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随着照明技术的发展,许多海滨城市对夜景进行了亮化,但由于一些沿海亮化工程存在照明无序和过度地开发和滥用的现象,导致光污染已入侵到附近水域的船舶夜航光环境,干扰船舶周围水域信号灯的可识别性和船舶驾驶人员的正常瞭望,进而影响船舶的夜航安全。除海滨城市亮化工程外,导致海上光污染的原因还有灯光捕鱼船舶的诱鱼灯以及海上油田的作业照明等。为了监控海上光环境的污染程度,需要对光环境进行测量,但传统的测量工具在测量光环境过程中存在一定的局限性,因此,为了克服传统测量工具的局限性和更好地测量海上光环境参数,提出了基于彩色CCD相机的数字图像研究海上光污染的方法。本文主要工作如下:(1)为了合理地分析海上光污染评价所需要的测量指标,从海上光污染的概念和特点、船舶驾驶人员视觉绩效的影响机理以及光度学和色度学进行了理论分析,得出亮度和色度是评价信号灯可识别性和眩光的重要测量指标。(2)基于CCD相机成像模型分析了相机测量亮度、方位角、立体角以及照度的原理,得出测量海上光环境所需要提取CCD相机图像的参数有RGB值、曝光时间、光圈F以及灰度值等。(3)应用标定实验对CCD相机进行色彩和亮度进行标定,得出基于数码图像的色彩RGB校正公式和亮度计算公式,并对亮度公式进行了精度分析,结果表明其线性拟合度达0.9914,且亮度测量的相对误差在±5%范围内。(4)采用得出的色彩RGB校正公式和亮度公式,以夜航船舶驾驶人员为视点对南京长江大桥亮化工程所产生的光污染进行测量与评价得出:桥区各浮标视觉工效均满足亮度对比度大于1.3的标准要求,且不同测点处对应灯浮灯光与背景光的混合光的色度值均位于GB12708-91(航标灯光信号颜色)规定的相应灯光色度范围内,符合该标准对航标灯的色度要求;夜航在该水域的船舶号灯亮度在42.16cd/m2～94.19 cd/m2范围内时不影响他船对其的识别性,且应注意辨别在6#与8#通航孔的1#灯浮附近水域航行船舶的桅灯与尾灯;眩光GR值都低于50,即舒适程度弱于“不舒服”。综上,本文基于彩色CCD相机的图像处理技术对海上光污染的测量是可行的,可为海上光污染的防治提供一种监测手段。