第32卷，第7期 2012年7月
谱学与光诺分析光
Spectroscopy and Spectral Analysis
基于小波变换的油膜光谱特征分析
李颖，刘丙新，李宝玉，陈铎大连海事大学环境信息研充所，辽宁大连116026
Vol.32,No.7.pp1923-1927
July,2012
摘要水上溢油光讲作为高光谱退感目标识别与分类的参考依据，在澄油识别与降度区分等方面具有重要的研究意义。通过测量怀度范围为1.0~127um间的轻荣油的20组光谱曲线，计算其反射率光造曲线随厚度变化的特征，并利用db4小波对反射率数据进行处理，突出光讲奇升性及其位置与奇异值随油膜怀度变化的特征。在研究范围内的油膜光谱反射率高于水体，但反射率值与油膜降度间无固定增减关系。在其厚度小于6μm时反射率光谱曲线无明显待征，厚度大于6am后在388nm附近存在区别于水体的反射峰特征且随厚度增加特征愈加突出。油膜光谱小波分析后的细节系数在388～393nm内表现出明显的奇异性，并且奇异位胃随降度增加向短波方向移动、奇异板值增大。研究证实了小波分析在确定油膜光谱待征位置与变化研究中的积极作用，并发现了紫外可见光短波范围内的光谱特征，为紫外遥感进行溢油识别提供了科学依据。
关键词小波分析；溢油；光谱：遥感
中图分类号：TP722.4
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)07-1923-05
射率曲线趋势，指出甚薄油膜反射率普遍高于海水，在350 ~540nm与海水反射差异明显。
前人主要研究可见光中长波范围内的光谱特征，且注重
溢油作为海上重要污染物之一，越来越引起公众的注意，尤其在2010年大连新港溢油爆炸之后，溢油事故所引发的环境污染间题已成为人们迫切关注的焦点。除了因海底自然渗漏与平台泄端之外，船舶事故也是海上溢油的重要来源。溢油发生后，在其自身溶解作用和瑞流形成的垂直扩散过程中，一部分成分进人水体，致使海洋生物发生死亡或者导致赤潮的发生，对海洋环境造成极大损伤"。
目前利用通感手段对水上澄油的探测进行了广泛的研究，并取得一定成果[24]，对水上溢油的可见光近红外波段的光谱待征与图像特征进行了比较细致的讨论。Lammonglia 等(S对原油、油膜以及乳化后的油的光谱特征进行了实验室测量与分析，指出在三种状态下均可表现出VNIR-SWIR的光谱特征。赵冬至等*]对润滑油、柴油和原油在不同怀度下的反射率进行了分析，并指出柴油随厚度增加反射率增大，而润滑油和原油则反之。张永宁等对润滑油、煤油、重荣柴油和原油的光谱反射率随厚度变化进行了研究，并提取了有利于溢油识别的遥感波段("。陆应诚等对油膜光谱反射率与油滴数进行了相关性分析，指出反射率与油膜序度间具有很强的将荫数关系，并讨论了海上甚薄油膜在六种状态下的反
油膜反射率光谱数据的分析，以油膜反射率总体高低变化趋势研究为主，对光谱待征的变化研究不足，缺乏对内在规律的发现。本工作选取轻柴油作为研究对象，利用ASD地物光谱仪（350～2500nm)进行测量，利用小波分析方法在奇异性和不连续性探测方面的优势[.10]，对不同降度下油膜的光谱待征进行提取，得到油膜反射率及其曲线奇异性随厚度变化的关系，并发现在紫外-可见光波段所现出来的显著特征，为水上溢油日标的发现提供了新的解译待征与思路。
实验部分 1
1.1实验条件与仪器
实验材料选用大连海事大学实习船"育绳"轮所使用的轻荣油作为研究对象，光诺测量设备为ASDFieldSpec?3地物光谱仅，光谱范围为350~2500mm，采样间隔为1.4nm(350~1000nm）和2nm（1000~2500mm)，参考板采用与 ASDFieldSpec?3配套的没反射标准参考板。实验容器采用深60cm、直径50cm的圆，内涂黑色哑光速，并在桶外围
收稿日期：2011-12-12，修订日期：2012-02-09
基金项目：国家自然科学基金项目（41071260，41171329)，国家海洋局公益项目（2012418012-02)和辽宁省教育厅项目（2009T010)资助
作者简介：李，1968年生，大连海事大学教投万方数据
e-mail; yldmu@126, com