CN106872976A - 一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，包括SAR海洋溢油影像预处理模块、溢油信息提取模块和框架构建模块，所述SAR海洋溢油影像预处理模块分别与溢油信息提取模块和框架构建模块连接，所述溢油信息提取模块与框架构建模块连接，所述SAR海洋溢油影像预处理模块包括辐射定标单元、几何校正单元、影像镶嵌单元、影像裁剪单元、滤波处理单元和纹理特征提取单元，所述辐射定标单元与几何校正单元连接，所示几何校正单元与滤波处理单元的输入端连接。本发明能够过对雷达数据进行一系列的处理，可以对单元模块处理,也可以设定经验阈值对所有模块一次处理,快速提取溢油区域信息，准确掌握溢油信息。
Description
技术领域
本发明涉及信息提取技术领域，尤其涉及一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统。
背景技术
21世纪是海洋的世纪，海洋开发将成为当代我国重要的经济增长点和国家的支柱工业。在所有的海洋污染中，海上溢油污染无论在发生频率，污染范围还是影像程度上都居于首位。据交通部海事局统计，1973～2010年，中国沿海共发生船舶溢油大小事故3千多起，平均每四天发生1起，船舶溢油总量达4万多吨。2010年7月16日，我国大连发生的输油管起火引发爆炸事件，造成大量原油泄漏入海，据专家估计，该事故造成的海岸带环境污染和生态危害大概持续7到8年。因而，监测海洋溢油具有重要的经济和社会现实意义。
合成孔径雷达是一种强有力的卫星遥感监测工具，具备全天时、全天候工作和高空间分辨率的优点，为目前国内外公认的监测海洋溢油最理想传感器之一。SAR卫星监测海洋溢油作为一种行之有效的手段越来越受到重视。随着卫星SAR投入业务化运行，SAR数据量急剧增加，传统的专家解译过程已经根本无法满足监测海上目标日常业务化应用工作的需要。为了从海量SAR数据中及时有效地提取相应的溢油信息，迫切需要实现SAR自动监测与识别海洋溢油系统。我国卫星遥感监测海上溢油目前还没有达到业务化应用，尚未开发出成熟的SAR数据溢油监测和处理系统。针对我国海上溢油的状况，开展SAR海面溢油监测系统的研究将对发展我国的海面SAR数据溢油监测系统以及充分高效的利用SAR数据具有重要的理论意义。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统。
本发明提出的一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，包括SAR海洋溢油影像预处理模块、溢油信息提取模块和框架构建模块，所述SAR海洋溢油影像预处理模块分别与溢油信息提取模块和框架构建模块连接，所述溢油信息提取模块与框架构建模块连接，所述SAR海洋溢油影像预处理模块包括辐射定标单元、几何校正单元、影像镶嵌单元、影像裁剪单元、滤波处理单元和纹理特征提取单元，所述辐射定标单元与几何校正单元连接，所示几何校正单元与滤波处理单元的输入端连接，所述影像镶嵌单元和影像裁剪单元均与滤波处理单元的输入端连接，所述滤波处理单元的输出端与纹理特征提取单元连接；所述溢油信息提取模块包括有监督分类单元、阀值分割单元和形态学滤波单元，所述监督分类单元和阀值分割单元均与形态学滤波单元连接；所述框架构建模块包括影像处理单元、输入控制单元和影像显示单元，所述影像处理单元的输入端与输入控制单元连接，且影像处理单元的输出端与影像显示单元连接。
优选地，所述滤波处理单元与阀值分割单元连接，且纹理特征提取单元与监督分类单元连接。
优选地，所述辐射定标单元用于对雷达影像的灰度级相对于标准雷达数据进行定标，且几何校正单元用于纠正系统及非系统性因素引起的影像变形，所述滤波处理单元用于对几何校正单元、影像镶嵌单元和影像裁剪单元输出的影像进行滤波处理，减少斑点噪声的影响，所述纹理特征提取单元用于对滤波处理单元输出的影像进行纹理特征的提取。
优选地，所述阈值分割单元用于将滤波处理单元输出的影像用阈值将影像的灰度值分类，且监督分类单元用于将纹理特征提取单元提取的纹理特征进行匹配确定溢油信息。
优选地，所述影像处理单元用于对影像信息进行处理，且输入控制单元用于对系统进行控制，所述影像显示单元用于显示影像。
本发明中，该基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统通过辐射定标单元能够对雷达影像的灰度级相对于标准雷达数据进行定标，以便从影像的灰度级得到目标回波的定量值，通过几何校正单元能够纠正系统及非系统性因素引起的影像变形，从而使之实现与标准影像或地图的几何整合，通过滤波处理单元能够减少斑点噪声的影响，提高影像的目视效果，更重要的是有助于提高对每个像元后向散射的估计精度，通过阈值分割单元能够用阈值将影像的灰度值分类，影像中灰度值在同一灰度类中的象素属于同一地物，也可通过监督分类单元及提取的纹理特征进行匹配分类，通过影像处理单元能够对影像信息进行处理，通过输入控制单元能够对系统进行控制，通过影像显示单元能够显示溢油信息，本发明能够过对雷达数据可以对单元模块处理,也可以设定经验阈值对所有模块一次处理,快速提取溢油区域信息，准确掌握溢油信息。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
参考图1，本实施例提出了一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，包括SAR海洋溢油影像预处理模块、溢油信息提取模块和框架构建模块，SAR海洋溢油影像预处理模块分别与溢油信息提取模块和框架构建模块连接，溢油信息提取模块与框架构建模块连接，SAR海洋溢油影像预处理模块包括辐射定标单元、几何校正单元、影像镶嵌单元、影像裁剪单元、滤波处理单元和纹理特征提取单元，辐射定标单元与几何校正单元连接，所示几何校正单元与滤波处理单元的输入端连接，影像镶嵌单元和影像裁剪单元均与滤波处理单元的输入端连接，滤波处理单元的输出端与纹理特征提取单元连接；溢油信息提取模块包括有监督分类单元、阀值分割单元和形态学滤波单元，监督分类单元和阀值分割单元均与形态学滤波单元连接；框架构建模块包括影像处理单元、输入控制单元和影像显示单元，影像处理单元的输入端与输入控制单元连接，且影像处理单元的输出端与影像显示单元连接，该基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统通过辐射定标单元能够对雷达影像的灰度级相对于标准雷达数据进行定标，以便从影像的灰度级得到目标回波的定量值，通过几何校正单元能够纠正系统及非系统性因素引起的影像变形，从而使之实现与标准影像或地图的几何整合，通过滤波处理单元能够减少斑点噪声的影响，提高影像的目视效果，更重要的是有助于提高对每个像元后向散射的估计精度，也可通过监督分类单元及提取的纹理特征进行匹配分类，影像中灰度值在同一灰度类中的象素属于同一地物，通过监督分类单元能够将纹理特征提取单元提取的纹理特征进行匹配分类，通过影像处理单元能够对影像信息进行处理，通过输入控制单元能够对系统进行控制，通过影像显示单元能够显示溢油影像，本发明能够通过经验阈值对雷达数据进行一系列的处理，快速提取溢油区域信息，准确掌握溢油信息。
滤波处理单元与阀值分割单元连接，且纹理特征提取单元与监督分类单元连接，辐射定标单元用于对雷达影像的灰度级相对于标准雷达数据进行定标，且几何校正单元用于纠正系统及非系统性因素引起的影像变形，滤波处理单元用于对几何校正单元、影像镶嵌单元和影像裁剪单元输出的影像进行滤波处理，减少斑点噪声的影响，纹理特征提取单元用于对滤波处理单元输出的影像进行纹理特征的提取，阈值分割单元用于将滤波处理单元输出的影像用阈值将影像的灰度值分类，且也可通过监督分类单元及提取的纹理特征进行匹配分类，影像处理单元用于对影像信息进行处理，且输入控制单元用于对系统进行控制，影像显示单元用于显示溢油信息，该基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统通过辐射定标单元能够对雷达影像的灰度级相对于标准雷达数据进行定标，以便从影像的灰度级得到目标回波的定量值，通过几何校正单元能够纠正系统及非系统性因素引起的影像变形，从而使之实现与标准影像或地图的几何整合，通过滤波处理单元能够减少斑点噪声的影响，提高影像的目视效果，更重要的是有助于提高对每个像元后向散射的估计精度，通过阈值分割单元能够用阈值将影像的灰度值分类，影像中灰度值在同一灰度类中的象素属于同一个地物，也可通过监督分类单元及提取的纹理特征进行匹配分类，通过影像处理单元能够对影像信息进行处理，通过输入控制单元能够对系统进行控制，通过影像显示单元能够显示影像，本发明能够过对雷达数据进行一系列的处理，快速提取溢油区域信息，准确掌握溢油信息。
工作原理：系统接收雷达数据，辐射定标单元对雷达影像的灰度级相对于标准雷达数据进行定标，几何校正单元纠正辐射定标单元输出的影像由于系统及非系统性因素引起的影像变形，滤波处理单元对几何校正单元、影像镶嵌单元和影像裁剪单元输出的影像进行滤波处理，纹理特征提取单元对滤波处理单元输出的影像进行纹理特征的提取，阈值分割单元将滤波处理单元输出的影像用阈值将影像的灰度值分类；影像中灰度值在同一灰度类中的象素属于同一地物，也可通过监督分类单元及提取的纹理特征进行匹配分类实现溢油信息显示.影像处理单元之间通过经验阈值对影像信息进行系列处理，实现输入控制单元对系统的控制，影像显示单元显示溢油影像。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，包括SAR海洋溢油影像预处理模块、溢油信息提取模块和框架构建模块，所述SAR海洋溢油影像预处理模块分别与溢油信息提取模块和框架构建模块连接，所述溢油信息提取模块与框架构建模块连接，其特征在于，所述SAR海洋溢油影像预处理模块包括辐射定标单元、几何校正单元、影像镶嵌单元、影像裁剪单元、滤波处理单元和纹理特征提取单元，所述辐射定标单元与几何校正单元连接，所示几何校正单元与滤波处理单元的输入端连接，所述影像镶嵌单元和影像裁剪单元均与滤波处理单元的输入端连接，所述滤波处理单元的输出端与纹理特征提取单元连接；所述溢油信息提取模块包括有监督分类单元、阀值分割单元和形态学滤波单元，所述监督分类单元和阀值分割单元均与形态学滤波单元连接；所述框架构建模块包括影像处理单元、输入控制单元和影像显示单元，所述影像处理单元的输入端与输入控制单元连接，且影像处理单元的输出端与影像显示单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，其特征在于，所述滤波处理单元与阀值分割单元连接，且纹理特征提取单元与监督分类单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，其特征在于，所述辐射定标单元用于对雷达影像的灰度级相对于标准雷达数据进行定标，且几何校正单元用于纠正系统及非系统性因素引起的影像变形，所述滤波处理单元用于对几何校正单元、影像镶嵌单元和影像裁剪单元输出的影像进行滤波处理，减少斑点噪声的影响，所述纹理特征提取单元用于对滤波处理单元输出的影像进行纹理特征的提取。
4.根据权利要求1所述的一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，其特征在于，所述阈值分割单元用于将滤波处理单元输出的影像用阈值将影像的灰度值分类，且监督分类单元用于与纹理特征提取单元提取的纹理特征进行匹配确定溢油范围。
5.根据权利要求1所述的一种基于雷达数据的海洋溢油信息提取系统，其特征在于，所述影像处理单元用于对影像信息进行处理，且输入控制单元用于对系统进行控制，所述影像显示单元用于显示溢油信息影像。
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