一種極化分解的溢油探測方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及石油領(lǐng)域，具體而言，涉及一種極化分解的溢油探測方法。該極化分解的溢油探測方法，包括：獲取多極化SAR數(shù)據(jù)，所述多極化SAR數(shù)據(jù)包括地理坐標(biāo)和所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵和CPD標(biāo)準(zhǔn)差；根據(jù)所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵數(shù)值得出溢油的散射熵分布范圍；進(jìn)而確定溢油的地理坐標(biāo)。本發(fā)明提供的該極化分解的溢油探測方法，通過獲取極化SAR數(shù)據(jù)，并通過該數(shù)據(jù)計算散射熵H和CPD標(biāo)準(zhǔn)差，進(jìn)而通過兩個數(shù)據(jù)確定了是否為溢油，有效的區(qū)分了溢油與類溢油，彌補了通過的單一的數(shù)據(jù)進(jìn)行溢油和類溢油進(jìn)行區(qū)分的不足，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
【專利說明】一種極化分解的溢油探測方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油領(lǐng)域，具體而言，涉及一種極化分解的溢油探測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對石油消費的劇增，導(dǎo)致海上運輸石油量大增，同時增 加海上重大溢油事故發(fā)生的可能性。溢油事故往往造成大面積海面石油污染,不僅使海洋、 大氣自然環(huán)境、生態(tài)資源受到損害，造成海洋生物的大量死亡，經(jīng)濟(jì)蒙受損失，而且嚴(yán)重危 害人體健康。溢油事故引發(fā)的火災(zāi)，還可能會導(dǎo)致海上和沿岸設(shè)施、船舶等的損壞。溢油對 近海海域的污染，已引起各國政府的重視。2006年以來，我國管轄海域每年均有多起溢油事 件發(fā)生，尤其是2010年7月大連新港輸油管道破裂造成海上溢油，對環(huán)境造成巨大的危害。 2011年6月渤海PL19-3石油平臺發(fā)生溢油事故，時間長，影響范圍廣，危害大，溢油對近海 海域的污染，已引起了全國的廣泛重視。
[0003] 合成孔徑雷達(dá)SAR(Synthetic Aperture Radar)具有多天候、受天氣影響小、對溢 油較為明顯的探測特點，已在遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。利用衛(wèi)星遙感技術(shù) 及時、準(zhǔn)確多面地監(jiān)測海洋溢油污染，積極采取清除和預(yù)防措施遙感技術(shù)及時、準(zhǔn)確多面地 監(jiān)測海洋溢油污染，對于保護(hù)海洋環(huán)境與海洋防災(zāi)減，已是刻不容緩的重要工作。采用多極 化Radarsat-2數(shù)據(jù)，針對海上溢油進(jìn)行了極化分解研究，從溢油的散射矩陣入手，研究極 化SAR電磁散射特征，探索溢油散射機理，分析溢油的極化散射特性，計算溢油極化參數(shù)， 開展溢油與海水的相位差（CPD)分析，從而研究溢油的散射特征?；跇O化參數(shù)研究提取 溢油信息，為溢油的遙感檢測提供科學(xué)依據(jù)。
[0004] 運用極化SAR進(jìn)行溢油探測已成為遙感監(jiān)測的一個重要方面，現(xiàn)有的溢油探測技 術(shù)通常是：基于SAR-C數(shù)據(jù)，開展極化SAR的溢油監(jiān)測，提取極化參數(shù)熵H，散射角α和反 熵Α，運用SVM監(jiān)督分類方法，進(jìn)行溢油信息提取。
[0005] 目前，基于極化SAR圖像的海面溢油識別方法主要以遙感圖像處理和模式識別技 術(shù)為手段，通過對典型海面溢油與疑似油膜進(jìn)行形態(tài)學(xué)特征提取作為訓(xùn)練樣本，通過人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯推理等手段進(jìn)行海面溢油檢測與識別，但現(xiàn)有的技術(shù)方案對于類溢油 現(xiàn)象的去除效果并不理想，也就是無法確定是否為溢油。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種極化分解的溢油探測方法，以解決上述的問題。
[0007] 在本發(fā)明的實施例中提供了一種極化分解的溢油探測方法，包括：
[0008] 獲取多極化SAR數(shù)據(jù)，所述多極化SAR數(shù)據(jù)包括地理坐標(biāo)和所述地理坐標(biāo)所對應(yīng) 的散射熵H和(PD標(biāo)準(zhǔn)差；
[0009] 根據(jù)所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵H得出溢油的散射熵H分布范圍；
[0010] 確定符合所述溢油的散射熵η分布范圍，且存在所述cro標(biāo)準(zhǔn)差的位置的地理坐 標(biāo)為溢油的地理坐標(biāo)。
[0011] 優(yōu)選的，所述根據(jù)所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵H得出溢油的散射熵H分布范圍 包括：
[0012] 繪制所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵H出現(xiàn)頻率的H直方圖；
[0013] 根據(jù)所述H直方圖確定溢油的散射熵H分布范圍，所述溢油的散射熵H分布范圍 包括溢油的散射熵H和類溢油的散射熵H。
[0014] 優(yōu)選的，所述H直方圖包括至少兩條散射熵H的函數(shù)曲線；
[0015] 所述根據(jù)所述H直方圖確定溢油的散射熵H分布范圍包括：
[0016] 確定H值的分布范圍符合預(yù)設(shè)溢油范圍的函數(shù)曲線為溢油的散射熵H函數(shù)曲線； [0017] 將所述溢油的散射熵H函數(shù)曲線所對應(yīng)的H值所對應(yīng)的范圍作為溢油的散射熵H 分布范圍。
[0018] 優(yōu)選的，所述確定符合所述溢油的散射熵η分布范圍，且存在所述cro標(biāo)準(zhǔn)差的位 置的地理坐標(biāo)為溢油的地理坐標(biāo)包括：
[0019] 根據(jù)所述散射熵H和所述(PD標(biāo)準(zhǔn)差生成H-CPD坐標(biāo)二維圖；
[0020] 將所述H-CPD坐標(biāo)二維圖中符合所述溢油的散射熵H分布范圍的坐標(biāo)點作為溢油 的H-CPD坐標(biāo)點；
[0021] 將所述H-CPD坐標(biāo)點所對應(yīng)的地理坐標(biāo)作為溢油的地理坐標(biāo)。
[0022] 優(yōu)選的，所述Η-cro坐標(biāo)二維圖的縱坐標(biāo)為散射熵H，橫坐標(biāo)為cro標(biāo)準(zhǔn)差。
[0023] 優(yōu)選的，所述獲取多極化SAR數(shù)據(jù)，包括：
[0024] 獲取所述SAR數(shù)據(jù)的T3,或C3矩陣；
[0025] 確定所述T3,或C3矩陣的相干矩陣特征向量；
[0026] 根據(jù)所述相干矩陣特征向量計算所述散射熵H。
[0027] 優(yōu)選的，根據(jù)所述相干矩陣特征向量計算所述散射熵H包括：
[0028] 使用

【權(quán)利要求】
1. 一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，包括： 獲取多極化SAR數(shù)據(jù)，所述多極化SAR數(shù)據(jù)包括地理坐標(biāo)和所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散 射熵和cro標(biāo)準(zhǔn)差； 根據(jù)所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵數(shù)值得出溢油的散射熵分布范圍； 確定符合所述溢油的散射熵分布范圍，且存在所述cro標(biāo)準(zhǔn)差的位置的地理坐標(biāo)為溢 油的地理坐標(biāo)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述 地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵數(shù)值得出溢油的散射熵分布范圍包括： 繪制所述地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵出現(xiàn)頻率的散射熵直方圖； 根據(jù)所述散射熵直方圖確定溢油的散射熵分布范圍，所述溢油的散射熵分布范圍包括 溢油的散射熵和類溢油的散射熵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，所述散射熵直 方圖包括至少兩條散射熵的函數(shù)曲線； 所述根據(jù)所述散射熵直方圖確定溢油的散射熵分布范圍包括： 確定散射熵值的分布范圍符合預(yù)設(shè)溢油范圍的函數(shù)曲線為溢油的散射熵函數(shù)曲線； 將所述溢油的散射熵函數(shù)曲線所對應(yīng)的散射熵值所對應(yīng)的范圍作為溢油的散射熵分 布范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，所述確定符合 所述溢油的散射熵分布范圍，且存在所述CPD標(biāo)準(zhǔn)差的位置的地理坐標(biāo)為溢油的地理坐標(biāo) 包括： 根據(jù)所述散射熵和所述cro標(biāo)準(zhǔn)差生成H-cro坐標(biāo)二維圖； 將所述H-CPD坐標(biāo)二維圖中符合所述溢油的散射熵分布范圍的坐標(biāo)點作為溢油的H-CPD坐標(biāo)點； 將所述H-CPD坐標(biāo)點所對應(yīng)的地理坐標(biāo)作為溢油的地理坐標(biāo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，所述H-CPD坐標(biāo) 二維圖的縱坐標(biāo)為散射熵，橫坐標(biāo)為CF1D標(biāo)準(zhǔn)差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，所述獲取多極 化SAR數(shù)據(jù)，包括： 獲取所述SAR數(shù)據(jù)的T3,或C3矩陣； 確定所述T3,或C3矩陣的相干矩陣特征向量； 根據(jù)所述相干矩陣特征向量計算所述散射熵。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，根據(jù)所述相干 矩陣特征向量計算所述散射熵包括： 3 使用E= 一ΣAA和Pi=λ^(λ1+λ2+λ3)計算所述散射熵，其中，λi、λ2和λ3 i=l 為T3或C3矩陣的特征向量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，所述獲取多極 化SAR數(shù)據(jù)還包括： 使用公式O5M'W= (h/x & )]計算CPD標(biāo)準(zhǔn)差的值，其中L是SAR數(shù)據(jù)的 影像的視數(shù)，Shh是T3或C3矩陣的元素，Svv*為T3,或C3矩陣中元素Svv的共軛數(shù)，P用于 表示相位差的計算，無實際含義。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，還包括計算相 關(guān)系數(shù)P，若所述P大于預(yù)設(shè)的數(shù)值時，則確定采用根據(jù)所述散射熵和所述(PD標(biāo)準(zhǔn)差確 定溢油； P- ^/ T,其中Svv*為T3,或C3矩陣中元素Svv的共軛數(shù)，Shh和Svv均為 T3,或C3矩陣中的元素。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種極化分解的溢油探測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述 地理坐標(biāo)所對應(yīng)的散射熵數(shù)值得出溢油的散射熵分布范圍還包括： 確定散射熵數(shù)值小于〇. 3的范圍為溢油的散射熵分布范圍。
【文檔編號】G06T7/00GK104240253SQ201410487406
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】鄒亞榮 申請人:國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心