基于模糊理论的SAR图像海面油膜识别方法研究

摘要

随着海上运输业和海洋石油资源的开发利用，海上溢油引起的污染已不容忽视。合成孔径雷达(SAR)已成为检测海洋表面油膜的重要手段之一。本论文以海面溢油为研究对象，讨论了利用模糊理论方法溢油识别监测的可行性，重点在SAR图像中特征量的筛选和基于模糊理论的SAR溢油监测模型的建立。本论文的主要研究结果归纳如下： 1．特征参量的提取与筛选方面，论文根据模糊理论的要求，按照输入特征值分布与判定结果之间呈一定分布规律的要求，对样本集进行了统计分析，挑选出特征值的大小与判定结果“溢油可能性”之间呈递增或递减规律的特征参量，最终选择复杂度、背景均值与方差比、角二阶矩和二阶熵4个特征参量作为本文模糊识别模型的输入特征参量。 除几何特征参量和灰度特征参量外，引入图像纹理特征参量和不变矩特征参量作为模糊输入参量，将象元灰度值之间的关系和区域特征的几何属性作为研究对象，试验证明纹理特征和不变矩特征参量具有很强的规律性，能够很好的识别SAR图像中的溢油现象。 2．设计了基于模糊理论的SAR溢油监测模型。输入参量模糊化方面，本文根据特征参量值的大小与“溢油可能性”大小的关系定义各个参量的模糊集。建立模糊规则库方面，根据对样本数据的研究找出其特征值的大小与判读结果之间的规律进行模糊规则的制定。通过对27个测试样本试验，有效识别率达到85％，由此说明本论文对区分溢油和疑似溢油所采用的方法可行，对业务化海洋遥感溢油检测具有参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1研究意义

1.2海面溢油监测方法

1.2.1航空遥感监测海面溢油

1.2.2卫星遥感监测海面溢油

1.2.3 SAR海面溢油识别技术

1.2.4现有的SAR海面溢油监测系统

1.3本文研究方法与论文框架

2 SAR遥感技术监测海面溢油原理及模糊理论简介

2.1 SAR工作原理

2.3 SAR遥感技术探测海面溢油的原理

2.3.1海洋表面溢油的SAR探测原理

2.4模糊理论的提出和发展

2.5模糊理论的概念

2.5.1模糊集

2.5.2模糊集合的运算

2.6模糊系统的基本结构和模型

2.7本章小结

3 SAR图像特征提取与筛选

3.1特征参量的初次筛选

3.2特征参量的进一步筛选

3.3本章小结

4模糊模型的建立及在海上溢油监测中的应用

4.1基于SAR图像的溢油监测模型

4.1.1辐射校正

4.1.2斑点滤波

4.1.3图像分割

4.1.4特征提取

4.2模糊模型在海上溢油检测中的应用

4.2.1模糊模型的建立

4.3本章小结

5实验结果与分析

5.1 SAR数据来源

5.2溢油分类识别结果与分析

5.3本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的主要论文

致谢