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陆应诚等:海面油膜高光谱遥感信息提取691
海面油膜高光谱遥感信息提取
陆应诚,田庆久,宋鹏飞,李姗姗
南京大学国际地球系统科学研究所,江苏南京210093
摘要:针对辽东湾海域的Hyperion高光谱遥感数据特点,结合海面油膜光谱与Hyperion影像特征,对该
数据进行水陆分离与最小噪声分离(minimumnoisefraction,MNF)变换处理,在辽东湾海域MNF波段影像的
2D散点图中,海面油膜的出现会在其边缘形成一个异常散点区域,可区分油膜与干扰信息,结合提取的海面
油膜端元的MNF波谱,通过混合调制匹配滤波(mixturetunedmatchedfiltering,MTMF)技术,成功地提取研
究区海面油膜信息,有效监测海面油膜信息,为海洋环境监测提供新的技术手段。
关键词:油膜,高光谱,遥感,Hyperion,辽东湾
中图分类号:X55文献标识码:A
1引言光谱角度制图法(spectralanglemapper,SAM)、混合
调制匹配滤波(mixturetunedmatchedfiltering,
在海洋石油的遥感监测与评估中,海面油膜是MTMF)技术等方法在海面油膜信息提取上的特点。
遥感探测的一个重要对象,多光谱、热红外、雷达近年来,国内学者也不断开展海面油膜遥感研究,
等诸多遥感领域均对此有一定研究(Gonzalez等,赵冬至等(2000)总结了柴油、润滑油和原油等3种油
膜随厚度变化的光谱特征,指出736nm和774nm对
2006;FingasBrown,1997;LabelleDanenberger,
1997;O’Briena等,2005),由于海洋背景复杂,海面不同的油类具有相同的吸收特征；张永宁等(1999,
大气影响、水体对电磁波的散射与吸收作用,海面2000)测试了几种类型油的海面波谱,认为在海洋溢
油膜遥感信息表现为弱信息；又由于海面油膜随来油波谱特征中0.5—0.58μm是不同油膜最高反射率的
源、构成种类、油膜厚度、风化程度的不同表现为所在位置,并利用AVHRR和TM数据识别海洋溢油；
不确定的遥感影像特征；这些因素对海面油膜遥感陆应诚(2008,2009)的海面油膜实验表明随油膜厚度
信息提取存在一定的制约。随着高光谱遥感技术的不同,油膜光谱特征与响应原理表现不同。
发展(童庆禧,2003),针对海面油膜信息的高光谱遥本文以辽东湾双台子河口外海域为研究区,结
感探测方法技术不断得到发展(Foudan,2003)。合海面油膜光谱特点与海面油膜Hyperion遥感影像
Palme(1994)利用小型机载成像光谱仪(CASI)数据研特征,通过高光谱遥感MTMF技术方法,提取研究
究1993年Shetlands群岛溢油事件中产生的油膜和区海面油膜信息。
其他油污信息,指出440—900nm是可以用来进行
溢油油膜信息提取的有效谱段；Foudan(2003)利用机2Hyperion数据预处理
载AVRIS高光谱数据对SantaBarbara海岸带的油污
与海面油膜进行研究,表明分散的石油在580nm、研究区在辽东湾双台子河口外海域,该区是中
700nm具有反射峰,厚油膜在近红外波段反射率要
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