变化模型进行校正，获得溢油乳化变化模型；/n获取任意一溢油海区的遥感影像，应用所述溢油乳化变化模型，预测所述溢油海区的溢油乳化程度变化及溢油乳化物分布变化。/n...

【技术特征摘要】
1.一种海洋溢油乳化预测方法，其特征在于，包括：
获取预先投放了溢油样品的海洋试验场的遥感影像集；其中，所述海洋试验场中包括多个溢油样品投放点，每一个溢油样品投放点对应一个经纬度数据，所述遥感影像集包括所述多个溢油样品投放点分别对应的遥感影像，每一个溢油样品投放点在其对应的遥感影像被获取前，均被投放有溢油样品；
根据所述遥感影像集，获得高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表；其中，一溢油乳化物的乳化程度是指该溢油乳化物所含的水的体积占该溢油乳化物总体积的百分比；
获取所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据；其中，一个溢油样品投放点所对应的影响因子变化数据，是指该溢油样品投放点在其对应的溢油乳化发生时间内影响因子的变化函数，一个溢油样品投放点对应的溢油乳化发生时间，是指从该溢油样品投放点所投放的溢油样品开始发生乳化起至该溢油样品投放点对应的遥感影像被获取为止的时间段；
根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表、所述遥感影像集、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得溢油乳化变化初始模型；其中，所述溢油乳化变化初始模型，包括乳化程度变化初始模型、乳化物扩散面积初始模型以及乳化物漂移距离初始模型；
对所述初始溢油乳化变化模型进行校正，获得溢油乳化变化模型；
获取任意一溢油海区的遥感影像，应用所述溢油乳化变化模型，预测所述溢油海区的溢油乳化程度变化及溢油乳化物分布变化。


2.根据权利要求1所述的海洋溢油乳化预测方法，其特征在于，所述根据所述遥感影像集，获得高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表，包括：
根据所述多个溢油样品投放点的经纬度数据，在所述遥感影像集中标记出多个样品像元；其中，所述多个样品像元中的每一样品像元，均对应有溢油乳化物；
根据所述样品像元，绘制出对应的波谱曲线；其中，所述波谱曲线的横坐标表示所述多个样品像元对应的反射电磁波的波长，纵坐标表示所述多个样品像元对应的反射电磁波的反射率；
对所述波谱曲线进行平滑处理；
将经过平滑处理之后的波谱曲线的进行归一化处理；
选择归一化处理之后的波谱曲线的乳化特征波段；
根据预先确定的反射率与乳化程度的关系以及所述乳化特征波段对应的波段值和反射率，获得所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表。


3.根据权利要求1或2所述的海洋溢油乳化预测方法，其特征在于，所述根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表、所述遥感影像集、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得溢油乳化变化初始模型，包括：
根据所述高光谱敏感波段与乳化程度对应关系表，获得任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化程度；
根据所述多个溢油样品投放点分别对应的像元对应的乳化程度、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得所述乳化程度变化初始模型；
获取任意一溢油样品投放点对应的遥感影像的分辨率；
根据任意一溢油样品投放点对应的遥感影像的分辨率以及任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化程度，计算任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中的乳化物空间面积；
根据所述多个溢油样品投放点分别对应的遥感影像中的乳化物空间面积、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得所述乳化物扩散面积初始模型；
从任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中获取各像元对应的像元值；
根据任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的像元值以及预先建立的厚度函数，计算任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化物厚度；
根据任意一溢油样品投放点对应的遥感影像的分辨率、任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化程度、任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中各像元对应的乳化物厚度、预先获得的任意一溢油样品投放点对应的溢油样品的质量以及水的密度，计算任意一溢油样品投放点对应的遥感影像中的乳化物质量；
根据所述多个溢油样品投放点分别对应的遥感影像中的乳化物质量、所述多个溢油样品投放点分别对应的影响因子变化数据以及所述多个溢油样品投放点分别对应的溢油乳化发生时间，获得所述乳化物漂移距离初始模型。


4.根据权利要求3所述的海洋溢油乳化预测方法，其特征在于，所述影响因子，包括：海水温度、风速、海水流速、海水盐度、光照强度、风力、流场强度以及地转偏向力。


5.根据权利要求4所述的海洋溢油乳化预测方法，其特征在于，所述根据所述多个溢油样品投放点分别对应的像元对应的乳化程度、所述多个溢...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯斌，孙景，黄玉棵，邵长高，
申请(专利权)人：广东牵引信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44