1.一种基于光谱反射率特征的水面油膜厚度测量系统,其特征在于,包括:
光谱数据获取单元,其能够预先采集不同油膜厚度的溢油数据所对应的光谱数据作为光谱样本数据,同时在测量过程中实时采集当前溢油位置处所对应的光谱测量数据并将采集到的光谱样本数据及光谱测量数据传输给光谱数据预处理单元;
与所述光谱数据获取单元连接的光谱数据预处理单元,其能够对接收到的所述光谱样本数据或者光谱测量数据进行预处理,并将处理后的数据传输给光谱特征提取单元;
与所述光谱数据预处理单元连接的光谱特征提取单元,其能够基于所确定的光谱特征阈值对所述光谱样本数据进行反射光谱特征提取,以获得相应的光谱反射高度样本数据及光谱吸收深度样本数据,同时能够基于所述光谱特征阈值对光谱测量数据进行反射光谱特征提取,以获得相应的光谱反射高度测量数据及光谱吸收深度测量数据;
与所述光谱特征提取单元连接的反射高度曲线拟合单元,其能够基于所提取的光谱反射高度样本数据创建第一油膜厚度测量数据样本曲线,并基于所创建的第一油膜厚度测量数据样本曲线确定当前的光谱反射高度测量数据所对应的第一油膜厚度测量结果;
与所述光谱特征提取单元连接的吸收深度曲线拟合单元,其能够基于所提取的光谱吸收深度样本数据创建第二油膜厚度测量数据样本曲线,并基于所创建的第二油膜厚度测量数据样本曲线确定当前的光谱吸收深度测量数据所对应的第二油膜厚度测量结果;
以及分别与反射高度曲线拟合单元和吸收深度曲线拟合单元连接的联合运算与结果显示单元,其能够对所确定的第一油膜厚度测量结果、第二油膜厚度测量结果进行取平均值运算,最终计算出当前溢油位置处所对应的油膜厚度并显示相应的测量结果。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:
所述特征阈值即为进行反射光谱特征提取所对应的光谱特征波段,其包括处于771nm波段的光谱反射高度特征值以及处于529-631nm波段的光谱吸收深度特征值。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:
所述光谱数据获取单元采用地物光谱仪。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:
所述第一油膜厚度测量数据样本曲线所对应的拟合函数为
T=-26.263+225624.02R-1.851*10-8R2+4.617*10-10R3
其中,R代表反射高度,T代表油膜厚度。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:
所述第二油膜厚度测量数据样本曲线所对应的拟合函数为
T=24.843*eσ58.373A
其中,该拟合函数为指数函数,A表示吸收深度。
6.一种基于光谱反射率特征的水面油膜厚度测量方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1、预先采集不同油膜厚度的溢油数据所对应的光谱数据作为光谱样本数据;
步骤2、对接收到的所述光谱样本数据进行预处理;
步骤3、基于所确定的光谱特征阈值对所述光谱样本数据进行反射光谱特征提取,以获得相应的光谱反射高度样本数据及光谱吸收深度样本数据;
步骤4、基于所提取的光谱反射高度样本数据创建第一油膜厚度测量数据样本曲线并基于所提取的光谱吸收深度样本数据创建第二油膜厚度测量数据样本曲线;
步骤5、实时采集当前溢油位置处所对应的光谱测量数据;
步骤6、重复步骤2-3,以获得所述光谱测量数据所对应的光谱反射高度测量数据及光谱吸收深度测量数据;
步骤7、基于所创建的第一油膜厚度测量数据样本曲线确定当前的光谱反射高度测量数据所对应的第一油膜厚度测量结果;并基于所创建的第二油膜厚度测量数据样本曲线确定当前的光谱吸收深度测量数据所对应的第二油膜厚度测量结果;
步骤8、对所确定的第一油膜厚度测量结果、第二油膜厚度测量结果进行取平均值运算,最终计算出当前溢油位置处所对应的油膜厚度并显示相应的测量结果。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:
所述特征阈值即为进行反射光谱特征提取所对应的光谱特征波段,其包括处于771nm波段的光谱反射高度特征值以及处于529-631nm波段的光谱吸收深度特征值。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:
所述第一油膜厚度测量数据样本曲线所对应的拟合函数为
T=-26.263+225624.02R-1.851*10-8R2+4.617*10-10R3
其中,R代表反射高度,T代表油膜厚度。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:
所述第二油膜厚度测量数据样本曲线所对应的拟合函数为
T=24.843*eσ58.373A
其中,该拟合函数为指数函数,A表示吸收深度。