2016Esri开发竞赛ENVIIDL组作品欣赏——“南海海面油膜遥感识别及决策支持系统”
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2017-01-01
作品单位：中国地质大学（武汉）信息工程学院
小组成员：张立豪、张宁鹏、周宇、陈文媛
指导教师：沈永林
获奖情况：二等奖
视频地址：<a href="http://v.youku.com/v_show/id_X ... gt%3Bhttp://v.youku.com/v_show/id_XMTc2NTMzNTA4NA==.html?&f=27256426&o=0&from=y1.2-3.4.3
一、作品概述
近年来，随着经济的快速发展，我国对于海上资源的勘探与开发也日益扩大。每年通过各种途径泄入于海洋的石油和石油产品数量巨大，污染严重，目前面临资源短缺问题，海上油气资源潜力巨大。在较大的溢油事故中，遥感是大尺度宏观观测的最有效方法。目前，国内外研究人员主要利用机载和星载平台搭载的多波段光学传感器和传感器开展海上溢油监测研究，用于获取溢油位置和扩散情况，以及溢油厚度分布、油种分类和溢油量等重要信息。一方面为响应我国"一带一路"发展战略，为我国海上油气资源开发作准备。而且溢油事故一旦发生，实时掌握溢油动态、分布、溢油量和油种等信息至关重要。另一方面，系统应用可以为海上溢油预测和应急决策提供理论支持，同时对于南海油气资源开采具有一定的指导意义。
本系统设计了将海面溢油信息提取与空间分析一体化处理的方法，提供海洋作业用户需求的辅助决策软件或系统。系统针对不同的数据源研制了相应的油膜提取方法：从多光谱和高光谱数据中计算油膜指数，通过SVM监督分类、深度学习、面向对象分类等方法提取油膜信息；计算热红外图像中油膜和水体的温度差异提取油膜信息；提供雷达图像增强滤波（均值、自适应、形态学等），在增强的结果上，采用阈值法提取油膜信息。作品提供空间分析工具、决策支持工具和制图工具，用于油膜信息的分析和应用，如油膜面积计算、溢油量计算、损失评估等。
二、系统功能设计
系统由遥感图像处理与GIS分析两大模块组成。两大模块又包括各自的子功能模块，将整个系统分为九个功能模块。如下图对应的模块设计和功能模块：
图 功能模块图
2.1系统主界面
主界面主要由以下几部分组成：标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、图像显示区域、鹰眼视图、图层管理、工作目录与波段合成显示窗口。
图：作品主界面
2.2图像处理模块
对图像处理的基本操作，如图像几何校正、重采样、定标、增强、滤波；进行遥感图像的增强、监督及非监督分类等。
图 图像处理模块
图 图像锐化
2.3 油膜指数模快
对多源遥感数据的油膜指数提取操作，提取高光谱指数、多光谱指数、热红外指数操作。
图 油膜指数
图12 HI指数提取结果
图 暗油膜提取
图 油膜温度反演
2.4 油膜提取模块
针对不同的方法进行油膜信息提取分析操作，面向对象分割与处理、多指数油膜提取、深度学习神经网络DBN等。
图19 油膜提取模块
图 SVM分类器结果
2.5 雷达识别模块
针对SAR数据的滤波、识别操作，SAR图像滤波、阈值分割操作等。
图 雷达识别模块
图 进行形态学滤波操作
图 固定阈值法结果
2.6 空间分析模块
空间分模块析提供了分析工具栏、溢油量估算模块、钻井平台分析操作等。
图 空间分析模块
图 溢油量提取结果
图 溢油量饼状图
2.7决策支持模块
对不同溢油区域分块进行决策操作，提供溢油量，输出决策支持结果。
图 检测选择
图 赔偿金额估算
2.8 制图输出模块
制图输出模块包括有添加地图要素、删除要素、打印输出操作。
图 制图输出
2.9地理统计与分析
按照分类渲染结果，输出各类的面积及百分比，生成报表。
图：报表生成
三、作品亮点
系统立足于海面油膜识别及决策支持，将遥感数据处理和GIS空间分析相互结合，形成一个GIS一体化集成的业务系统。、选择多源遥感数据并运用多手段分析，应用多光谱特征分析、多指数提取精确提取海面油膜信息进行全面地监测海面溢油状况。本系统进一步提升遥感与GIS分析的交互操作，高效率地进行遥感数据分析处理。系统有以下亮点：
1、多手段、多源数据的处理功能
2、有效地进行钻井平台的提取，预测溢油信息
3、逐像元法和面向对象分割方法进行提取溢油信息
4、本系统采用最近比较流行的神经网络深度学习算法（DBN）进行油膜信息分类
5、油膜分析模块采用多光谱、高光谱、热红外多源数据结合进行精确分析
6、系统功能丰富、界面友好、交互性强
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102xn6g.html
小组成员：张立豪、张宁鹏、周宇、陈文媛
指导教师：沈永林
获奖情况：二等奖
视频地址：<a href="http://v.youku.com/v_show/id_X ... gt%3Bhttp://v.youku.com/v_show/id_XMTc2NTMzNTA4NA==.html?&f=27256426&o=0&from=y1.2-3.4.3
一、作品概述
近年来，随着经济的快速发展，我国对于海上资源的勘探与开发也日益扩大。每年通过各种途径泄入于海洋的石油和石油产品数量巨大，污染严重，目前面临资源短缺问题，海上油气资源潜力巨大。在较大的溢油事故中，遥感是大尺度宏观观测的最有效方法。目前，国内外研究人员主要利用机载和星载平台搭载的多波段光学传感器和传感器开展海上溢油监测研究，用于获取溢油位置和扩散情况，以及溢油厚度分布、油种分类和溢油量等重要信息。一方面为响应我国"一带一路"发展战略，为我国海上油气资源开发作准备。而且溢油事故一旦发生，实时掌握溢油动态、分布、溢油量和油种等信息至关重要。另一方面，系统应用可以为海上溢油预测和应急决策提供理论支持，同时对于南海油气资源开采具有一定的指导意义。
本系统设计了将海面溢油信息提取与空间分析一体化处理的方法，提供海洋作业用户需求的辅助决策软件或系统。系统针对不同的数据源研制了相应的油膜提取方法：从多光谱和高光谱数据中计算油膜指数，通过SVM监督分类、深度学习、面向对象分类等方法提取油膜信息；计算热红外图像中油膜和水体的温度差异提取油膜信息；提供雷达图像增强滤波（均值、自适应、形态学等），在增强的结果上，采用阈值法提取油膜信息。作品提供空间分析工具、决策支持工具和制图工具，用于油膜信息的分析和应用，如油膜面积计算、溢油量计算、损失评估等。
二、系统功能设计
系统由遥感图像处理与GIS分析两大模块组成。两大模块又包括各自的子功能模块，将整个系统分为九个功能模块。如下图对应的模块设计和功能模块：
图 功能模块图
2.1系统主界面
主界面主要由以下几部分组成：标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、图像显示区域、鹰眼视图、图层管理、工作目录与波段合成显示窗口。
图：作品主界面
2.2图像处理模块
对图像处理的基本操作，如图像几何校正、重采样、定标、增强、滤波；进行遥感图像的增强、监督及非监督分类等。
图 图像处理模块
图 图像锐化
2.3 油膜指数模快
对多源遥感数据的油膜指数提取操作，提取高光谱指数、多光谱指数、热红外指数操作。
图 油膜指数
图12 HI指数提取结果
图 暗油膜提取
图 油膜温度反演
2.4 油膜提取模块
针对不同的方法进行油膜信息提取分析操作，面向对象分割与处理、多指数油膜提取、深度学习神经网络DBN等。
图19 油膜提取模块
图 SVM分类器结果
2.5 雷达识别模块
针对SAR数据的滤波、识别操作，SAR图像滤波、阈值分割操作等。
图 雷达识别模块
图 进行形态学滤波操作
图 固定阈值法结果
2.6 空间分析模块
空间分模块析提供了分析工具栏、溢油量估算模块、钻井平台分析操作等。
图 空间分析模块
图 溢油量提取结果
图 溢油量饼状图
2.7决策支持模块
对不同溢油区域分块进行决策操作，提供溢油量，输出决策支持结果。
图 检测选择
图 赔偿金额估算
2.8 制图输出模块
制图输出模块包括有添加地图要素、删除要素、打印输出操作。
图 制图输出
2.9地理统计与分析
按照分类渲染结果，输出各类的面积及百分比，生成报表。
图：报表生成
三、作品亮点
系统立足于海面油膜识别及决策支持，将遥感数据处理和GIS空间分析相互结合，形成一个GIS一体化集成的业务系统。、选择多源遥感数据并运用多手段分析，应用多光谱特征分析、多指数提取精确提取海面油膜信息进行全面地监测海面溢油状况。本系统进一步提升遥感与GIS分析的交互操作，高效率地进行遥感数据分析处理。系统有以下亮点：
1、多手段、多源数据的处理功能
2、有效地进行钻井平台的提取，预测溢油信息
3、逐像元法和面向对象分割方法进行提取溢油信息
4、本系统采用最近比较流行的神经网络深度学习算法（DBN）进行油膜信息分类
5、油膜分析模块采用多光谱、高光谱、热红外多源数据结合进行精确分析
6、系统功能丰富、界面友好、交互性强
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102xn6g.html
