本发明专利技术提供了一种基于高分一号影像的海上溢油监测方法、装置及设备，涉及溢油监测技术领域，包括：获取研究区域的高分一号影像数据，并确定高分一号影像数据中多个波段对应的辐射亮度值；根据目标波段对应的辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积；通过预先构建的油膜厚度单波段反演模型，基于油膜分布范围内每个像元对应的油膜反射率，确定每个像元对应的油膜厚度；根据每个像元对应的油膜总面积和油膜厚度，确定研究区域对应的溢油监测结果；其中，溢油监测结果包括溢油总量。本发明专利技术可以显著提高海上溢油监测的普适性和可靠性，而且可以进行油膜厚度和溢油总量的定量监测，进而显著改善溢油监测效果。
1、大型溢油污染会引发海洋生态环境灾害，需准确、及时地监测与评估溢油情况。海面溢油的实时动态监测，是海洋环境监测领域关注的重要方向，也是卫星遥感开展海洋环境灾害业务化应用的主要技术难点之一。近年来，随着海洋溢油光学遥感研究不断深入，不同类型溢油污染的光谱响应特征与响应原理得以厘清，溢油污染海-气界面的光学辐射传输过程不断被阐明，海面溢油的光学遥感识别估算与应用技术也得以深入发展。
2、但是，相关技术存在以下问题：（1）由于海洋背景复杂, 海面大气影响、水体对电磁波的散射与吸收作用, 海面油膜遥感信息表现为弱信息。（2）由于海面油膜随来源、构成种类、油膜厚度、风化程度的不同表现为不确定的遥感影像特征；这些因素对海面油膜遥感信息提取存在一定的制约。（3）合成孔径雷达影像（radar）可借助浮油对小波浪（长度约为几厘米）的平息作用开展检测，利用雷达检测时容易出现假目标。（4）雷达技术适用的风速范围为2-6m/s，低于此风速范围，小波浪在溢油区和海洋之间产生的信号差异不能被雷达检测到；高于此风速范围，波浪可通过溢油层传播，雷达无法检测出波浪之间的波谷，无法获得有效的数据。（5）雷达技术不适用于海岸线附近或海岬之间，因为风的雷达信号与原油类似。（6）雷达技术由于设备体积大、费用高，比较适用于大范围搜索，尤其适用于夜间、雾天及其他恶劣条件下使用。
r/>技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于高分一号影像的海上溢油监测方法、装置及设备，可以显著提高海上溢油监测的普适性和可靠性，而且可以进行油膜厚度和溢油总量的定量监测，进而显著改善溢油监测效果。
2、第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于高分一号影像的海上溢油监测方法，包括：
3、获取研究区域的高分一号影像数据，并确定所述高分一号影像数据中多个波段对应的辐射亮度值；
4、根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积；
5、通过预先构建的油膜厚度单波段反演模型，基于所述油膜分布范围内每个像元对应的油膜反射率，确定每个所述像元对应的油膜厚度；
6、根据每个所述像元对应的所述油膜总面积和所述油膜厚度，确定所述研究区域对应的溢油监测结果；其中，所述溢油监测结果包括溢油总量。
7、在一种实施方式中，根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积的步骤，包括：
8、基于目标波段对应的所述辐射亮度值进行阈值分割处理和图像二值化处理，得到初始溢油区域提取结果和溢油区域掩膜；其中，所述目标波段包括蓝光波段、绿光波段和红外波段；
9、对所述初始溢油区域提取结果和所述溢油区域掩膜求交集，以确定所述研究区域内的油膜分布范围；
10、基于像元对应的油膜面积，确定所述油膜分布范围对应的油膜总面积。
11、在一种实施方式中，所述初始溢油区域提取结果包括第一初始溢油区域提取结果和第二初始溢油区域提取结果；基于目标波段对应的所述辐射亮度值进行阈值分割处理和图像二值化处理，得到初始溢油区域提取结果和溢油区域掩膜的步骤，包括：
12、基于蓝光波段对应的所述辐射亮度值进行阈值分割处理和图像二值化处理，得到第一初始溢油区域提取结果；
13、以及，基于绿光波段对应的所述辐射亮度值进行阈值分割处理和图像二值化处理，得到第二初始溢油区域提取结果；
14、以及，基于红外波段对应的所述辐射亮度值进行阈值分割处理和图像二值化处理，得到溢油区域掩膜。
15、在一种实施方式中，在根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积的步骤之后，所述方法还包括：
16、根据预先配置的第一映射关系，根据所述油膜总面积确定所述研究区域对应的溢油面积预警等级；其中，所述第一映射关系用于描述油膜总面积与溢油面积预警等级之间的映射关系。
17、在一种实施方式中，通过预先构建的油膜厚度单波段反演模型，基于所述油膜分布范围内每个像元对应的油膜反射率，确定每个所述像元对应的油膜厚度的步骤，包括：
18、对于所述油膜分布范围内每个像元，确定该像元对应的油膜反射率的对数，确定所述对数与第一数值之间的和值，将所述和值与第二数值的比值作为该像元对应的油膜厚度；其中，所述第一数值和所述第二数值均为油膜厚度单波段反演模型的系数值，所述系数值是通过回归分析求解得到的。
19、在一种实施方式中，根据每个所述像元对应的所述油膜总面积和所述油膜厚度，确定所述研究区域对应的溢油监测结果的步骤，包括：
20、对于每个所述像元，将该像元对应的所述油膜面积、所述油膜厚度和预设油品密度，确定该像元对应的溢油量；
21、将每个所述像元对应的所述溢油量对应的和值，确定为所述研究区域对应的溢油总量。
22、在一种实施方式中，在根据所述油膜总面积和每个所述像元对应的所述油膜厚度，确定所述研究区域对应的溢油监测结果的步骤之后，所述方法还包括：
23、根据预先配置的第二映射关系，根据所述油膜总面积、所述油膜厚度和所述溢油总量，确定所述研究区域对应的溢油综合预警等级；其中，所述第二映射关系用于描述油膜总面积、油膜厚度、溢油总量与溢油综合预警等级之间的映射关系。
24、第二方面，本专利技术实施例还提供一种基于高分一号影像的海上溢油监测装置，包括：
25、辐射亮度确定模块，用于获取研究区域的高分一号影像数据，并确定所述高分一号影像数据中多个波段对应的辐射亮度值；
26、范围及面积确定模块，用于根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积；
27、厚度确定模块，用于通过预先构建的油膜厚度单波段反演模型，基于所述油膜分布范围内每个像元对应的油膜反射率，确定每个所述像元对应的油膜厚度；
28、溢油监测模块，用于根据每个所述像元对应的所述油膜总面积和所述油膜厚度，确定所述研究区域对应的溢油监测结果；其中，所述溢油监测结果包括溢油总量。
29、第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项所述的方法。
30、第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现第一方面提供的任一项所述的方法。
31、本专利技术实施例提供的基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，所述初始溢油区域提取结果包括第一初始溢油区域提取结果和第二初始溢油区域提取结果；基于目标波段对应的所述辐射亮度值进行阈值分割处理和图像二值化处理，得到初始溢油区域提取结果和溢油区域掩膜的步骤，包括：
4.根据权利要求2所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，在根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积的步骤之后，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，通过预先构建的油膜厚度单波段反演模型，基于所述油膜分布范围内每个像元对应的油膜反射率，确定每个所述像元对应的油膜厚度的步骤，包括：
6.根据权利要求1所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，根据每个所述像元对应的所述油膜总面积和所述油膜厚度，确定所述研究区域对应的溢油监测结果的步骤，包括：
7.根据权利要求6所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，在根据所述油膜总面积和每个所述像元对应的所述油膜厚度，确定所述研究区域对应的溢油监测结果的步骤之后，所述方法还包括：
8.一种基于高分一号影像的海上溢油监测装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的方法。
...
【技术特征摘要】
1.一种基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积的步骤，包括：
3.根据权利要求2所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，所述初始溢油区域提取结果包括第一初始溢油区域提取结果和第二初始溢油区域提取结果；基于目标波段对应的所述辐射亮度值进行阈值分割处理和图像二值化处理，得到初始溢油区域提取结果和溢油区域掩膜的步骤，包括：
4.根据权利要求2所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，在根据目标波段对应的所述辐射亮度值和像元对应的油膜面积，确定所述研究区域内的油膜分布范围和油膜总面积的步骤之后，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的基于高分一号影像的海上溢油监测方法，其特征在于，通过预先构建的油膜厚度单波段反演模型，基于所述油膜分布范围内每个像元对应的油...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆艺杰，王宇翔，周杰，周玲，顾元华，吴紫静，邢海洋，冯雪娇，徐晋轩，王凯凯，
申请(专利权)人：南京航天宏图信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。