本技术介绍了一种利用紫外波段反射特性区分海冰与云等干扰目标的遥感识别方法。该方法通过分析海冰在紫外波段的独特光学信号,实现了对海冰的高效精确识别,提升了多源遥感影像中海冰检测的准确性。
背景技术
海冰是海洋环境监测的重点对象,其范围与厚度变化大,可覆盖达约10%的地球海洋。海冰在全球系统中具有重要的作用,当前已被集成到气候模式中,可对极地和全球的气候、海洋和生态系统产生深远的影响。此外,海冰也会影响人类在极地的科研和生产活动,是威胁人类在极地海域船舶运输和航行,以及海上石油平台开采安全的重要因素。海冰变化研究,主要通过其面积、覆盖范围、密集度、厚度、表面温度等方面开展。
卫星遥感技术的发展为海冰大规模监测开辟了新途径,可以在短时间内覆盖广阔的海域,及时获取海冰的分布范围和厚度等关键信息。其中,卫星光学遥感为海冰的动态监测提供了良好的技术支撑。例如中国的海洋一号C/D卫星(Haiyang-1C/D,HY-1C/D),美国的中分辨率成像光谱仪(Moderate-resolutionImaging Spectroradiometer,MODIS)等,当前已被广泛应用于极地海冰的观测研究中。光学遥感数据可以提供多波段甚至高光谱信息,基于海冰和背景海水的反射率差异,使用波段阈值法可有效识别海冰;并且对于一些小范围或特定区域的海冰监测,使用高空间分辨率的光学遥感数据可以实现更为精细的观测。在海冰观测过程中,海冰密集度(Sea ice concentration,SIC)和海冰范围(Seaiceextent)是描述海冰的重要参数,分别定义为单位面积内海冰覆盖所占比例和一定区域内被海冰覆盖的总和,其中海冰范围可由海冰密集度计算得到。
利用光学遥感数据开展海冰遥感监测,提供海冰密集度和海冰范围。但由于不同光学卫星载荷波段设置、信噪比等差异,当前海冰光学遥感监测主要受到云的干扰,两者在光学遥感影像中均表现为高反射特征。新一代多波段遥感影像数据搭载有紫外波段,海冰、云、海水等在其各自的反射光谱中具有产生了独特的散射特征,这些特征以峰谷形式呈现,其位置和数值可用于干扰信息的剔除和海冰信息的提取。因此,对海冰及其关键信息的准确识别提取,对于海冰监测具有重要的现实意义。
实现思路