通过SAR图像检测溢油---暗结构检测、特征提取及分类算法.doc
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2022-05-08
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Sensors 2008 18,6642-6659;DO1:10.3390/S8106642
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通过 SAR 图像检测溢油：暗结构检测、特征提取及分类算法
Konstantinos N.Topouzelis
摘要：本文对用合成孔径雷达（SAR）图像检测船舶非法排放油污进行全面综述。总
结了包括该技术操作和研究等方面的现状。溢油严重影响了海洋的生态系统，由于其对脆
弱的海洋和海岸生态的影响引起了政治和科学上的广泛关注。污染物的排放量及对海洋环
境的影响是评价海水水质的主要参数。由于卫星图像系统对海岸区域巡视的覆盖面积较大
且经济，易行，使之用于溢油检测成为可能，实际上也已被广泛应用。该文综述了基于雷
达图像进行溢油检测的方法论，特别关注于用人工和自动方法区分溢油与其他自然现象形
成的疑似溢油现象。所讨论的最基本的技术包括，从 SAR 图像上检出暗结构（或暗影，暗
区域），从这些暗影上提取特征及最常用的分类方法。最后，总结讨论了未来研究的方向
本文引用的参考文献可作为本课题深入研究的出发点。
关键词：溢油；海洋污染；SAR
1.引言
本文的主要目标是：帮助无心作更复杂细致研究的读者获取、更新藉 SAR 图像检测溢油
的知识。假设读者已有 SAR 原理的基本知识，这有益于扩展其对 SAR 在该具体应用领域
的综合知识。
在不同类型的海洋污染中，石油污染，是海洋生态的主要威胁。石油污染源，可来自陆
地，也可直接来源于海上。船舶和采油平台，是海上石油污染的主要来源，这有可能是意
外事故造成的，也可能是故意排放产生的。幸运的是，近来，海上意外事故的数量及其排
放的石油量正呈逐年下降趋势。另一方面，例行的油轮运行可能导致船舶压舱水和油罐清
洗残液仍有排放。此外，其他船舶产生的燃料油泥、轮机废水和舱底污水最终也大多排到
了海里。最近几年，海运能力持续增长，更多船舶投入航运，也增加了非法油污排放的潜
在数量。油轮和其他各类船舶都可能成为非法排污的可疑对象。
溢油检测和监控可以通过船舶、飞机和卫星。装备有特制雷达的船舶可检测海上溢油，
但其作用面积有限，不过需要取样的时候，还是必不可少的。海上溢油监控的主要系统是
装备有 SAR 的飞机和卫星，SAR 可以获取二维图像，是一种主动的微波传感器，其所捕获
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