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一种输油码头溢油监测系统及方法
本发明涉及一种输油码头溢油监测系统及方法，主要用于检测输油码头的溢油情况，提高油品输送的安全性和可靠性。
本系统包括传感器、数据采集器、数据处理器和报警器。
传感器安装在输油管道、储油罐等位置，用于实时监测油品的流量、压力、温度、液位等参数，并将数据传输给数据采集器。
数据采集器将采集到的数据传输给数据处理器，通过算法处理数据，判断油品是否发生溢油，并根据预设的报警规则触发报警器进行报警。
本方法基于传感器实时监测油品的参数，通过算法判断油品是否发生溢油，并根据预设的报警规则进行报警。
其中，算法包括流量比对算法、压力波动算法、液位监测算法等。
本系统及方法具有监测数据准确、实时、可靠的优点，能够及时预警溢油隐患，保障输油过程的安全性和稳定性。
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海洋环境监测站应对溢油突发事故的方法探讨蔡圣伟，华丹丹，张树刚（温州海洋环境监测中心，浙江325000）摘要：本文探讨了海洋环境监测站应对溢油突发事故处置中的可使用的各种监测方法，重点介绍了现场海洋环境监测的方法，并提出了通过加强应急监测队伍和监测能力的建设来提高处理此类事故的能力。
关键词：溢油事故；环境监测；应急中图分类号：X834文献标识码：A文章编号：1007－0370（2012）03－0146－02emergency monitoring methods of oil spill accidents in marine environmental monitor stationCai Shengwei，Hua Dandan，Zhang Shugang（Wenzhou Marine Environmental Monitoring Center Station，SOA，Zhejiang325027）Abstract：This paper discusses about kinds of monitoring methods used in oil spill accidents in marine environmental monitor station．The capacity buildings of emergency monitoring terms and monitoring tools were strengthened．Key words：Oil spill；environmental monitoring；emergency．1引言随着海上石油开采活动日益频繁，海上石油运输空前活跃。
对海洋环境带来了极大的压力，如压载水、洗舱水的排放、船舶设备运转中油的跑冒滴漏等。
2009年，中国原油进口量首次突破2亿吨，达到20379万吨，其中的90%均通过海上船舶运输完成。
作为中国近海常见的重要环境灾害之一，海洋溢油事故在过去几十年中未曾停歇。
基于SAR图像的海面溢油检测研究共3篇基于SAR图像的海面溢油检测研究1基于SAR图像的海面溢油检测研究随着人类活动的不断增加，海洋面临着诸多污染威胁，其中之一就是海面溢油。
海面溢油是指发生在海洋中的石油及其制品泄漏事件，它会对海洋生态系统和渔业业务造成严重影响，同时也影响到人们的生活和环境保护。
因此，急需一种可靠、快速的海面溢油监测方法，以便迅速发现溢油点及时应对。
传统的方法是通过在海上巡逻或飞机上进行监测，但这种方法在范围、准确性和成本方面存在着很大的局限性。
近年来，基于合成孔径雷达（SAR）的海面溢油检测研究在国际上得到了广泛关注。
SAR技术可以利用微波信号对海洋表面进行探测，在不受时间、天气和夜晚限制的情况下对海面溢油进行快速、高效的监测。
基于SAR图像的海面溢油检测主要是通过对海面上的油膜进行探测来实现的。
油膜是由溢油事件形成的一层表面膜，在SAR图像中呈现为一条亮度较高的条纹。
SAR图像的反射率与油膜的厚度和油膜表面粗糙度有关。
通过对SAR图像的处理和分析，可以得到海面溢油的位置、面积和密度等信息，从而达到及时控制海面溢油的目的。
目前，基于SAR图像的海面溢油监测方法已经取得了较好的研究进展。
研究人员们不断开发新的算法和技术，提高了检测的准确性和效率。
例如，在对SAR图像进行去噪处理的同时，可以采用多层分层判别分析（MDPCA）算法来识别油膜。
同时，也可以利用支持向量机（SVM）进行分类识别，进一步提高检测的准确性。
除了以上方法之外，基于SAR图像的海面溢油监测还有一些新的研究方向，例如结合其他成像技术，更加有效地检测海面溢油。
其中，多源遥感技术可以结合SAR图像与红外辐射图像等相结合，增强了对海面溢油的判别能力。
此外，还有一些基于深度学习的新型算法，比如基于卷积神经网络（CNN）的方法，可以更加精准地检测海面溢油。
总之，基于SAR图像的海面溢油检测是一种快速、高效且可靠的海洋污染监测方法。
海上溢油监测技术研究进展作者：崔矿庆来源：《城市建设理论研究》2014年第07期摘要：当前，海上溢油已经成了主要的海洋污染形式之一，本文简单介绍了几种海上溢油监测技术，对其应用现状作了分析，并对其未来的发展进行了展望。
关键词：海上溢油；监测技术；现状中图分类号：X924 文献标识码： A引言海洋运输是主要的世界原油贸易运输形式，在原油运输、装卸过程中，时有原油泄漏事件发生，并且因为石油开采技术正向深海方向发展，海上作业造成的油品泄漏事故成了海洋污染的重要源头。
海洋运输技术和海洋开发技术的进步使得海上溢油事故发生率也相应的增加了。
高频发生的溢油事故不但导致了严重的能源浪费，而且还严重的破坏了海洋生态和环境。
海上溢油对环境的影响原油中含有大量的苯和甲苯等有毒化合物，原油一旦泄漏到海洋后，这些有毒化合物会迅速进入食物链，从低等的藻类、到高等哺乳动物，无一能幸免。
成批的海鸟被困在油污中，它们的羽毛，一旦沾上油污，就因无法飞翔离开大海，而沉入海底溺毙，或者因中毒而死亡。
同时被油污污染的海豹、海豚一次又一次跃出水面，试图把皮毛上的油污甩掉，但最后终于精疲力竭，挣扎着沉入海底。
此外潜在的损害会更进一步扩展到事件发生地的生态系统中，存活下来的生物在受到冲击后的数年中，受毒物的影响也将遗传至数种生物的后代，这种影响是深远的，因为人类也同样在食用海产品。
还有更多靠海为生的人，将会在一时间丧失所有。
（图一原油泄漏危害）溢油是一个十分敏感的话题，溢油发生后，一般情况下需要清理港区水域，这必然会对船舶的进出港造成影响。
同时要对被污染的游艇和船舶采取清洁措施，该操作成本比较高。
如果岸线设有工厂取水口，溢油就会进入工厂设备系统，毁坏设备，甚至使得一个工厂关闭。
盐业和海水淡化业等都会直接被溢油污染，造成严重的经济损失。
溢油事故发生时，应及时采取应急措施保护这些资源。
因为溢油对不同岸线的影响不同，所以它们对溢油的敏感性也不同。
溢油发生的时候，要依据各类岸线对溢油的敏感程度排列优先保护次序，为决策者确定应急对策提供便利。
海上溢油监测系统综述作者：高安泰来源：《中国新通信》2021年第13期【摘要】世界各国都特别注意保护海洋环境和环境，我国的海上活动变得越发活跃，交通量急剧增加，大型船舶，油轮和集装箱船的装箱量将超过10，000个，同时也成为了一有事故较多的国家。
溢油型船会导致严重的溢油污染事故，例如10，000吨的石油流入，将导致不可逆转的环境灾难和巨大的经济损失。
因此，在石油开发过程中，有必要加强海上航行的安全性，提高处理溢油事故的能力，这也成为海上石油开发的重要任务之一。
我们密切监控溢油，以正确应对和解决环境中污染海上溢油的迅速恶化，提高我们应对污染事件并减少环境破坏的能力。
有效的管理措施可以降低经济和环境的损害，这对于实现保护海洋环境的目标是必要的。
【关键词】海上溢油监测系统引言：近年来，海上溢油事件频发，如 2010 年 4 月 20 日美国墨西哥湾采油平台爆炸引发的漏油事件， 2021 年3月4日以色列发生重大石油泄漏事件，事件溢油的发生严重影响人类健康和环境安全。
随着近海石油勘探和开发规模的扩大以及最早的结构或陈旧的结构的污染，海上溢油的风险增加。
非石油农场中溢油污染的风险增加正在推动技术海上溢油监测的发展，并且已经不断地应用于研究现状。
一、海上溢油监测系统的研究现状海上溢油对海洋环境造成严重污染，海上溢油快速监测技术的研究和开发对于保护海洋环境至关重要。
目前，海上溢油监测的模式主要包括卫星音频监视，远距离航拍音频监视，远程船舶音频监视，CCT溢油监视，定点和浮标监视等。
1.1 卫星遥感监测卫星电视跟踪探测器使用卫星作为工作平台，并使用由卫星生成的各种溢油探针传感器从地表提取信息并确定溢油水的表面，然后对信息进行处理。
当前使用的监测声音电视卫星主要包括：陆地资源卫星（LANDSAT），法国斯波特卫星（SPOT），欧空局环境卫星（EN溢油ISAT），海洋水色卫星SeaWIFS。
在目前所有卫星上都已安装的监测传感器中，合成孔径雷达可提供更好的控制。
全自动避碰和溢油雷达探测系统在海上油田中的应用发布时间：2021-04-19T02:25:47.674Z 来源：《新型城镇化》2020年23期作者：邢成路[导读] 卫星远程监视的依凭的是人造卫星，将可以监测溢油情况的传感器通过人造卫星绑定进而检测海底的石油开采情况，并将得到的信息整合后人工识别是否有溢油的发生并判断事情的严重性。
中海石油环保服务（天津）有限公司天津 300457摘要：石油对每个国家的发展有着至关重要的作用，除了陆地的油田外，海洋里的石油也随着科技的发展慢慢能得到良好开采了，但是海上石油的开采与陆地的不同，对技术及设备的要求更高，随之而来的企业发生事故的概率就大幅增加，另外因为海上开采的特殊性，对环保的要求很高，若开采不当会对当地海洋造成严重污染，严重情况会跟随洋流污染到其他区域。
所以对设施的防撞及石油溢出的事前、事中、事后处理的要求就非常高了。
现针对海上平台设施防碰撞及溢油监控技术兼现代勘测船只躲避碰撞系统被动检测特点，可以尝试利用被动检测特点和雷达监测技术，研究如何主动探测及防撞能力。
为从事海上油田工作的人员提供安全保障进而创造更多经济价值避免不必要的损失；另外海上油田开采中若发生溢油问题会导致的环境污染也会有进一步的改善，对于保护环境及尊重物种生命的多样性有着巨大的作用。
关键词：避碰；雷达探测；海上油田一、目前使用的溢油探测方式简析1.1使用卫星远程探测监视的方式卫星远程监视的依凭的是人造卫星，将可以监测溢油情况的传感器通过人造卫星绑定进而检测海底的石油开采情况，并将得到的信息整合后人工识别是否有溢油的发生并判断事情的严重性。
卫星远程探测监视可以监测到大部分能监测到的区域，因为是以卫星图像的形式发送给工作人员，所以易于处理各种突发情况，但是也存在一定局限性，观测周期长，清晰度受设备本身的质量及观测距离的影响很大。
1.2使用雷达来勘测溢油情况海面受海底情况及潮汐的影响，会有海浪等情况出现，反应在雷达设备上就是图像上会有明暗的区分。
卫星遥感监测海上油田溢油随着世界海洋运输业的发展和海上油田不断投入生产，海上溢油事故频发，在最近30年里，全球溢油量超过4500万立方米的事故就有62起。
近年来，在中国海域也发生过多起恶性溢油事故，其中在胶州湾发生的两起外轮溢油事故，共溢出原油4000多吨，使200公里海岸及10余万亩滩涂养殖场受到污染，水产资源遭到严重破坏。
溢油事故往往造成大面积海域污染，造成严重的生态破坏，引起了各国政府的重视。
世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测。
基本方法就是航空遥感、卫星遥感和雷达遥感监测。
由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故,尤其是大型溢油事故的可能性。
船舶发生溢油污染事故后,需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋环境和人命财产。
而提起海上油田溢油，我们不得不说洋流对漂油的作用。
洋流的流速，流向，无疑是船舶选择航线，准确定位和掌握航向、航速的重要参数。
表层流，中层流和深层流还都会影响气候，生物地球化学循环和海洋生物链。
目前常用的观测方法是海上浮标观测，是一种少、慢、差，费的方法。
西方各国利用卫星平台上装置的雷达高度计，完全可以完成海上浮标的观测任务。
雷达高度计发射不间断的脉从计算海面返回卫星的时间差来测量海面拓扑，用这种海面拓扑再与已知的水准平面比较，推导出海面高度差。
例如在2010年发生在墨两哥湾的溢油事故中，溢油漂移趋势受到洋流的作用,漂移方向与洋流方向一致.研究表明,至5月1日对溢油处理与漏油处封堵的努力效果甚微,油污面积有继续扩大趋势,油污漂移方向与洋流具有较强相关性.该研究验证了光学遥感图像可以很好地对溢油事故造成的溢油范围进行监测,结合GIS的空间分析功能和洋流等信息可对溢油面积和溢油漂移趋势进行监测与分析,从而为溢油控制与清理提供重要参考信息。
人类社会正面临着“资源日趋枯竭、环境日益恶化和人口不断剧增三大威胁而且这种态势也有进一步加剧的趋势已经严重威胁到了人类的未来发展。
![一种基于SAR图像的海上溢油检测方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/65736ce9f12d2af90342e670.png)
专利名称：一种基于SAR图像的海上溢油检测方法专利类型：发明专利
发明人：师皓,张博程,王裕沛,陈亮,郑幸飞
申请号：CN202010677040.5
申请日：20200714
公开号：CN111861918A
公开日：
20201030
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种基于SAR图像的海上溢油检测方法，将待检测SAR图像复制为两份，一份通过滤波处理后直接进行最大熵阈值分割，可以比较容易检测到大面积的溢油；另一份通过滤波处理后，先进行一次对比度增强处理，再进行最大熵阈值分割，可以比较容易检测出细节，避免漏检；之后将二者的处理结果进行融合，得到最终的识别结果图像，以此可以减少虚警，提高准确率；且本方案计算简单、运算时间短，可在在轨平台上进行实时处理。
申请人：北京理工大学重庆创新中心,北京理工大学
地址：401135 重庆市渝北区龙兴镇曙光路9号9幢
国籍：CN
代理机构：重庆智慧之源知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：余洪
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海上溢油SAR遥感监测及溢油漂移快速数值预报技术研究宋莎莎;赵宇鹏;安伟;靳卫卫;李建伟【摘要】为探讨海上溢油遥感监测与溢油漂移数值模拟技术的联合应用,采用凝聚层次聚类算法从SAR遥感影像中识别油膜,采用基于风、浪、流耦合三维水动力模型研发的中国近海溢油漂移快速预报模型,将遥感识别结果作为溢油漂移数值预报模式的初始输入,预测油膜的漂移,然后将溢油漂移预测油膜与下一时相SAR遥感识别油膜进行比对,发现二者吻合较好,表明SAR遥感监测技术与数值模拟技术结合应用,可优势互补,同时获取海面油膜位置、面积和动态漂移信息.【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2016(034)001【总页数】9页(P138-146)【关键词】溢油;SAR;遥感监测;数值预报【作者】宋莎莎;赵宇鹏;安伟;靳卫卫;李建伟【作者单位】中国海洋大学,山东青岛266003;中海石油环保服务有限公司,天津塘沽300452;海洋石油安全环保技术研发中心,山东青岛266061;中海石油环保服务有限公司,天津塘沽300452;海洋石油安全环保技术研发中心,山东青岛266061;中海石油环保服务有限公司,天津塘沽300452;海洋石油安全环保技术研发中心,山东青岛266061;中海石油环保服务有限公司,天津塘沽300452;海洋石油安全环保技术研发中心,山东青岛266061;中海石油环保服务有限公司,天津塘沽300452;海洋石油安全环保技术研发中心,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】X55;TP752海上溢油应急管理和事故处置重在预防和早期预警。
通过遥感监测和数值预测技术，尽早发现溢油并做出污染预警，可以有效提高应急处置效率，降低环境污染损害。
通过近几年的发展，建立了海上溢油卫星遥感监测系统和溢油预测系统，在海上溢油应急中发挥了重要作用。
SAR(合成孔径雷达)遥感技术具有大范围海域同步监测、全天时全天候监测的优势，获取的油膜信息可为现场飞机船舶勘查提供指导，并相互配合确认溢油状态；但是SAR遥感监测受卫星重访周期的限制，溢油监测时效性无法保证。
![海面溢油检测方法、装置、电子设备及存储介质[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/c03bac9268dc5022aaea998fcc22bcd126ff42b2.png)
专利名称：海面溢油检测方法、装置、电子设备及存储介质专利类型：发明专利
发明人：李芳芳,任慧敏,洪文,韩冰,周晓,董颖博
申请号：CN202111347787.5
申请日：20211115
公开号：CN114241402A
公开日：
20220325
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种海面溢油检测方法、装置、电子设备及存储介质。
其中，海面溢油检测方法包括：获取待检测图像，并将所述待检测图像输入至溢油检测模型，其中，所述溢油检测模型通过第一数量的海上油膜训练样本集训练得到，所述第一数量小于或等于第一阈值；基于所述溢油检测模型的输出结果，确定所述待检测图像的检测结果。
在溢油样本数量较少的前提下，通过本发明提供的海面溢油检测方法，可以解决基于极化特征进行溢油检测的信息冗余量过高问题，进而提高了溢油检测结果的准确度。
申请人：齐鲁空天信息研究院
地址：250132 山东省济南市历城区宏昌路空天信息科技馆
国籍：CN
代理机构：北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：王治东
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一种适合于SAR海面溢油图像的分割方法
杨永生
【期刊名称】《苏州科技学院学报（工程技术版）》
【年(卷),期】2010(023)003
【摘要】提出了一种改进的模糊c均值聚类图像分割算法,利用直方图作为模糊c 均值算法的初始值,克服了该算法对初始值敏感性的问题,并以ENVISAT ASAR和ERS SAR两种不同类型的溢油图像为例进行分析,实验结果表明,该方法是一种计算效率适中的SAR溢油图像分割算法.
【总页数】3页(P78-80)
【作者】杨永生
【作者单位】苏州科技学院,电子信息工程学院,江苏,苏州,215011
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.基于纹理分析和人工神经网络的SAR图像中海面溢油识别方法 [J], 石立坚;赵朝方;刘朋
2.基于SAR图像的海洋溢油分割方法研究 [J], 李淑清;李瑞华;王潇
3.SAR图像海面溢油检测技术分析 [J], 康利军;李晓峰;宋甜甜
4.基于全卷积神经网络的SAR海面溢油图像分割方法 [J], 魏帼; 郭浩; 安居白; 刘欢
5.基于KFCM和改进CV模型的海面溢油SAR图像分割 [J], 吴一全;郝亚冰;吴诗婳;张宇飞;谢乾坤
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(8～14μm)的光，来探测物体的热辐射。
热成像把热辐射转化为灰度值，再利用各物体的灰度值差异来成像，从而发现和识别目标。
通过先进的图像处理技术，对油、海水、设备进行实时监测。
热成像监测方式为视频监测方式的一种，利用热成像摄像头，对海面和作业管道设备进行实时监测和测温，通过监测设备、海水和油的温度差异，可对溢油现象进行监测，及时报警，可视化应用，方便快捷，准确度高。
同时，热成像监测结合图像识别技术，也可以用异物进入差异法，发现海上溢油。
1.3.2 系统特点其优点是可以实现在线24h 全天候、自动溢油监测和报警记录，监测的油品种类多。
缺点：采用热成像法时只显示物体热轮廓，油污在短时间后会变成与海水温度一样，致使探测困难，误报率高。
采用差异法时，需要有全面的数据库进行对比，目前该数据库尚不完整，存在漏报、误报的可能。
1.4 紫外光诱导荧光技术1.4.1 系统原理紫外光诱导荧光溢油监测是基于水面荧光技术和快速筛选法，主要由脉冲紫外LED 灯、接收光学系统、控制处理电路等组成。
采用365nm 的脉冲紫外光束可以激发监测水域中的油分子产生荧光，接收光学系统收集产生的荧光信号作进一步的处理。
接收到的信号立即由集成分析控制器软件进行分析。
1.4.2 系统特点其优点是可以实现在线24h 全天候自动溢油监测和报警记录，可监测适用的油品种类多，同时可以在复杂的有机组合物中，以高的灵敏度和高选择性区分单个组分的光谱特性。
缺点：紫外光监测只可定点监测、监测范围小，抗干扰能力较差，容易误报。
1.5 遥感技术1.5.1 系统原理遥感溢油监测模式有卫星遥感、船舶遥感、飞机遥感和雷达遥感。
目前，适用于海上平台的固定式雷达组网溢油监测技术已经进入应用阶段，其对油膜的存在是比较敏感的，雷达影像经过处理，就能够辨别出溢油区域。
这是遥感技术主要的探测手段。
雷达波穿透力强，受天气影响较小，也不受白天黑夜的影响。
0 引言随着我国海洋石油勘探和开采规模不断扩大，海洋钻井、采油平台、海底管线逐渐增多，而这些设备一旦发生溢油事件，将对海洋环境造成长远的永久性影响。
北京师范大学环境数据采集与分析期末论文题目： SAR海面溢油监测方法__ 姓名：***学号：************年级：2009级专业：环境工程SAR海面溢油监测方法摘要：海洋溢油发生后，准确及时的监测溢油对于海洋环境保护具有重要意义。
随着卫星遥感技术的高速发展，遥感己经成为监测溢油的最重要和最有效手段之一。
本论文以海面溢油为研究对象，讨论了利用SAR采集数据监测海面溢油的方法，重点在SAR图像中溢油数据的处理、MODIS监测海面油膜厚度、基于GIS的遥感溢油监测系统和中国海溢油分布等方面进行研究。
关键词：SAR、海面溢油监测、溢油数据的判别分析、GIS1前言1.1研究意义海上石油污染是海洋污染中最严重的因素，也是最复杂的海洋污染问题之一。
石油污染进入海洋后对海洋环境的危害是多方面的。
从自然环境到野生动物，从自然资源到养殖资源等都会受到不同程度的危害，并且这种危害的周期冗长，修复过程复杂。
海洋石油污染有多种途径，既有天然来源如海底油气藏烃渗漏和沉积岩石的侵蚀，也有沿岸工业污水和生活废水的排放、海洋倾废，更有海上石油运输和生产所造成的石油泄漏。
其中以船舶溢油事故和汕井井喷事故对海洋环境造成的影响最为严重，主要因为这类事故多发生在近海海域和恶劣天气，短时间内排入大量石油烃，造成生态环境毁灭性的损害，严重影响周边区域的人民生活。
我国的海洋油污染问题由来已久，60年代即有发生，1973年在大连港就发生了由于船舶（“大庆36”)而造成了多达1400吨原油溢出的事故；1978年改革开放以来，由于经济发展的需要，我国对石油的需求不断增加，尤其近年来油船数量和吨位不断增加，油轮进出港口次数日渐增多，船舶发生事故的几率也随之增加。
1973年到2003年，我国沿海及内河水域发生船舶溢油事故共2353起，平均3天半发生一起。
其中，溢油量50吨以上的重大溢油事故62起，平均每年两起，总溢油量34189吨，平均每起溢油量551吨。
北京师范大学环境数据采集与分析期末论文题目： SAR海面溢油监测方法__ 姓名：***学号：************年级：2009级专业：环境工程SAR海面溢油监测方法摘要：海洋溢油发生后，准确及时的监测溢油对于海洋环境保护具有重要意义。
随着卫星遥感技术的高速发展，遥感己经成为监测溢油的最重要和最有效手段之一。
本论文以海面溢油为研究对象，讨论了利用SAR采集数据监测海面溢油的方法，重点在SAR图像中溢油数据的处理、MODIS监测海面油膜厚度、基于GIS的遥感溢油监测系统和中国海溢油分布等方面进行研究。
关键词：SAR、海面溢油监测、溢油数据的判别分析、GIS1前言1.1研究意义海上石油污染是海洋污染中最严重的因素，也是最复杂的海洋污染问题之一。
石油污染进入海洋后对海洋环境的危害是多方面的。
从自然环境到野生动物，从自然资源到养殖资源等都会受到不同程度的危害，并且这种危害的周期冗长，修复过程复杂。
海洋石油污染有多种途径，既有天然来源如海底油气藏烃渗漏和沉积岩石的侵蚀，也有沿岸工业污水和生活废水的排放、海洋倾废，更有海上石油运输和生产所造成的石油泄漏。
其中以船舶溢油事故和汕井井喷事故对海洋环境造成的影响最为严重，主要因为这类事故多发生在近海海域和恶劣天气，短时间内排入大量石油烃，造成生态环境毁灭性的损害，严重影响周边区域的人民生活。
我国的海洋油污染问题由来已久，60年代即有发生，1973年在大连港就发生了由于船舶（“大庆36”)而造成了多达1400吨原油溢出的事故；1978年改革开放以来，由于经济发展的需要，我国对石油的需求不断增加，尤其近年来油船数量和吨位不断增加，油轮进出港口次数日渐增多，船舶发生事故的几率也随之增加。
1973年到2003年，我国沿海及内河水域发生船舶溢油事故共2353起，平均3天半发生一起。
其中，溢油量50吨以上的重大溢油事故62起，平均每年两起，总溢油量34189吨，平均每起溢油量551吨。
海洋溢油发生后，能否准确及时的监测溢油对于海洋环境保护具有重要意义。
过去检测油膜主要依靠直接测量，一种方式是飞机或船只进入溢油发生区域，利用人眼直接判断海面油膜以及估计油膜的厚度；另一种方式是利用浮标测量，如国际海洋系统公司的油膜采样浮标，将浮标投入油膜覆盖区域，利用浮标收集的溢油样品进一步测量分析。
直接测量方法的优点是获取的数据准确，虚警率低，但是也存在较多缺点，如检测覆盖面积小，判断主观等。
随着卫星遥感技术的高速发展，遥感己经成为监测溢油的最重要和最有效手段之一。
利用卫星数据不仅可以大面积监测海上溢油的面积、种类、厚度，及时引导海监船只和飞机进行执法监测，作为执法索赔依据，而且可以利用卫星连续遥感跟踪油污范围和溢油扩散方向，确定最佳溢油清除方法。
1.2我国遥感监测溢油的研究进展国家海洋局第一海洋研究所于1980年在大连湾首先开展了海面溢油的航空遥感试验研究，分别获取了不同油种在可见光、红外以及微波波段范围内的地物光谱数据，为遥感探测海上油污染积累了宝贵资料。
在油污种类的识别方面，徐恒振等人建立了海面溢油鉴别的Fuzzy相似优先比模式以及Euclid贴近度聚类分析模式；曹守镜对风化石油烃红外光谱指纹的计算机检索方法进行了研究，能够快速、简便地检索出溢油污染源。
这些工作对海上油污的组成成分和理、化特性进行了深入的研究，为遥感探测提供了依据，而油污种类的准确判断对快速、有效地清除海上油污又有着重要的指导意义。
在SAR监测溢油方面，中科院电子所种劲松等利用小波变换进行了溢油区域分割方法的研究；中科院电子所黄晓霞等利用SAR进行了相关的海洋油气藏遥感综合探测研究；对于SAR从图像中溢油现象的识别研究较少。
1.3存在问题综合前面的文献调研，在利用卫星数据监测海面溢油方面主要存在以下几个问题，本文将主要围绕解决这几个问题进行研究。
当前现有的基于SAR数据的溢油监测系统，对油膜的识别都是部分或者全部依靠人工解译，工作效率较低，而且虚警率较高。
随着卫星SAR投入业务化运行，SAR图像数目的急剧增加，同时我国领海广阔，拥有近300万平方公里的管辖海域，而且海洋溢油问题严重，传统的人工解译过程已经远远不能满足实际应用的需求。
当海量数据用于海面溢油监测时，为了进行及时有效的监测，迫切需要进一步开展自动识别溢油算法系统的研究。
另外，我国已经成功发射了合成孔径雷达卫星,海面溢油监测是其应用系统的一个重要方面，将在保护海面环境、维护海洋权益等方面发挥重要作用。
在光学传感器监测溢油方面，红外传感器分辨率较低，而且只能用于监测较大溢油事故的厚油膜；而可见光传感器的时间分辨率较低，从而降低了其检测溢油的能力。
在过去的检测红外或可见光图像中溢油的方法只是简单的图像处理方法，如图像拉伸和边缘检测。
这些方法需要操作者的主观判断，这制约了对油膜的自动检测，特别是在不了解溢油 的光谱特性时。
MODIS 作为中分辨率的多光谱传感器，可以每天提供两幅白天的地表辐射率和四幅热发射率图像，所以如何充分利用MODIS 图像监测溢油， 并进而能够给出溢油的厚度分布，是连续监测溢油事件并预测油膜的扩散和漂移的重要前提工作。
2 SAR 数据采集与监测原理合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR ），是一种全天候、全天时、高分辨率微波主动成像传感器。
工作在微波波段，因是主动传感器，即使 在黑夜也能正常工作。
微波可以穿透云层，因而不受恶劣天气的影响。
与靠增加天线长度提高方位分辨率的真实孔径雷达图1研究框架不同，是一种高分辨率的脉冲一多普勒成像雷达：通过对距离向发射的压缩的微波短脉冲获得较高的距离分辨率，同时方位向上利用散射信号的多普勒频移获得了较高的方位分辨率，从而获得高分辨率的SAR图像。
这种全天候、全天时和高分辨率的观测优势是可见光和红外传感器以及其它微波传感器所没有的。
SAR沿垂直于平台运动方向斜向卞进行观测，它接收来自地面或海面等目标的后向散射波，因此，SAR图像表现了被测地物目标对于电磁波的散射特性，与SAR系统参数和地域目标散射特性有关，其中包括：雷达的工作模式、电磁波波长、频段、入射角、极化方式、地域表面的粗糙度、目标的散射结构及形状等。
对于海洋遥感来说，在一定的雷达参数和轨道条件下，海面粗糙度是影响雷达后向散射的主要因素，基于此利用SAR可以检测海面风、流、海浪、锋面、油膜、内波和水下地形等海洋现象。
2.1SAR工作原理SAR观测目标的几何关系如图2所示。
天线指向一侧是为了避免回波产生左右二义性，平行于飞行轨迹的方向称为方位向，与之垂直时方向为距离向。
δx为方位分辨率，δy为距离分辨率；r为卫星到探测点的距离，Δr为雷达发出的脉冲宽度，有Δr=cτ，其中c为电磁波的速度即光速，τ为雷达脉冲时间；没θ为雷达波束与垂直方向之间的夹角，即入射角；Ψ为雷达波束与卫星飞行方向之间的夹角，即方位角；D为雷达电线孔径长度。
图2 合成孔径雷达（SAR）观测目标的关系图3表示垂直于飞行方向的距离向和平行于飞行方向的方位向平面上的几何关系。
图3中，H 为雷达飞行髙度，d1为近端距离，d2为远端距离，θ为入射角。
天线指向方向的分辨率（斜距分辨率）δ由发射脉冲的持续时间τ决定：距离向的地面分辨率δy 为从上式中可以看出，距离分辨率δy 与入射角θ成反比。
入射角θ越小，距离分辨率δy 越低，即在靠近飞行平台地面投影点的近端的地面距离向分辨率低于远端的地面距离向分辨率。
为了提高距离分辨率，必须侧视扫描，尽量保持一个较大的入射角。
图3中r 为雷达到目标的距离。
真视孔径雷达的角分辨率θx 由下式给出：其中λ是雷达信号波长，D 是真实天线的长度。
而真实孔径雷达的方位向分辨率由下式决定：在真实孔径雷达机制下，为了得到高的方位向分辨率θx ，L 必须很长。
以 ERS -2卫星为例，其星载雷达工作在C 波段（λ=3cm ）。
飞行高度H=782m ， 侧视角θ=23°，侧视距离R=850km 。
为了得到δx=30cm 所的方位向分辨率，则需要853米长的天线。
目前的空间图3 距离向（a ）和方位向（b ）平面上的关系技术显然做不到这一点，所以当分辨率要求很高时，真实孔径雷达不能用于卫星轨道。
2.2SAR海面成像原理雷达方程的基本形式是其中Pτ是雷达的发射频率，PR是雷达的接受频率，Gr是天线传输能量的增益，σ是目标的雷达后向散射截面，Ag是天线的有效面积。
PTGT/4πr²是在距离r上的电磁波功率密度，σ/4π是散射界面为σ的目标在雷达观测方向上的辐射强度，Ag/r²是有效面积为Ag的雷达天线所对应的立体角。
天线接收电磁波的增益GR与天线的有效面积Ag的关系可以表示为：其中λ为电磁波的波长，将其带入得到：这是雷达方程的一般形式，则雷达后向散射截面σ可表示为海洋这种分布目标的回波是由雷达分辩单元内的各种散射体产生的，为了方便起见，一般采用单位面积的雷达后向散射截面，即归一化雷达后向散射截面σ0表示，它的定义为：式中A是雷达观测的面积，对应于雷达分辩单元内所包含的海洋表面的平均值。
由于σ0变化范围较大，我们经常用σ0（dB）表示标准化雷达后向散射截面，简称后向散射系数，即：虽然SAR仅对引起Bragg散射的海表面波直接成像，但由于Bragg尺度的表面波空间分布易被较长重力波所调制，从而使SAR图像显示出引人注目的海洋观测能力。
Hasselmann 将SAR对海面的成像可以归结为流体力学调制、倾斜调制和速度聚束调制三种基本调制机制。
2.3 SAR海洋表面油膜探测机理海洋油膜的存在引起海洋表面张力的变化，对产生Bragg散射的海面毛细波和短重力波起阻尼作用，同时导致海面粗糙度改变，从而使后向散射回波减少。
反映在SAR图像上，即油膜的图像亮度值低于周围海面特征的亮度值，表现为黑色斑块的特征Alpers等通过背景海面的雷达后向散射系数σ0³与油膜覆盖海面的后向散射系数σ0的比值来表示海面油膜对Bragg共振短波的阻尼：由上式可以看出雷达后向散射系数的衰减，等于Bragg共振短波的海面波数谱的衰减，即海面油膜通过改变海面张力，进而降低海面波数谱来减少雷达后向散射系数。
3SAR采集图像数据的辨别与处理除了海面油膜，其它一些海洋现象也表现为较低的灰度，从而对SAR图像上油污的判读造成影响。
当所获取影像上同时包含有与油污表现相似的成像特征时，如何准确地将油污快速、准确地区分出来即成为SAR数据处理的关键问题。
在SAR图像斑点噪声滤除方面，将对诸多的滤波方法进行比较，选取一种适合于含有溢油现象SAR图像的斑点噪声滤除方法。
在图像分割方面，将对检测模糊边缘非常有效的水平集方法应用到SAR图像中溢油区域的分割，但是由于这种方法计算复杂度较高，而且SAR图像数据量较大，所以将水平集方法与多尺度方法相结合，以期提高计算效率。
