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论文导读:

摘要:由于海上环境复杂,溢油事故发生后,很快发生风化、扩散,如果不能进行及时监测,采取应急措施,其对海洋环境和资源的影响将会非常严重。星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)进行海面溢油探测,主要是利用海面对微****段的后向散射强度差别来识别溢油。其具有受天气影响小、探测精度高、覆盖范围广等特点,能够保证对海面溢油目标准确识别的要求。目前星载合成孔径雷达监测溢油的研究,主要面临的问题:一是溢油“假目标”的影响,极大降低了溢油目标的识别精度;二是对于溢油目标空间信息分析不足,缺乏从空间相似性角度考虑溢油目标识别。本文提出的海面溢油信息提取方法,将专家知识同面向对象分类方法相结合,较好地解决了“假目标”的影响;同时,以纹理特征作为分类对象输入,利用面向对象的分类方法,进一步挖掘了溢油目标的二维空间特征。本研究的创新点在于:根据星载SAR海面溢油图像“假目标”的成因、特点及发展趋势建立星载SAR海面溢油“假目标”分类规则,利用分类规则将“假目标”归类,与海面溢油的图像特征和溢油事件发生地的背景信息结合,作为专家知识库,由此实现对假目标的剔除。另一方面,研究认识到现有图像信息提取技术的局限性,通过将“假目标”识别与面向对象分类方法结合,进一步考虑目标的二维空间特征,建立了星载SAR图像海面溢油信息提取监测方案,获得了较好的溢油目标识别效果,这也是本研究的另一创新点。研究以2006年黎巴嫩战争导致的海面溢油事故为例,利用ENVISAT-ASAR数据,对本研究提出的技术方法进行了实验和应用,结果表明:“假目标”专家知识库可以很好地剔除溢油“假目标”,与面向对象的分类方法相结合对星载SAR图像海面溢油信息进行分类,相比不进行“假目标”剔除的方法,大大提高了分类算法的效率和精度。星载SAR卫星作为环境灾害监测的重要工具,得到了世界各国的重视,其发展逐渐以星座化、多波段、多极化为特征,从而为本文提出的星载SAR海面溢油信息提取监测方案提供更好的数据支持,其溢油目标识别精度也会进一步提高。 关键词:溢油 合成孔径雷达 面向对象 假目标 专家知识库
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  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-11
  • 第1章 绪论11-20
  • 1.1 选题背景11-12
  • 1.2 海面溢油信息研究的国内外现状12-15
  • 1.3 研究意义和应用价值15-17
  • 1.4 论文研究的主要内容17-20
  • 第2章 数据获取与预处理20-39
  • 2.1 雷达获取数据原理20-21
  • 2.2 研究数据介绍21-23
  • 2.3 软件介绍23-24
  • 2.3.1 NEST软件功能介绍23-24
  • 2.3.2 ENVI软件及其EX模块功能介绍24
  • 2.4 辐射校正24-27
  • 2.4.1 辐射偏差产生原因及校正方法25
  • 2.4.2 图像辐射校正25-27
  • 2.5 几何校正27-31
  • 2.5.1 产生几何失真的基本因素27-28
  • 2.5.2 图像几何失真校正28-31
  • 2.6 滤波处理31-38
  • 2.6.1 滤波方法32-33
  • 2.6.2 图像滤波处理33-38
  • 2.7 本章小结38-39
  • 第3章 图像纹理分析39-54
  • 3.1 图像纹理特征概述39-40
  • 3.2 基于图像灰度共生矩阵的特征提取40-44
  • 3.3 纹理特征参数选取44-51
  • 3.3.1 步长的选取44-45
  • 3.3.2 量化等级的选取45
  • 3.3.3 方向的选取45-47
  • 3.3.4 窗口的选取47-51
  • 3.4 特征向量的选取51-53
  • 3.5 本章小结53-54
  • 第4章 基于面向对象的海面溢油信息分类54-66
  • 4.1 面向对象溢油图像分割54-56
  • 4.1.1 图像分割方法的选取54-55
  • 4.1.2 图像分割处理55-56
  • 4.2 图像溢油信息分类56-59
  • 4.2.1 分类方法的选取57
  • 4.2.2 图像分类处理57-59
  • 4.3 分类精度评价59-64
  • 4.4 方法通用性验证64-65
  • 4.5 本章小结65-66
  • 第5章 溢油“假目标”识别方法与溢油监测方案66-88
  • 5.1 “假目标”对溢油信息的影响66
  • 5.2 溢油与“假目标”类型特征66-73
  • 5.2.1 溢油信息特征66-68
  • 5.2.2 “假目标”类型特征68-73
  • 5.3 溢油“假目标”剔除73-84
  • 5.3.1 溢油“假目标”分类规则73-80
  • 5.3.2 “假目标”剔除的辅助背景要素80-81
  • 5.3.3 专家知识库81
  • 5.3.4 “假目标”剔除流程81-82
  • 5.3.5 应用案例82-84
  • 5.4 海面溢油监测方案建设84-86
  • 5.5 本章小结86-88
  • 结论88-89
  • 参考文献89-95
  • 致谢95-96
  • 作者简介96