[发明专利]一种基于耀光反射差异的海面溢油光学遥感检测方法

摘要

本发明涉及一种基于耀光反射差异的海面溢油光学遥感检测方法，利用海面溢油在不同太阳耀光反射下具有不同的光学信号特征，基于传感器观测方向与太阳入射光镜面反射方向的夹角来表示光学遥感影像上太阳耀光反射强弱，并结合临界角理论进行光学遥感影像分带，逐带扫描检测海面疑似溢油异常光学信号，提取出光学遥感影像中疑似海面溢油的像元。本发明所使用光学遥感影像仅需要进行辐射定标与瑞利校正，获得瑞利校正反射率影像；本发明适用于光学遥感影像因幅宽较大导致的耀光反射差异较大的情况，能够快速高效检测影像中的海面疑似溢油像元；该方法能满足海面溢油检测的需求，提高溢油污染治理的工作效率。

主权项

1.一种基于耀光反射差异的海面溢油光学遥感检测方法，包括以下步骤：步骤1、数据预处理对遥感影像数据进行预处理，包括辐射定标和瑞利校正，获取瑞利校正反射率图像Rrc；步骤2、感兴趣区范围圈定对于已知或疑似海面溢油事故发生区域，在经过步骤1预处理后的瑞利校正反射率图像Rrc上圈定出可能包含海面溢油的感兴趣区；步骤3、去除云和陆地检测云像元和陆地像元并去除，保留海面像元；步骤4、基于临界角的影像分带根据传感器观测方向与太阳入射光镜面反射方向的夹角θm对影像进行分带，θm≥130的像元为弱耀光反射带，120＜θm＜130的像元为临界耀光反射带，θm≤120的像元为强耀光反射带；步骤5、太阳耀光反射率计算计算各海面像元的太阳耀光反射率，得到太阳耀光反射率图像LGN；步骤6、针对影像各分带区域进行海面溢油异常检测首先，利用下述公式计算归一化图像Rrc(NIR)normalRrc(NIR)normal＝Rrc(NIR)‑LGN其中，Rrc(NIR)为步骤2中感兴趣区的近红外波段图像；然后，以夹角θm为依据对归一化图像Rrc(NIR)normal进行分块扫描，检测溢油异常信号，具体步骤如下：1)、分别针对弱耀光反射带和强耀光反射带，以夹角θm＝1.0°为间隔进行扫描窗口的划分，并逐一对归一化图像Rrc(NIR)normal进行扫描；2)、对归一化图像Rrc(NIR)normal中处于同一扫描窗口的像元，统计置信区间为[1％，99％]内的像元值的累计统计概率；3)、若扫描窗口位于强耀光反射带，则将累计统计概率大于70％所对应的像元作为溢油异常像元；若扫描窗口位于弱耀光反射带，则将累计统计概率小于30％所对应的像元作为溢油异常像元；4)、针对每个扫描窗口内的溢油异常像元，对归一化后的反射率值进行自适应阈值分割，对于在强耀光反射带内的溢油异常像元，若归一化后的反射率值大于阈值，则该溢油异常像元判定为溢油像元；对于在弱耀光反射带内的溢油异常像元，若归一化后的反射率值小于阈值，则该溢油异常像元判定为溢油像元；5)、将各扫描窗口的溢油像元进行合并，得到感兴趣区的溢油检测结果。