[发明专利]基于油、水光谱特征差异的航空高光谱遥感自动识别海表溢油的方法

权利要求书

1.一种基于油、水光谱特征差异的航空高光谱遥感自动识别海表溢油的方法，其特征在于它的步骤如下：

1）对航空高光谱遥感影像的每个像元计算归一化表观反射率，形成航空高光谱归一化表观反射率影像；

2）对航空高光谱归一化表观反射率影像的每个像元计算油膜指数，形成航空高光谱油膜指数影像；

3）基于航空高光谱油膜指数影像构建航空高光谱油膜指数梯度影像和航空高光谱油膜指数梯度角度影像；

4）基于航空高光谱油膜指数梯度影像和油膜指数梯度角度影像，对边缘梯度值进行非极大值抑制，形成非极大值抑制后的航空高光谱油膜指数梯度影像；

5）针对边缘梯度值进行非极大值抑制后的航空高光谱油膜指数梯度影像，通过双阈值方法进行边缘提取和连接，形成航空高光谱遥感油膜边缘影像；

6）对航空高光谱油膜指数影像的每个像元识别薄油膜并采用窗口统计方式进行滤波，形成薄油膜分布遥感影像；

7）在航空高光谱遥感油膜边缘影像、航空高光谱薄油膜分布遥感影像的基础上采用连通分析法来提取海表溢油全分布遥感影像。

2.根据权利要求1所述的一种基于油、水光谱特征差异的航空高光谱遥感自动识别海表溢油的方法，其特征在于所述的步骤1）为：对航空高光谱遥感影像的每个像元计算归一化表观反射率，形成航空高光谱归一化表观反射率影像：利用高光谱遥感器自带的下行辐亮度光纤传感器FODIS，Fiber optic downwelling irradiance sensor，测量的向下光谱辐照度，在此基础上对航空高光谱遥感影像的每个像元点计算每个波段的表观反射率T_rs，计算公式如下：

上式中Radiance（λ）表示像元点高光谱遥感器中心波长为λ的波段的入瞳辐射，FODIS（λ）表示同一像元点下行辐亮度光纤传感器测得的中心波长为λ的波段的太阳辐射，这样就形成表观反射率影像；

然后基于上述表观反射率影像对每个像元点计算每个波段的归一化表观反射率T_normrs，计算公式如下：

上式中T_rs(λ)是像元点中心波长为λ的波段的表观反射率，FWHM（λ）是同一像元点中心波长为λ的波段的半波长宽度， 代表对高光谱数据在该点所有波段的T_rs(λ_i)*FWHM(λ_i)进行求和积分，i=1，2，3，…，n，n为高光谱遥感器的波段数，这样对每个像元点进行计算后就形成了航空高光谱归一化表观反射率影像。

3.根据权利要求1所述的一种基于油、水光谱特征差异的航空高光谱遥感自动识别海表溢油的方法，其特征在于所述的步骤2）为：对航空高光谱归一化表观反射率影像的每个像元计算油膜指数，形成航空高光谱油膜指数影像：对航空高光谱归一化表观反射率影像的每个像元点计算油膜指数I_oil，公式如下：

上式中T_normrs(894)为像元点中心波长为894nm的波段的归一化表观反射率，T_normrs(516)为同一像元点中心波长为516nm的波段的归一化表观反射率，这样对每个点计算后，就形成油膜指数影像；然后采用高斯滤波模板对油膜指数影像进行高斯滤波，滤波方法采用3×3高斯滤波模板在油膜指数影像上移动计算实现，滤波模板为具体计算方法如下：在油膜指数影像中逐点移动高斯滤波模板，通过计算高斯滤波模板系数与油膜指数影像对应位置的像素值的乘积之和确定油膜指数影像滤波后的响应值，油膜指数影像在像元点(x,y)处响应值R计算公式为：

R=w(-1,-1)f(x-1,y-1)+w(-1,0)f(x-1,y)+...+w(0,0)f(x,y)+...

+w(1,0)f(x+1,y)+w(1,1)f(x+1,y+1)                              （4）

式中，w(i，j)为高斯滤波模板在(i，j)处的取值，i=-1，0，1，j＝-1，0，1，w(0,0)与f(x,y)重合，f(x,y)为油膜指数影像在像元点(x,y)处的取值；这样就形成了滤波后的航空高光谱油膜指数影像。