1、經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，海洋石油資源開發(fā)和海上運(yùn)輸業(yè)空前繁榮。然而各種溢油事故頻繁發(fā)生，例如不合理的海洋石油資源開發(fā)造成的井噴和爆炸，船舶或油輪運(yùn)輸過程中發(fā)生的觸礁和碰撞等。這給事發(fā)國(guó)家的海域以及周邊國(guó)家和地區(qū)的生態(tài)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重的破壞和損失。此外，海面溢油監(jiān)測(cè)能夠?yàn)楹Ｉ宪娛聜刹煲约皩ふ沂嘛w機(jī)或船只提供有力的信息支撐。如何有效監(jiān)測(cè)海面溢油，及時(shí)為后續(xù)工作獲取有用的海洋表面信息，是目前各國(guó)研究的熱點(diǎn)。合成孔徑雷達(dá)（SyntheticA

2、pertureRadar，簡(jiǎn)稱SAR），作為一種主動(dòng)式的微波傳感器，通過向目標(biāo)發(fā)射電磁波并接收回波信號(hào)來獲取目標(biāo)信息。其不依賴太陽光及光照條件，能夠克服雨天、霧天、夜晚的影響，全天時(shí)、全天候地連續(xù)獲取數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的穿透能力，是海面溢油監(jiān)測(cè)重要的技術(shù)手段之一。
　　SAR海面溢油檢測(cè)是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)溢油監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外溢油檢測(cè)的主要手段是通過預(yù)處理實(shí)現(xiàn)對(duì)溢油圖像的有效去噪，針對(duì)溢油區(qū)域分割解決海水與油膜分離的問題，基于溢油

3、區(qū)域特征提取與分類確定油膜屬性。然而，無論在濾波器的選擇、分割算法的改進(jìn)以及分類器的設(shè)計(jì)等方面，仍然處于不斷的探索和發(fā)展階段。本文在對(duì)溢油監(jiān)測(cè)研究的背景和意義、發(fā)展衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行海面溢油監(jiān)測(cè)的必要性以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)總結(jié)、歸納的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)上述三個(gè)方面的技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　預(yù)處理是海面溢油檢測(cè)的基礎(chǔ)。首先，綜述了SAR成像基礎(chǔ)及SAR海面溢油檢測(cè)機(jī)理，分析了影響海面溢油檢測(cè)的主要因素。其次，在SAR海面溢油圖像輻射

4、校正、幾何校正基本原理分析的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)針對(duì)SAR海面溢油圖像的斑點(diǎn)噪聲濾除，分析了幾種典型濾波器的特點(diǎn)。最后，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析了六種典型濾波器在三種窗口下的性能。
　　分割是海面溢油檢測(cè)的關(guān)鍵。首先，分析了圖像分割的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)研究了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的閾值分割和基于模型驅(qū)動(dòng)的MRF分割方法。其次，在分析最大熵和2D-Otsu兩種典型閾值分割算法的基礎(chǔ)上，針對(duì)分割質(zhì)量不高，計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)的問題，提出了一種改進(jìn)的2D-Otsu算法。通過

5、與最大熵和原2D-Otsu閾值分割算法的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，定量地分析評(píng)估了該改進(jìn)算法的性能，結(jié)果表明，該算法結(jié)合溢油區(qū)域的上下文信息，充分利用溢油區(qū)域?qū)走_(dá)入射波的后向散射較為均勻的特點(diǎn)，可有效改進(jìn)分割質(zhì)量，提高分割效率。最后，針對(duì)單獨(dú)伽瑪(Gamma）模型和單獨(dú)對(duì)數(shù)正態(tài)(Log?Normal）模型不能同時(shí)有效確定目標(biāo)和背景的問題，提出一種伽瑪(Gamma）和對(duì)數(shù)正態(tài)(Log?Normal）模型組合的MRF分割算法。該算法通過?2檢驗(yàn)準(zhǔn)則對(duì)兩種

6、單分布模型進(jìn)行擬合，再利用MRF實(shí)現(xiàn)最終分割。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與單分布模型相比，該組合分布模型MRF分割算法的誤分率更低，分割效果更好。
　　分類識(shí)別是海面溢油檢測(cè)的目的。首先，針對(duì)SAR圖像上常見的類油膜現(xiàn)象進(jìn)行分析。其次，結(jié)合實(shí)測(cè)樣本數(shù)據(jù)集，研究實(shí)現(xiàn)了海面溢油的幾何、灰度、紋理特征提取方法，并通過各特征之間的相關(guān)性及油膜和類油膜分類性能的定量分析與比較，實(shí)現(xiàn)了特征的有效篩選。最后，進(jìn)一步通過 K-近鄰、貝葉斯、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及支