紫外诱导高光谱成像的海洋溢油及乳化探测方法

• 作者: 万剑华 刘康炜 刘杰 李永平 韩仲志
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 光谱学 海洋溢油 高光谱成像 波段差指数 紫外诱导 溢油乳化
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 光谱学
• 页码范围: 294-301
• 页数: 8页
• 分类号: TP75
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS201636.0130002

摘要

针对夜间溢油探测问题,提出了一种通过紫外(UV)LED诱导并基于高光谱波段差辐射指数的探测方法.通过高光谱成像仪,同步采集了紫外LED和卤素灯两种照明方式下的原油、乳化油和本底海水的高光谱图像.基于33个波段(400～720 nm)辐射值构建了波段差指数作为溢油鉴别特征.特征优化方面,通过增L减R法、Fisher法进行了有效波长的选择,通过多维尺度分析、主成分分析(PCA)、独立分量分析进行了波段特征提取,通过径向基函数-支持向量机模型对结果进行识别.结果表明,基于紫外LED的高光谱波段差指数的溢油探测模式,比卤素灯的波段均值识别率分别提高了6.01％和8.17％,因此紫外LED光源更适合夜间溢油及乳化的准确探测.并且,通过Fisher有效波长选择和通过PCA得到的特征组合两种方法识别效果相当,优选的3波段特征的紫外识别率分别达到了85.89％和87.02％,12特征的溢油准确率均达到了100％,通过Fisher法提取的有效波长(400～420 nm),更适合于实际在线溢油探测.紫外诱导下高光谱的成像的海洋溢油鉴别模型,为夜间海洋溢油探测提供了一种快速鉴别方法.