海洋监视监测SAR卫星任务初步分析

以海浪、船舶、溢油、内波和海冰等海洋现象为主要的观测目标,海洋监视监测卫星利用多极化SAR的高分辨率模式进行精细成像,识别目标细节特征,利用宽观测带扫描模式进行快速覆盖观测,获取全球海洋遥感信息。针对各观测目标要素,借鉴ERS和RADARSAT-1的观测结果,结合理论分析与仿真,初步分析了海洋监视监测SAR卫星轨道参数和有效载荷工作模式等卫星任务。     

海星号卫星

海星号卫星潘德炉国家海洋局第二海洋研究所）卫星海洋水色遥感是指利用卫星资料测量影响海洋水色有关物质的浓度，水下光穿透深度以及海面大气气溶胶的分布。在海洋遥感学中，它是海洋可见光遥感的代名词。由卫星水色遥感得到的海面叶绿素分布专题图是估计海洋初级生产率...     

海岸线卫星遥感提取方法研究进展

海岸线是划分海洋与陆地管理区域的基准线。不同海岸地貌的海岸线划分依据各不相同,因此,它们在卫星图像上的解译标志与提取方法也存在差异。论述了利用遥感进行海岸线动态监测的优势与海岸线的基本特点及其分类,明确了在各个领域中对海岸线的不同定义,指出了不同类型海岸的遥感解译标志。详细论述了不同种类卫星图像中的海岸线成像机理,介绍了使用卫星遥感图像提取各类海岸线的算法及其发展过程,并对遥感图像中的海岸线提取算法的发展方向做出了分析。     

SAR图像海洋表面油膜检测方法

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,因此,及时获取海面油膜信息对保护海洋具有重要意义。目前各国采用的油膜检测方法主要有直接探测法和遥感方法。其中,遥感方法中的合成孔径雷达(SAR)是目前研究的热点。总结了SAR图像应用于海面油膜检测的主要特点,介绍并分析比较了SAR图像油膜检测的一般步骤及其实现方法。最后提出了SAR图像海洋表面油膜检测的发展方向。     

SAR图像海洋表面油膜检测方法

海洋表面油膜对海洋环境影响极大,因此,及时获取海面油膜信息对保护海洋具有重要意义。目前各国采用的油膜检测方法主要有直接探测法和遥感方法。其中,遥感方法中的合成孔径雷达(SAR)是目前研究的热点。总结了SAR图像应用于海面油膜检测的主要特点,介绍并分析比较了SAR图像油膜检测的一般步骤及其实现方法。最后提出了SAR图像海洋表面油膜检测的发展方向。     

基于NOAA18的渤海烟台海域溢油遥感研究

概述了海洋溢油监测的国内外研究现状,并指出了研究的切入点和研究意义所在。研究采用的是NOAA18的数据,由于溢油区域与非溢油区域的比热容不同,从而引起海表面的辐射发生变化,反映在卫星图片上是灰度值不同。因此利用发生溢油区域在卫星图片上的灰度值不同而呈现出深色区域,进而在卫星图片上找出疑似溢油区域,再进行人工解译,进一步确定溢油的发生区域。以烟台“金玫瑰”号溢油事故为例,综合考虑烟台海域水文因素等,分析得出溢油发生的范围。     

基于遥感与GIS一体化的面向海事应用卫星遥感业务化系统研究

我国海事部门已经开始利用卫星遥感技术监测溢油和海冰,并且由事故性监视逐渐转变为常规监视。本文分析了海事应用的特点和业务流程,设计了基于遥感与GIS一体化集成开发思想构建面向海事应用的遥感业务化系统,以保证海事部门在监视任务中的应急响应和决策支持的效率。利用IDL语言和ENVI提供的部分函数,结合C#开发语言,在.NET环境下集成ArcGIS Engine10.1的部分控件,这套开发方案可以保证该系统开发的稳健性和高效性。     

基于SAR后向散射的海上溢油检测研究

应用海面雷达后向散射系数检测海上溢油是目前海上溢油遥感监测的一个重要方向。本文以南海Envisat-ASAR数据为例,在分析SAR数据的基础上,应用Envisat-ASAR绝对定标计算方法,计算后向散射系数,研究应用SAR进行海上溢油遥感监测的散射特性,计算目标与海面边界后向散射系数梯度均值0σ与目标与海面后向散射系数均值差Δμ,并以两者结合作为区分海面油膜与自然现象的解译标志,从而为溢油识别提供依据。     

风云三号卫星监测海洋浒苔、赤潮和溢油

风云卫星对海洋环境灾害（浒苔、赤潮和溢油）的定量遥感监测业务能力需要提升。利用风云三号D星中分辨率光谱成像仪MERSI-II资料以及部分高分卫星数据，探索解决大气校正和云检测两个技术难点问题的方法，分别依据浒苔、赤潮和溢油的光谱特征，建立相关的遥感监测算法，实现对海洋浒苔、赤潮和溢油的判识，并在相应个例中取得较好的监测效果。     

利用星载SAR图像检测海洋锋的方法

海洋锋区剪切流、辐聚流与海洋表面波之间存在相互作用,将这种相互作用处理为对海浪谱的扰动,来分析其对海浪谱密度和谱梯度的影响;根据两尺度模型,分析了海面小尺度波(厘米级)和大尺度波(海浪)与雷达后向散射系数的关系,从而说明了海洋锋的SAR成像原理。在海面SAR图像中,海洋锋的尺度比海浪的尺度大2~3个数量级,可以通过二维空间谱分析,将海浪信息的主要部分滤除,再利用数字图像处理技术提取海洋锋的特征信息,由此形成了一套用海面SAR图像提取海洋锋特征参数的信息处理方法。     

Use of ASAR images to study the evolution of the Prestige oil spill off the Galician coast

Space‐borne synthetic aperture radar has been proven to be a useful tool for ocean oil spill monitoring due to its large coverage, independence of the day–night cycle and all‐weather capability. In this paper, a method for oil spill detection based on a visual interpretation was applied to two consecutive Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) images acquired during the Prestige oil spill off the Spanish coast. The obtained oil spill information was integrated into a Geographical Information System (GIS) database in order to study the spatial distribution and the evolution of the slicks between both days, in addition to carrying out a comparison with field observations. The results show the great capability of monitoring and forecasting marine oil spills caused by large oil tanker accidents by means of the use of radar imagery jointly with other information, such as wind data or in situ observations.     

基于卫星遥感图像的变化检测算法

在石油勘探、开发炼制及运储过程中,由于意外事故或操作失误,造成原油或油品从作业现场储器里外泄,溢流向地面、水面、海滩或海面,同时由于油质的不同,形成薄厚等一片膜这现象称为溢油.大范围的海上溢油往往会对数个国家的生态、社会以及经济带来严重影响.本文基于卫星遥感数据,将变化检测引入海上溢油的问题中,研究实现对比了多个变化检测算法,最终实现了一个变化检测的溢油检测系统.实验表明,变化检测能有效地减少因地理位置、光照条件因素的影响,泛化能力显著地强于单幅图的分类方法,文章提供的系统能有效地将油区与水面、轻油区域与重油区域分割.     

基于微波辐射计的海面溢油监测研究

控制海面溢油对于保护环境和减少经济损失是非常重要的,监测海面溢油是遥感技术的一个重要应用方面。利用美国对地观测系统卫星EOS的AMSR\|E微波辐射计探测资料,结合阈值梯度算法和基于R-L分数阶微分梯度算子边缘提取算法,提出了基于微波辐射计的海面溢油监测算法,并以2010年发生在墨西哥湾的漏油事件为例,进行了溢油范围反演研究,得到了较好的实验验证结果。     

Research and Development of SAR Satellite Remote Sensing System of Ocean Oil Spills

SAR satellite remote sensing system of ocean oil spills has been developed for the operational surveillance in the offshore oil exploration areas of National Offshore Oil Corporation in China.The system is capable of SAR images processing,oil spill automatic detection using the algorithm of agglomeration hierarchy cluster and oil features extraction.The comprehensive analysis of oil detection results is also available including confidence analysis,multi-source and multi-phase data analysis as well as backtracking of oil spill sources.Oil thematic maps are output utilizing oil detection and comprehensive analysis results,which can be overlaid with electronic charts.The system can provide the technical backup and decision support for oil spill early warning and emergent measures implement.     

Oil spill detection using marine SAR images

A probabilistic approach to distinguish oil spills from other similar oceanic features in marine Synthetic Aperture Radar (SAR) images has been developed and tested. The method uses statistical information obtained from previous mesurements of physical and geometrical characteristics for both oil spill and natural features. A sample image is evaluated using two different procedures to determine the probability that it is an oil spill, the results of the two procedures are then compared. The classification-algorithm performance was evaluated using a test dataset containing 80 examples that were oil spills and 43 that were natural features exhibiting characteristics similar to oil spills: more than 80% of the samples were classified correctly. The reliability of the method was then determined using a new dataset and similar results were obtained.     

基于动态分块闭值去噪和改进的GDNI边缘连接的溢油遥感图像的边缘检测算法

海上溢油图像的边缘检测技术是最重要的海上溢油监测技术之一。无论是溢油的识别、位置的确定或者溢油量的获取,都需要首先确定溢油区域的边界信息。针对溢油图像的特点,提出了一种新颖的边缘检测算法。该算法由3部分组成:“非极大值抑制”实现了溢油图像的候选边缘检测;动态分块阂值算法实现了对噪声、伪边缘的清除,使获得的边缘更连续;改进的GDNI边缘连接算法实现了对去噪后图像中的中断边缘点的准确连接。通过实验结果证明,提出的算法能够得到清晰连续的溢油遥感图像的边界信息,较好地实现了具有低对比度、模糊边界以及噪声问题的溢油遥感图像的边缘检测,且具有很好的实时性。根据本算法得到的边缘检测信息,海上溢油能够更加容易和快速地被识别。     

基于遥感技术的海岸带资源环境管理

海岸带是人口密集、资源丰富、开发程度较高,但生态环境又往往相对脆弱的地区。随着我国沿海地区经济高速发展,海岸带区域的环境状况发生了显著变化。这些变化信息依靠常规的调查手段难以及时获取,而卫星遥感技术则能够为监测海岸带及毗连海域资源环境变化提供有效手段。如何利用多源、多通道、多时相、主被动融合的星载遥感数据获取海岸带及毗连海域资源环境信息是我们亟需了解的问题。分别从海洋渔业资源调查、珊瑚礁及红树林等海岸生物资源的遥感、海洋水质监测、赤潮的监测与预警、溢油和海冰的监测等方面论述了遥感技术的特点与优势。并对遥感技术在海岸带资源环境管理中的应用做了展望。