基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法及装置制造方法及图纸

一种基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法及装置，方法包括：根据研究区的时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行辐射定标、大气校正以及正射校正和图像配准得到各波段数据对应的反射率值；确定对应时序遥感图像的水体指数以提取对应时序遥感图像中的水体目标区域；对非水体区域进行掩膜；根据掩膜处理后的时序遥感图像数据集得到时序聚合遥感图像数据集；获取各聚合遥感数据中水体目标区域内各像素点的生产废液指数；根据水体目标在时序遥感图像集中的出现次数，基于预设的阈值

Identification method and device of oilfield polluted water body based on time series remote sensing image

【技术实现步骤摘要】
基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法及装置


[0001]本专利技术涉及油气生产
，尤其涉及一种基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法及装置。

技术介绍

[0002]油气生产过程中伴随大量生产废液排放，高矿化度水体和高含烃类污染水体是其中两类主要的生产排放污染废液，通常存放于专门的存放点，如高矿化度水体处理池或处理厂站内合法含油废液池，经处理后合规排放，由于生产废液排放存放点数量众多且分布分散，不及时治理和不规范排放都会引发区域生态环境问题，而油气生产工业区多位于地广人稀的生态脆弱区，更需要加强定期巡查，督促及时治理。利用遥感技术，快速识别油田污染水体信息，对于降低人工排查成本，提高统一监管效率有现实意义。
[0003]目前，对于内陆水体的矿化度遥感反演主要针对具有规模较大的内陆盐湖水体，比如：刘英、田淑芳、姜红等基于中、低分辨率的MERIS、TM和MODIS遥感图像，反演盐湖水体的矿化度，王俊虎等利用SPOT高分遥感图像估测尕斯库勒盐湖的矿化度，研究主要针对内陆盐湖水体矿化度变化趋势等方面。内陆油污染水体遥感检测主要针对内陆河流、湖泊和沿岸水体研究其光谱特征，遥感反演水体中石油类含量与光谱特性的关系，比如：刘杨等基于中分辨率的LANDSAT卫星数据，针对较大规模的高含烃类污染废液，利用热异常和多光谱信息提取油气生产区内异常分布区。两类污染水体需要通过不同的方法分别提取。
[0004]油田高矿化度污染水体和高含烃类污染水体的检测主要针对规模较小的水体目标，重在对污染水体的准确识别，而不是浓度分析，而高分辨率遥感图像由于光谱信息有限，识别难度较大、精度低。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种基于时序遥感的同时提取矿化度水体和含油污染水体的油气生产工作区污染水体识别方法及装置、电子设备以及计算机可读存储介质，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，提取一种基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法，包括：
[0008]根据研究区的多个时相的原始卫星遥感图像数据建立时序遥感图像数据集；
[0009]对所述时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行辐射定标、大气校正以及正射校正和图像配准，得到各波段数据对应的反射率值；
[0010]根据各时序遥感图像中各波段数据对应的反射率值确定对应时序遥感图像的水体指数；
[0011]基于所述水体指数提取对应时序遥感图像中的水体目标区域；
[0012]根据所述水体目标区域对对应的时序遥感图像中的非水体区域进行掩膜处理；
[0013]根据掩膜处理后的时序遥感图像数据集得到时序聚合遥感图像数据集；
[0014]获取所述时序聚合遥感图像数据集中各聚合遥感数据中水体目标区域内各像素点的生产废液指数；
[0015]根据水体目标在时序遥感图像集中的出现次数，基于预设的阈值
‑
次数对应关系，获取对应的阈值；
[0016]根据水体目标区域内各像素点的生产废液指数以及对应的阈值识别该水体目标是否为生产污染水体。
[0017]进一步地，所述对所述时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行正射校正、辐射定标、大气校正和图像配准，包括：
[0018]根据多个时相的原始卫星遥感数据的头文件信息得到定标参数和校正参数；
[0019]根据所述定标参数和所述校正参数对所述时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行辐射定标、大气校正以及正射校正；
[0020]对校正后的图像进行地理配准。
[0021]进一步地，按照下述公式确定时序遥感图像中各个区域对应的水体指数：
[0022]NDWI＝((p(Green)
‑
p(NIR))/((p(Green)+p(NIR))
[0023]其中，p(Green)和p(NIR)分别表示绿光波段和近红外波段数据对应的反射率值。
[0024]进一步地，基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法还包括：
[0025]设置阈值
‑
次数对应关系。
[0026]进一步地，所述设置阈值
‑
次数对应关系，包括：
[0027]对掩膜处理后的时序遥感图像数据集进行时相叠加处理，得到叠加遥感图像数据集；
[0028]获取各叠加遥感图像中典型水体目标区域的生产废液指数的平均值以及对应的出现次数；
[0029]对各叠加遥感图像中典型水体目标区域的生产废液指数平均值以及对应的出现次数进行拟合，得到阈值
‑
次数对应关系。
[0030]进一步地，所述根据掩膜处理后的时序遥感图像数据集得到时序聚合遥感图像数据集，包括：
[0031]对掩膜处理后的时序遥感图像进行叠加得到所述聚合遥感图像。
[0032]进一步地，按照下述公式确定水体目标区域内各像素点的生产废液指数：
[0033]PWI＝(p(Green)
‑
p(Red))/p(NIR)
[0034]其中，p(Green)表示绿光波段数据对应的反射率值，p(Red)表示红光波段数据对应的反射率值，p(NIR)表示近红外波段数据对应的反射率值。
[0035]第二方面，提供一种基于时序遥感图像的油田污染水体识别装置，包括：
[0036]时序遥感图像数据集建立模块，根据研究区的多个时相的原始卫星遥感图像数据建立时序遥感图像数据集；
[0037]图像处理模块，对所述时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行辐射定标、大气校正以及正射校正和图像配准，得到各波段数据对应的反射率值；
[0038]水体指数计算模块，根据各时序遥感图像中各波段数据对应的反射率值确定对应时序遥感图像的水体指数；
[0039]水体目标区域提取模块，基于所述水体指数提取对应时序遥感图像中的水体目标
区域；
[0040]掩膜处理模块，根据所述水体目标区域对对应的时序遥感图像中的非水体区域进行掩膜处理；
[0041]图像聚合模块，根据掩膜处理后的时序遥感图像数据集得到时序聚合遥感图像数据集；
[0042]生产废液指数计算模块，获取所述时序聚合遥感图像数据集中各聚合遥感数据中水体目标区域内各像素点的生产废液指数；
[0043]阈值获取模块，根据水体目标在时序遥感图像集中的出现次数，基于预设的阈值
‑
次数对应关系，获取对应的阈值；
[0044]污染水体识别模块，根据水体目标区域内各像素点的生产废液指数以及对应的阈值识别该水体目标是否为生产污染水体。
[0045]第三方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述的基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法的步骤。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法，其特征在于，包括：根据研究区的多个时相的原始卫星遥感图像数据建立时序遥感图像数据集；对所述时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行辐射定标、大气校正以及正射校正和图像配准，得到各波段数据对应的反射率值；根据各时序遥感图像中各波段数据对应的反射率值确定对应时序遥感图像的水体指数；基于所述水体指数提取对应时序遥感图像中的水体目标区域；根据所述水体目标区域对对应的时序遥感图像中的非水体区域进行掩膜处理；根据掩膜处理后的时序遥感图像数据集得到时序聚合遥感图像数据集；获取所述时序聚合遥感图像数据集中各聚合遥感数据中水体目标区域内各像素点的生产废液指数；根据水体目标在时序遥感图像集中的出现次数，基于预设的阈值
‑
次数对应关系，获取对应的阈值；根据水体目标区域内各像素点的生产废液指数以及对应的阈值识别该水体目标是否为生产污染水体。2.根据权利要求1所述的基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法，其特征在于，所述对所述时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行正射校正、辐射定标、大气校正和图像配准，包括：根据多个时相的原始卫星遥感数据的头文件信息得到定标参数和校正参数；根据所述定标参数和所述校正参数对所述时序遥感图像数据集中的每幅原始卫星遥感图像数据进行辐射定标、大气校正以及正射校正；对校正后的图像进行地理配准。3.根据权利要求1所述的基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法，其特征在于，按照下述公式确定时序遥感图像中各个区域对应的水体指数：NDWI＝((p(Green)
‑
p(NIR))/((p(Green)+p(NIR))其中，p(Green)和p(NIR)分别表示绿光波段和近红外波段数据对应的反射率值。4.根据权利要求1所述的基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法，其特征在于，还包括：设置阈值
‑
次数对应关系。5.根据权利要求4所述的基于时序遥感图像的油田污染水体识别方法，其特征在于，所述设置阈值
‑
次数对应关系，包括：对掩膜处理后的时序遥感图像数据集进行时相叠加处理，得到叠加遥感图像数据集；获取各叠加遥感图像中典型水体目标区域的生产废液指数的平均值以及对应的出现次数；对各叠加遥感图像中典型水体目标区域的生产废液指数平均值以...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杨，张楠楠，郭红燕，黄山红，刘松，张博研，董文彤，周红英，邢学文，马志国，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：