基于面向对象和模糊逻辑的SAR溢油检测算法

苏腾飞，李永香，李洪玉



基于面向对象和模糊逻辑的SAR溢油检测算法

苏腾飞1，2，李永香3*，李洪玉1

(1. 内蒙古农业大学 水利与土木建筑工程学院，内蒙古自治区 呼和浩特 010018；2. 国家海洋局第一海洋研究所，山东 青岛 266061；3. 内蒙古师范大学 地理科学学院，内蒙古自治区 呼和浩特 010022)

摘要：星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)具有全天时、全天候的工作能力，已被众多学者认为是非常适合探测海面溢油污染的遥感器。然而在SAR影像中经常出现“类油膜”现象，这严重干扰了SAR溢油检测的精度。因此，如何有效区分SAR影像中的油膜和类油膜，对提升溢油检测精度具有重要意义。本文利用面向对象图像分析的方法，从20景ENVISAT ASAR影像中提取了较多的溢油和类油膜样本，对其基于对象的形状、物理和纹理特征进行了综合分析，找出了适合区分溢油和类油膜的特征量。利用特征分析的结论，本文建立了一种基于模糊逻辑的溢油检测算法。该算法可以有效区分SAR影像中的溢油和类油膜，还可以给出暗斑被判定为溢油的概率。溢油检测实验说明，本文方法能够得到令人满意的效果。

关键词：合成孔径雷达；特征分析；溢油分类；面向对象图像分析；模糊逻辑

1引言

海洋溢油事故监测是海洋溢油污染防治中非常重要的环节。传统监测方式，如飞机、船舶、浮标等，实施成本较高、观测范围有限，难以满足海洋监测中大面积、实时监测的要求[1—2]。卫星遥感技术的兴起，为这一难题提供了有效的解决方案。众多学者的研究表明，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是溢油遥感监测的最为有效的遥感器之一[2—4]。……