[发明专利]MODIS时间序列标准差溢油检测算法

摘要

本发明名称为：MODIS时间序列标准差溢油检测算法，是属于海洋环境时空过程研究领域，本发明主要创新点在与根据溢油时间和空间的变化检测溢油，不同于常规的单一地面向空间位置出发的溢油检测算法。本发明主要解决的技术问题为：通过一定的算法检测出时间序列中的异常变化。主要技术方案如下：计算出每个时间序列的均值μ和标准差σ求得正态分布曲线，分析可得由于在该方法中涉及到的是红光波段反射率较低的溢油区域。当概率分布偏离均值1.7.5σ时，即当P＜μ-1.7.5σ时，这些事件列为奇异事件，如摘要附图，红色区域为检测出的以后区域。本发明主要用于海面石油溢出时间的检测。

主权项

一种基于MODIS时间序列标准差溢油检测算法，其特征在于，通过对MODIS遥感数据时间序列的分析，从影像时空过程变化的角度出发，分析它的时空变化特征。所述海洋溢油检测的方法包括如下步骤：(1)基于时间序列长度为N天(N大于等于10)的MODIS 1B 250米数据N景。(2)数据预处理，包括地理定标，几何校正，感兴趣区切割和提取，数据均一化处理。(3)提取目标区域第2波段近红外波段的反射率值。因为油膜与洁净海水发射率之差在红外波段处出现峰值，根据海水和油膜区对近红外波段的波谱相应特征：海水反射率明显高于油膜区，由此油膜覆盖区在遥感影像上会呈现低反射率区域，以此来鉴别溢油区和非溢油区海域。并将这些反射率值以单个像元(250米*250米)为单位分别组成长度为N的反射率值时间序列。(4)对目标区域内的每一个像元的时间序列做概率统计分析，计算出每个时间序列的均值μ和标准差(Standard Deviation)σ，如下所示：均值 μ = X ‾ = ( X 1 + X 2 + X 3 + X 4 + X 5 + X 6 + . . . . . . + X n ) / n 标准差(Standard Deviation) σ = 1 n Σ i = 1 n ( X i - X ‾ ) 2 (5)由于在该方法中涉及到的是近红外波段反射率较低的溢油区域，当概率分布偏离均值1.7.5σ时，即当P＜μ‑1.7.5σ时，这些事件定义为低反射率奇异事件，即本方法中的溢油事件。将这些所有被确认为奇异事件的像元以及其对应的时间记录下来，我们可以获取一个发生溢油事件溢油区的具体位移和相对应的时间。