现如今,随着海上石油开采的兴起以及海上石油运输的繁荣,诸如船舶海损事故、海上石油平台泄漏事故、沿岸石油储运设备事故等海上溢油事故频发,针对事故所造成的经济、环境损失的评估问题,如何对溢油量进行估计成为一个非常重要的研究课题。随着遥感技术的发展,应用高光谱技术可以实现溢油区域的划定及油膜厚度的估计,从而使得对溢油量的定量估计成为可能。高光谱遥感作为遥感技术的一种,具有光谱分辨率高、波段信息丰富以及图谱合一等特点。目前高光谱图像混合像元分解技术是当下高光谱遥感领域研究的热点,该技术利用高光谱丰富的波段信息对混合像元进行分解,以得到混合像元中的各物质组分及其所占的比例。本论文意图就在于利用高光谱混合像元分解技术,从高光谱实际溢油图像中提取出油、水端元,并计算二者在混合像元中的丰度比例,结合溢油区域的实际油膜厚度,从而实现对油膜厚度的估计。本论文综合比较了混合像元分解技术所建立的线性混合模型和非线性混合模型的优缺点,将简化Hapke模型引入到高光谱混合像元分解中,通过对实验室油膜混合像元以及实际高光谱溢油图像解混结果的分析比较,证明了该方法的解混精度要高于基于线性混合模型的解混精度,而其计算复杂度要低于基于非线性混合模型的解混方法。除此之外,本论文利用AvaSpec光谱仪获取到不同风化时间油膜的像元光谱曲线,通过对光谱曲线的分析,提取出风化稳定性波段,并将其加入到解混波段中,通过对实验室油膜混合像元以及实际高光谱溢油图像解混结果的分析比较,加入风化稳定性波段可以提高解混精度,说明了风化稳定性波段研究的价值和意义。