一種含油污染水體的識別方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N含油污染水體的識別方法及裝置，其中，所述方法包括：獲取預(yù)設(shè)檢驗區(qū)的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)；對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個所述波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值；根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)，并基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域；根據(jù)各個所述波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別含油污染水體區(qū)域。本申請?zhí)峁┑囊环N含油污染水體的識別方法及裝置，能夠有效地識別含油污染的水體。
【專利說明】
一種含油污染水體的識別方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及污染水體的識別技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含油污染水體的識別方法及
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]陸表含油污染水體主要指表面浮有厚油的水體以及高濃度油水混合的水體，工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生該類含油污染廢液，不及時治理會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。產(chǎn)生該類廢液的化工企業(yè)周圍往往地廣人稀但生態(tài)脆弱，這更是增加了該類含油污染水體的監(jiān)管的難度。
[0003]目前對于水體的提取的研究只是局限于區(qū)分是否是水體，對于水體屬性的劃分更多的集中于水色遙感的探討，關(guān)注的輻射光譜也主要集中在可見光到近紅外波段，對于該類含油污染水體探討的較少。也就是說，目前水體的遙感提取研究致力于劃分水體與非水體，對于水體屬性的劃分也集中于水色遙感的研究，但是對水體是否含油污染的識別尚屬空白。
[0004]應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的【背景技術(shù)】部分進行了闡述而認為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請實施方式的目的在于提供一種含油污染水體的識別方法及裝置，能夠有效地識別含油污染的水體。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本申請一方面提供一種含油污染水體的識別方法，所述方法包括:獲取預(yù)設(shè)檢驗區(qū)的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)，所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中分別包括多個波段數(shù)據(jù);對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值;根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)，并基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域;根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本申請另一方面提供一種含油污染水體的識別裝置，所述裝置包括:原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取預(yù)設(shè)檢驗區(qū)的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)，所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中分別包括多個波段數(shù)據(jù)；輻射校正單元，用于對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值;水體區(qū)域提取單元，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)，并基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域;識別單元，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域。
[0008]由以上本申請實施方式提供的技術(shù)方案可見，本申請根據(jù)原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，可以確定出所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)。通過所述水體指數(shù)對水體區(qū)域進行提取，能夠提高水體區(qū)域提取的精度。本申請通過確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，從而可以有效地從水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域，并且能夠保證識別含油污染水體區(qū)域的精度。
[0009]參照后文的說明和附圖，詳細公開了本申請的特定實施方式，指明了本申請的原理可以被采用的方式。應(yīng)該理解，本申請的實施方式在范圍上并不因而受到限制。在所附權(quán)利要求的精神和條款的范圍內(nèi)，本申請的實施方式包括許多改變、修改和等同。
[0010]針對一種實施方式描述和/或示出的特征可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特征相組合，或替代其它實施方式中的特征。
[0011]應(yīng)該強調(diào)，術(shù)語“包括/包含”在本文使用時指特征、整件、步驟或組件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征、整件、步驟或組件的存在或附加。
【附圖說明】
[0012]所包括的附圖用來提供對本申請實施方式的進一步的理解，其構(gòu)成了說明書的一部分，用于例示本申請的實施方式，并與文字描述一起來闡釋本申請的原理。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0013]圖1為本申請?zhí)峁┑囊环N含油污染水體的識別方法流程圖；
[0014]圖2為本申請中確定含油廢液指數(shù)的方法流程圖；
[0015]圖3為本申請?zhí)峁┑囊环N含油污染水體的識別裝置功能模塊圖。
【具體實施方式】
[0016]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施方式中的附圖，對本申請實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本申請一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒旧暾堉械膶嵤┓绞?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施方式，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。
[0017]圖1為本申請實施方式提供的一種含油污染水體的識別方法流程圖。雖然下文描述流程包括以特定順序出現(xiàn)的多個操作，但是應(yīng)該清楚了解，這些過程可以包括更多或更少的操作，這些操作可以順序執(zhí)行或并行執(zhí)行(例如使用并行處理器或多線程環(huán)境)。如圖1所示，所述方法可以包括以下幾個步驟。
[0018]步驟S1:獲取預(yù)設(shè)檢驗區(qū)的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)，所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中分別包括多個波段數(shù)據(jù)。
[0019]目前，各種衛(wèi)星傳感器對地觀測獲得的多光譜、多時相、多分辨率的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)為遙感監(jiān)測提供了豐富而有效地數(shù)據(jù)支持，長達40年歷史的Landsat系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)無疑是應(yīng)用最廣泛的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，它們在環(huán)境變化監(jiān)測中發(fā)揮了無可比擬的重要作用。新發(fā)射的Landsat8衛(wèi)星除了保持原有Lansat7衛(wèi)星的基本特點外，其近紅外波段光譜范圍的收窄可以去除0.825μπι處的水汽吸收影響，數(shù)據(jù)輻射分辨率的提高可避免極亮/極暗區(qū)灰度過飽和現(xiàn)象，這對反射率較低的水體的細微特征識別有很大幫助，對于本發(fā)明中待識別的地表結(jié)構(gòu)提供了數(shù)據(jù)支撐。
[0020]在本實施方式中，所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)可以為發(fā)生含油污染的區(qū)域。在本申請實際實施過程中，所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)例如可以為準噶爾盆地或者內(nèi)蒙古騰格里沙漠污染區(qū)。
[0021 ]在本實施方式中，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以是從LandsatS衛(wèi)星處獲取的數(shù)據(jù)。所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中可以包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)。所述光譜數(shù)據(jù)中可以包括第一預(yù)設(shè)數(shù)量的波段數(shù)據(jù)，所述熱紅外數(shù)據(jù)中可以包括第二預(yù)設(shè)數(shù)量的波段數(shù)據(jù)。具體地，在實際應(yīng)用過程中，從LandsatS衛(wèi)星處獲取的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以來自兩個主要載荷，分別為OLI (陸地成像儀)和TIRS(熱紅外傳感器)。所述OLI可以提供9個波段數(shù)據(jù)，所述TIRS可以提供2個波段數(shù)據(jù)，其中，所述OLI提供的9個波段數(shù)據(jù)的光譜范圍可以為0.433微米至1.390微米，所述TIRS提供的2個波段數(shù)據(jù)的光譜范圍可以為10.6微米至12.5微米。在本實施方式中，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中的各個所述波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的光譜范圍均可以不相同。
[0022]步驟S2:對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個所述波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。
[0023]在本實施方式中，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)往往為二進制數(shù)據(jù)，其往往無法直接被使用。因此，在本實施方式中，可以對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，從而可以將所述二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可識別的輻射亮度值。這樣，經(jīng)過輻射校正之后，便可以得到所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。
[0024]在本實施方式中，在對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正時，可以對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)的頭文件信息進行分析，所述頭文件信息中可以包含輻射校正所需的定標參數(shù)。在對所述頭文件信息進行分析后，可以獲取所述定標參數(shù)，這樣，便可以根據(jù)所述定標參數(shù)對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，從而得到各個所述波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。
[0025]步驟S3:根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)，并基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域。
[0026]在本實施方式中，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)覆蓋的范圍往往為整個預(yù)設(shè)檢驗區(qū)，根據(jù)所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)得到的輻射亮度值也往往對應(yīng)著整個預(yù)設(shè)檢驗區(qū)。在本實施方式中，可以通過對所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值進行分析，以確定出所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)。所述水體指數(shù)可以用來對所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中的水體區(qū)域進行識別，從而可以基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域。
[0027]在本實施方式中，可以按照下述公式確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù):
[0028]MNDffI=(p(Green)-p(MIR))/(p(Green)+p(MIR))
[0029 ]其中，MNDWI為所述水體指數(shù)，p (Green)為所述光譜數(shù)據(jù)中綠光波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，P (MIR)為所述光譜數(shù)據(jù)中中紅外波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。
[0030]具體地，假設(shè)實際應(yīng)用場景中，所述OLI提供的光譜數(shù)據(jù)中可以包括9個波段數(shù)據(jù)，那么這9個波段數(shù)據(jù)可以根據(jù)光譜范圍從小到大的順序依次被編為I至9號。那么在本實施方式中，所述綠光波段數(shù)據(jù)可以對應(yīng)著3號波段數(shù)據(jù)，所述中紅外波段數(shù)據(jù)可以對應(yīng)著7號波段數(shù)據(jù)。這樣，在實際應(yīng)用場景中便可以根據(jù)下述公式計算所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù):
[0031 ] MNDffI = (Band3-Band7)/(Band3+Band7)
[0032]其中，Band3表示3號波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，Band7表示7號波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。
[0033]在本實施方式中，在確定出所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)之后，可以基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域。具體地，可以預(yù)先設(shè)置水體提取閾值。所述水體提取閾值可以根據(jù)所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)所處地理位置的不同而相應(yīng)改變。然后可以將所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)與所述預(yù)設(shè)水體提取閾值進行比較，并可以將所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中所述水體指數(shù)大于或者等于所述水體提取閾值的區(qū)域確定為所述水體區(qū)域。這樣，通過所述水體指數(shù)對水體區(qū)域進行提取，能夠提高水體區(qū)域提取的精度，進而保證了后續(xù)識別含油污染水體的精度。
[0034]步驟S4:根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域。
[0035]在本實施方式中，在確定出所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中的水體區(qū)域后，可以根據(jù)各個所述波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別含油污染水體區(qū)域。
[0036]在本實施方式中，所述含油廢液指數(shù)可以用來表征水體區(qū)域中含油量的多少。具體地，請參閱圖2，在本申請一優(yōu)選實施方式中可以根據(jù)以下幾個子步驟來確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)。
[0037]步驟S41:根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表比輻射率；
[0038]步驟S42:根據(jù)所述地表比輻射率以及所述熱紅外數(shù)據(jù)中波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度；
[0039]步驟S43:根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值以及所述地表溫度，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)。
[0040]在本實施方式中，首先可以利用光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定出地表比輻射率。具體地，在本實施方式中可以按照下述公式確定所述地?zé)岜容椛渎?
[0041 ] ε=0.004Ρν+0.986
[0042]其中，ε為所述地?zé)岜容椛渎剩琍v為植被覆蓋度。
[0043]在本實施方式中，所述植被覆蓋度可以按照下述公式進行計算:
[0044]Pv=(NDV1-NDVIsoii)/(NDVIveg-NDVIsoii)
[0045]其中，Pv為所述植被覆蓋度，NDVI表示所述歸一化植被指數(shù)，NDVIsciiI表示純土壤的植被指數(shù)，NDVIve3g表示純植被的植被指數(shù)。
[0046]在本實施方式中，所述歸一化植被指數(shù)可以根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值進行計算，具體的計算公式可以如下所示:
[0047]NDVI = (p(Red)-p(NIR))/(p(Red)+p(NIR))
[0048]其中，NDVI表示所述歸一化植被指數(shù)，p(Red)表示所述光譜數(shù)據(jù)中紅光波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，P(NIR)表示所述光譜數(shù)據(jù)中近紅外波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。
[0049]具體地，假設(shè)實際應(yīng)用場景中，所述OLI提供的光譜數(shù)據(jù)中可以包括9個波段數(shù)據(jù)，那么這9個波段數(shù)據(jù)可以根據(jù)光譜范圍從小到大的順序依次被編為I至9號。那么在本實施方式中，所述紅光波段數(shù)據(jù)可以對應(yīng)著4號波段數(shù)據(jù)，所述近紅外波段數(shù)據(jù)可以對應(yīng)著5號波段數(shù)據(jù)。那么在實際應(yīng)用場景中，可以根據(jù)下述公式計算所述歸一化植被指數(shù):
[0050]NDVI=(Band4-Band5)/(Band4+Band5)
[0051]其中，Band4表示所述4號波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，Band5表示所述5號波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。
[0052]在本實施方式中，在確定所述地表比輻射率之后，可以根據(jù)所述地表比輻射率以及所述熱紅外數(shù)據(jù)中波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度。具體地，所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度可以利用普朗克公式對所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的黑體輻射亮度進行換算得到。因此，在本實施方式中，首先可以根據(jù)所述地表比輻射率以及所述熱紅外數(shù)據(jù)中波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，按照下述公式確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的黑體輻射亮度:
[0053]B(Ts) = [La-Lup-^ (1_ε) Ldown]/τε
[0054]其中，B(Ts)表示所述黑體輻射亮度，U表示所述熱紅外波段對應(yīng)的輻射亮度值，Lup表示大氣向上輻射亮度值，Ld_表示大氣向下輻射亮度值，τ為大氣在熱紅外波段的透過率，ε為所述地?zé)岜容椛渎省?br>[0055]在本實施方式中，所述大氣向上輻射亮度值、大氣向下輻射亮度值以及大氣在熱紅外波段的透過率均可以根據(jù)NASA(美國國家航空航天局)公布的數(shù)據(jù)查詢得到。在實際應(yīng)用場景中，假設(shè)所述OLI提供了9個波段數(shù)據(jù)，所述TIRS提供了2個波段數(shù)據(jù)，那么根據(jù)各個波段數(shù)據(jù)的光譜范圍按照從小到大的順序進行編號，所述TIRS提供的2個波段數(shù)據(jù)可以分別編為10號和11號。在本實施方式中，所述熱紅外波段對應(yīng)的輻射亮度值可以為10號波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。對于準噶爾盆地而言，所述大氣在熱紅外波段的透過率可以取
0.92，所述大氣向上輻射亮度值可以為0.59W/(m2.sr.μπι)，所述大氣向下輻射亮度值可以為1.02W/(m2.sr.Mi);對于騰格里沙漠而言，所述大氣在熱紅外波段的透過率可以取
0.97，所述大氣向上輻射亮度值可以為0.19W/(m2.sr.μπι)，所述大氣向下輻射亮度值可以為0.35W/(m2.sr.μπι)。
[0056]在本實施方式中，在確定出所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的黑體輻射亮度之后，可以根據(jù)熱紅外傳感常數(shù)以及所述黑體輻射亮度，按照下述公式確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度:
[0057]Ts = K2/ln(Ki/B(Ts)+l)
[0058]其中，％為所述地表溫度，仏為第一熱紅外傳感常數(shù)，1(2為第二熱紅外傳感常數(shù)。
[0059]具體地，在實際應(yīng)用場景中，所述第一熱紅外傳感常數(shù)可以為774.89W/(m2.sr.μπι)，所述第二熱紅外傳感常數(shù)可以為1321.08K。
[0060]在本實施方式中，可以根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值以及所述地表溫度，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)。具體地，確定所述含油廢液指數(shù)的公式可以如下所示:
[0061 ] OCffI = (p(Green)-p(NIR))/Ts
[0062]其中，OCWI為所述含油廢液指數(shù)，p(Green)為所述光譜數(shù)據(jù)中綠光波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，P(NIR)表示所述光譜數(shù)據(jù)中近紅外波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，TS為所述地表溫度。
[0063]在實際應(yīng)用場景中，所述綠光波段數(shù)據(jù)例如可以為3號波段數(shù)據(jù)，所述近紅外波段數(shù)據(jù)例如可以為5號波段數(shù)據(jù)。
[0064]在本實施方式中，在確定出所述含油廢液指數(shù)之后，可以基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別含油污染水體區(qū)域。具體地，可以預(yù)先設(shè)置含油廢液指數(shù)閾值，該閾值例如可以為I，那么可以將所述水體區(qū)域中含油廢液指數(shù)大于所述含油廢液指數(shù)閾值的區(qū)域確定為含油污染水體區(qū)域。也就是說，可以將所述水體區(qū)域中含油廢液指數(shù)大于I的區(qū)域確定為含油污染水體區(qū)域，從而可以從水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域。
[0065]由以上本申請實施方式提供的技術(shù)方案可見，本申請根據(jù)原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，可以確定出所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)。通過所述水體指數(shù)對水體區(qū)域進行提取，能夠提高水體區(qū)域提取的精度。本申請通過確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，從而可以有效地從水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域，并且能夠保證識別含油污染水體區(qū)域的精度。
[0066]本申請還提供一種含油污染水體的識別裝置。請參閱圖3，所述裝置可以包括:
[0067]原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元100，用于獲取預(yù)設(shè)檢驗區(qū)的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)，所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中分別包括多個波段數(shù)據(jù)；
[0068]輻射校正單元200，用于對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個所述波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值；
[0069]水體區(qū)域提取單元300，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)，并基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域；
[0070]識別單元400，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域。
[0071]在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述水體區(qū)域提取單元300具體可以包括:
[0072]水體區(qū)域確定模塊，用于將所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中所述水體指數(shù)大于或者等于預(yù)設(shè)水體提取閾值的區(qū)域確定為所述水體區(qū)域。
[0073I在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述識別單元400具體包括:
[0074]地表比輻射率確定模塊，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表比輻射率；
[0075]地表溫度確定模塊，用于根據(jù)所述地表比輻射率以及所述熱紅外數(shù)據(jù)中波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度；
[0076]含油廢液指數(shù)確定模塊，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值以及所述地表溫度，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)。
[0077]在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述地表比輻射率確定模塊具體包括:
[0078]歸一化植被指數(shù)確定模塊，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的歸一化植被指數(shù)；
[0079]植被覆蓋度確定模塊，用于根據(jù)所述歸一化植被指數(shù)確定植被覆蓋度；
[0080]確定模塊，用于根據(jù)所述植被覆蓋度確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表比輻射率。
[0081 ]在本申請一優(yōu)選實施方式中，所述識別單元400還包括:
[0082]含油污染水體區(qū)域確定模塊，用于將所述水體區(qū)域中含油廢液指數(shù)大于預(yù)設(shè)含油廢液指數(shù)閾值的區(qū)域確定為含油污染水體區(qū)域。
[0083]需要說明的是，上述各個功能模塊的具體實現(xiàn)方式以及各個參數(shù)的計算公式均與步驟SI至S4中的描述一致，這里便不再贅述。
[0084]由以上本申請實施方式提供的技術(shù)方案可見，本申請根據(jù)原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，可以確定出所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)。通過所述水體指數(shù)對水體區(qū)域進行提取，能夠提高水體區(qū)域提取的精度。本申請通過確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，從而可以有效地從水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域，并且能夠保證識別含油污染水體區(qū)域的精度。
[0085]在本說明書中，諸如第一和第二這樣的形容詞僅可以用于將一個元素或動作與另一元素或動作進行區(qū)分，而不必要求或暗示任何實際的這種關(guān)系或順序。在環(huán)境允許的情況下，參照元素或部件或步驟(等)不應(yīng)解釋為局限于僅元素、部件、或步驟中的一個，而可以是元素、部件、或步驟中的一個或多個等。
[0086]上面對本申請的各種實施方式的描述以描述的目的提供給本領(lǐng)域技術(shù)人員。其不旨在是窮舉的、或者不旨在將本發(fā)明限制于單個公開的實施方式。如上所述，本申請的各種替代和變化對于上述技術(shù)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。因此，雖然已經(jīng)具體討論了一些另選的實施方式，但是其它實施方式將是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員相對容易得出。本申請旨在包括在此已經(jīng)討論過的本發(fā)明的所有替代、修改、和變化，以及落在上述申請的精神和范圍內(nèi)的其它實施方式。
[0087]本說明書中的各個實施方式均采用遞進的方式描述，各個實施方式之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施方式重點說明的都是與其他實施方式的不同之處。尤其，對于裝置實施方式而言，由于其基本相似于方法實施方式，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施方式的部分說明即可。
[0088]本申請可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠嬎銠C系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如:個人計算機、月艮務(wù)器計算機、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的消費電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計算環(huán)境等等。
[0089]本申請可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本申請，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)中。
[0090]雖然通過實施方式描繪了本申請，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。
【主權(quán)項】
1.一種含油污染水體的識別方法，其特征在于，包括: 獲取預(yù)設(shè)檢驗區(qū)的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)，所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中分別包括多個波段數(shù)據(jù)； 對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值； 根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)，并基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域； 根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值具體包括: 從所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)的頭文件信息中獲取定標參數(shù)，并根據(jù)所述定標參數(shù)對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述公式確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù): MNDffI=(p(Green)-p(MIR))/(p(Green)+p(MIR)) 其中，MNDWI為所述水體指數(shù)，P(Green)為所述光譜數(shù)據(jù)中綠光波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，P(MIR)為所述光譜數(shù)據(jù)中中紅外波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征在于，基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域具體包括: 將所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中所述水體指數(shù)大于或者等于預(yù)設(shè)水體提取閾值的區(qū)域確定為所述水體區(qū)域。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)具體包括: 根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表比輻射率； 根據(jù)所述地表比輻射率以及所述熱紅外數(shù)據(jù)中波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度； 根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值以及所述地表溫度，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表比輻射率具體包括: 根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的歸一化植被指數(shù)； 根據(jù)所述歸一化植被指數(shù)確定植被覆蓋度； 根據(jù)所述植被覆蓋度確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表比輻射率。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，按照下述公式確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的歸一化植被指數(shù): NDVI=(p(Red)-p(NIR))/(p(Red)+p(NIR)) 其中，NDVI表示所述歸一化植被指數(shù)，p(Red)表示所述光譜數(shù)據(jù)中紅光波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，P(NIR)表示所述光譜數(shù)據(jù)中近紅外波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值； 按照下述公式確定所述植被覆蓋度:Pv=(NDV1-NDVIsoii)/(NDVIveg-NDVIsoii) 其中，Pv為所述植被覆蓋度，NDVIsciiI表示純土壤的植被指數(shù)，NDVIveg表示純植被的植被指數(shù)； 按照下述公式確定所述地?zé)岜容椛渎?ε = 0.004Ρν+0.986 其中，ε為所述地?zé)岜容椛渎省?.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述地表比輻射率以及所述熱紅外數(shù)據(jù)中波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度具體包括: 根據(jù)所述地表比輻射率以及所述熱紅外數(shù)據(jù)中波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，按照下述公式確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的黑體輻射亮度:B(Ts) = [Lv-Lup-T (1_ε) Ldown]/τε 其中，B(Ts)表示所述黑體輻射亮度，U表示所述熱紅外波段對應(yīng)的輻射亮度值，Lup表示大氣向上輻射亮度值，Ld_表示大氣向下輻射亮度值，τ為大氣在熱紅外波段的透過率，ε為所述地?zé)岜容椛渎剩?根據(jù)熱紅外傳感常數(shù)以及所述黑體輻射亮度，按照下述公式確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的地表溫度:Ts = K2/ln(Ki/B(Ts)+l) 其中，1為所述地表溫度，仏為第一熱紅外傳感常數(shù)，1(2為第二熱紅外傳感常數(shù)。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，按照下述公式確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù): OCffI=(p(Green)-p(NIR))/Ts 其中，OCWI為所述含油廢液指數(shù)，P(Green)為所述光譜數(shù)據(jù)中綠光波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，P(NIR)表示所述光譜數(shù)據(jù)中近紅外波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值，TS為所述地表溫度。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別含油污染水體區(qū)域具體包括: 將所述水體區(qū)域中含油廢液指數(shù)大于預(yù)設(shè)含油廢液指數(shù)閾值的區(qū)域確定為含油污染水體區(qū)域。11.一種含油污染水體的識別裝置，其特征在于，包括: 原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取預(yù)設(shè)檢驗區(qū)的原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)，所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)中包括光譜數(shù)據(jù)和熱紅外數(shù)據(jù)，所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中分別包括多個波段數(shù)據(jù)；輻射校正單元，用于對所述原始衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行輻射校正，得到各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值； 水體區(qū)域提取單元，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)中的波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中各個區(qū)域?qū)?yīng)的水體指數(shù)，并基于所述水體指數(shù)從所述預(yù)設(shè)檢驗區(qū)中提取水體區(qū)域； 識別單元，用于根據(jù)所述光譜數(shù)據(jù)和所述熱紅外數(shù)據(jù)中各個波段數(shù)據(jù)對應(yīng)的輻射亮度值確定所述水體區(qū)域?qū)?yīng)的含油廢液指數(shù)，并基于所述含油廢液指數(shù)從所述水體區(qū)域中識別出含油污染水體區(qū)域。
【文檔編號】G01J5/00GK106066210SQ201610409535
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年6月12日 公開號201610409535.3, CN 106066210 A, CN 106066210A, CN 201610409535, CN-A-106066210, CN106066210 A, CN106066210A, CN201610409535, CN201610409535.3
【發(fā)明人】劉楊, 張楠楠, 鄒立群, 董文彤, 黃山紅, 郭紅艷, 周紅英
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司