卫星图像上的溢油识别方法及其应用
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第3卷第3期雷达学报Vol. 3No. 3 2014年6月 Journal of Radars Jun. 2014环境一号C卫星SAR图像典型环境遥感应用初探田 维*①徐 旭①②卞小林①柴 勋①②王世昂①宫华泽①熊文成③邵 芸①①(中国科学院遥感与数字地球研究所北京 100101)②(中国科学院大学北京 100049)③(环境保护部卫星环境应用中心北京 100094)摘 要:“环境一号”C卫星(HJ-1C)于2012年11月19日成功发射,并与2008年9月6日“一箭双星”发射的“环境一号”A星,B星(HJ-1A/1B)组成“2+1”环境与灾害监测预报小卫星星座系统。
该文以2012年12月~2013年1月期间获取的9景HJ-1C卫星数据2级产品(S波段,VV极化,Strip模式,5 m分辨率)为实验数据,以北京市和福建省近海海域为研究实验区,以HJ-1C卫星SAR图像土地利用类型人工解译与制图、地表覆盖自动分类、近海海洋溢油污染识别、海浪特征参数反演、海水养殖区特征提取等近海海洋环境监测等为例,开展了HJ-1C 卫星SAR图像环境遥感应用能力的分析与评价。
结果表明:(1)HJ-1C卫星SAR图像可用于耕地、林地、公路用地、河流水面、城镇住宅用地、农村宅基地等土地利用类型的人工解译和制图,地类图斑面积勾绘误差小于5%;(2)HJ-1C卫星SAR与HJ-1B CCD图像融合可有效提高地表覆盖自动分类精度;(3)HJ-1C卫星SAR图像可用于海洋溢油污染识别、海浪特征参数反演及近海养殖区信息提取等近海海洋环境遥感监测。
关键词:HJ-1C;SAR;土地利用;地表覆盖;海洋溢油;海浪;海洋环境中图分类号:TN959.4 文献标识码:A 文章编号:2095-283X(2014)03-0339-13 DOI: 10.3724/SP.J.1300.2014.13055Applications of Environmental Remote Sensing by HJ-1C SAR Imageries Tian Wei①Xu Xu①② Bian Xiao-lin①Chai Xun①② Wang Shi-ang①Gong Hua-ze① Xiong Wen-cheng③Shao Yun①①(Institute of Remote Sensing and Digital Earith, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China)②(University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)③(Satellite Environment Center, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100094, China)Abstract: The HJ-1C satellite was successfully launched in November 19, 2012. The HJ-1C and HJ-1A/1B satellites, which were launched in September 06, 2008, constitute the “2+1” small satellite constellation for environmental and disaster monitoring. This study focuses on the analysis and evaluation of the satellite performance with respect to environmental remote sensing, including land use interpretation, land cover classification, oil spill identification, retrieval of sea waves, and monitoring of coastal mariculture. The data used in this study cover the city of Beijing and the sea of the Fujian Province. Nine HJ-1C satellite images (level-2, S band, VV Pol, strip mode, 5 m resolution) from December 2012 to January 2013 are used. The conclusions are as follows:(1) the HJ-1C SAR images can be used to manually identify farmland, woodland, roads, rivers, urban construction,and rural residential areas; (2) the accuracy of the automatic land cover classification increased significantly when the HJ-1C SAR and HJ-1B CCD fusion images are used; (3) the HJ-1C satellite can be used to identify oil spills, to invert wave parameters, and to extract information regarding inshore aquaculture.Key words: HJ-1C; SAR; Land use; Land cover; Oil spill; Ocean waves; Marine environment1 引言近十年来,国际上SAR卫星发展日新月异。
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。
国内外溢油应急技术现状及发展趋势徐葱葱;孙云峰;徐彬彬;赵云峰;马江涛【摘要】海上船舶运输是全球各地区之间主要的石油运输方式,一旦发生重大溢油污染事故将会给环境和经济造成巨大损失.石油开采、管道输送、储油罐泄漏等也会给周围河流、地下水等造成巨大污染.建立一套完善的溢油应急技术,开发应用先进适用的溢油监视、监测、预测和处置技术,能够有效防治水体污染带来的问题,最大程度地减小溢油事故造成的危害.通过对比研究国内外溢油应急监视、监测、预测,以及应急处置相关技术现状,分析我国目前溢油应急响应技术存在的不足,为今后我国溢油应急技术的发展提出相关建议.【期刊名称】《石油工业技术监督》【年(卷),期】2018(034)012【总页数】4页(P48-51)【关键词】溢油;应急监视;应急监测;应急预测;应急处置【作者】徐葱葱;孙云峰;徐彬彬;赵云峰;马江涛【作者单位】中国石油管道科技研究中心河北廊坊065000;中国石油管道有限责任公司河北廊坊065000;中国石油管道有限责任公司河北廊坊065000;中国石油管道分公司河北廊坊065000;中国石油管道科技研究中心河北廊坊065000【正文语种】中文随着人们对石油资源的大力开发,以及石油分布的地域性等特点,石油运输业务也随之迅猛发展。
船舶和管道作为常用的运输方式,有效保障了能源供应,但泄漏事故时有发生,给周围环境带来了不同程度的污染,同时也给经济带来巨大损失[1]。
20世纪60年代以来,全球万吨以上的溢油污染事故几乎年年发生。
据国际海事组织(International,Maritime Organization,IMO)统计,每年由各种污染源排入海洋环境的石油总量至少有3.2×106 t[2]。
近年来,管道泄漏事故引起的河流污染问题也给社会造成了较大的压力。
当溢油大量流入海上、河流、湖泊及地下水时,给水体生态和渔业经济等带来了严重破坏。
因此,有必要建立一套完善的溢油应急技术,开发应用先进适用的溢油监视、监测、预测和处置技术,最大程度地减小溢油事故造成的危害[3]。
溢油模型及求解方法研究颜筱函【摘要】近年来,针对溢油运动规律的研究逐步展开,国内外的相关研究工作都取得较大的进展,由于水上环境情况复杂,对于溢油运动轨迹与归宿的预测研究均存在一定的局限性,多数研究成果无法得到普遍的适用.后续的研究主要是基于早期研究的基础进行改进和修正,以得到更为完善的理论体系.基于此,综合国内外的研究现状,针对溢油在水面的运动行为和归宿的理论研究进行系统地整理和归纳,从溢油模型理论体系、溢油模型及模型求解方法三方面梳理了溢油预测模型理论基础和求解方法,并在最后总结了溢油问题目前的科研难点和未来的研究方向.%In recent years, the study on oil spill movement rule has been developed and the related research at home and abroad has made great progress. However, the prediction of oil spill trajectory and fate is limited to a certain extent due to the complex water environment, which causes a majority of research results cannot be widely applied. Based on the earlier research, further study is aiming to make improvement and modification in order to pursue a better theoretical system. According to the researches at home and abroad, the theories of the oil spill behavior and fate on the water were systematically summarized in this paper. The theoretical basis and solving methods were sorted out logically from three aspects including the oil spill model theoretical systems, the oil spill models and solutions. In the end, the difficulties and future directions of this issue were presented.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2017(046)003【总页数】5页(P481-484,488)【关键词】溢油运动;行为和归宿;模型理论体系;溢油模型【作者】颜筱函【作者单位】中国石油大学(北京)城市油气输配技术北京市重点实验室,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE8随着经济的发展,石油资源的需求日益增加促进了石油海上运输的活跃。
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。
在石油勘探、开采、提炼和储存期间,由于事故或误差,原油从采矿场或储油罐泄漏到海面。
剥削石油泄漏还包括其他种类的烃,如家庭加热油、重质残渣、苯。
乙烷和其他溶剂有机的石油溢漏监测技术是防止石油溢漏风险的一个重要工具,它包括两个方面:监测和警报。
石油溢漏不可预测的原因在探测石油溢漏是防止和控制石油溢漏的最有效手段。
一、溢油监测技术的类型1.光学监测。
根据摄像原理,利用可见光处理石油溢漏区的图像,以合理的成本效益区分水与油之间的界面。
但是,低水平的差别和高警报率必须,必须也易受时间和时间的影响夜晚红外技术使用热成像器、辐射计和扫描仪来测量水和水的辐射。
油可通过处理获得泄漏油图像数据他应用于遥感观测,主要是卫星和空中观测。
使用油膜可以提高紫外光相对于水的反射性,以高分辨率处理水和油的反射信号。
为了远距离监测石油溢漏,并由激励光源进行监测,扫描设备很昂贵庞大复合物开发超光谱数据库和光谱数据处理技术需要进一步研究。
2.电磁波监测。
微波辐射监测技术使用无源微波传感器接收水的微波,油传感器可以识别油膜,因为水的排放系数不同。
油具有低空间和时间分辨率的技术模糊的雷达技术用于发送微波,并通过接收该表面靶的逆向扩散来提取关于油膜的信息。
水空间分辨率更好但很容易受到风速的影响油电磁能量的吸收和使用,石油的电磁波传播特性,在上表面和下表面安装电磁装置,以及接收装置、对油膜的监视和对油膜在一定范围内的厚度的定量评估。
二、石油石化企业溢油监测需求1.企业日常生产过程中的溢油监测需求(1)厂区雨水系统溢油监测。
雨水系统分布在各生产单位之间转化日常生产中的碳氢化合物泄漏可进入石油输出系统。
此外一些地区的土壤污染是由于长期作业造成的,而由于土壤保护标准起始时不足造成的泄漏。
因此,雨水系统中石油溢漏的风险较高。
对每一个表面进行实时监测从流域雨水系统中检测和控制小泄漏或异常排放的装置和油流体。
(2)外排口溢油监测。
出口是企业排水系统与外部环境之间的接口,是企业环境保护的最后一个障碍。
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。
卫星遥感技术在海事海洋环境监测的应用发表时间:2018-04-10T16:13:20.627Z 来源:《基层建设》2017年第36期作者:李东升张明睿[导读] 摘要:随着科学技术的不断发展,在我国海洋经济发展取得的巨大成就的同时,也给自然资源环境,特别是海洋环境带来了巨大的威胁。
交通运输部水运科学研究院北京 100088摘要:随着科学技术的不断发展,在我国海洋经济发展取得的巨大成就的同时,也给自然资源环境,特别是海洋环境带来了巨大的威胁。
卫星遥感成像监测具有迅速、真实、范围广、时效性强等优点,在海事海洋环境监测及防治污染中将发挥着越来越重要的作用。
关键词:海洋环境监测;卫星遥感0引言近年来,我国海洋生态系统受到严重威胁,海洋环境保护问题已引起政府和公众的高度关注。
依靠现有海事监管系统对远海船舶造成的海洋污染以及远海船舶事故的监控还缺乏相应的手段。
将卫星资源引入到海事对海观测及海事监管中来,实现卫星信息资源的接入整合,结合现有的VTS、AIS等系统岸基设施和应用系统,是最终实现交通部门对海观测、船舶监管的重要手段和必然选择。
[1]1海洋灾害及船舶污染1、海冰监测我国结冰海域主要位于渤海地区。
每年冬季,海洋资源的开发、港口海岸工程及海上交通运输等人类的海上活动都由于海冰的形成、运动、变化受到不同程度的影响。
因此,实现对海冰的遥感监测显得尤为必要。
基于遥感影像可实现海冰类型、面积、厚度、密集度、表面粗糙度以及漂移等的监测。
海冰光学遥感的物理基础是海冰和海水的光谱特征差别。
海水在蓝光(0.4-0.5μm)的反射率约为0.1,而在0.75μm之后的近红外波段的反射率近似为零。
海冰在可见光波段(0.4-0.7μm)的反射率约为0.3-0.6,在近红外波段(0.7-1.1μm)的反射率明显降低,但仍高于海水。
因此,可以通过海冰和海水在蓝光波段、近红外波段的响应差异来区分。
2、溢油监测海上溢油污染是最常见的海洋污染之一。
(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。
操作手册浮标式水面溢油监视报警系统一、系统研发、应用及原理本系统针对水上溢油事故报警而研发,能全天候监视溢油,误警率低,能够在计算机平台显示溢油事故发生的时间和地点,为应急管理部门提供溢油事故报警信息,以便及时采取应急措施。
设备适用于石油装卸码头、海洋石油钻、采平台等与事故性溢油有关的作业场地。
本系统是交通运输部水运科学研究院自主研发,由水面报警浮标和监控平台组成,通过GSM无线通信网和互联网传输信息和管理数据。
浮标体设计为隔爆型,水密性达到IPX-8和IP68的防水等级要求。
系统基本原理为携带溢油传感器的浮标体漂浮滞留在监视水域,当发生溢油事故时,传感器和检测设备可检测到水面油膜并迅速将该信号送给通信设备,后者将报警信号通过网络传送到监控平台,污染事故管理人员随即采取必要的现场事故确认等应急反应措施。
监控平台可以是台式机或笔记本计算机,操作者可以通过浮标内置的GPS定位系统和平台配套的监控软件在通过终端上实时查看事故发生地点和时间。
二、水面溢油监视报警浮标1.浮标构成水面溢油报警浮标包括浮标上壳、浮标下壳、溢油传感器、传感器固定支架、浮标密闭螺帽、系缆绳/不锈钢缆连接器、充电/传感器插座等,具体见图1.1和图1.2。
图1.1水面报警浮标构成示意图说明:1.浮标上壳;2.浮标下壳;3.溢油传感器;4.传感器固定支架;5.浮标密闭螺帽;6、7.系留绳/钢丝绳连接器;8.防水充电/传感器连接器。
图1.2水面报警浮标实物图片2. 浮标通电工作当传感器与浮标的防水连接器连通时,浮标被内部开关通电;当传感器与浮标的防水连接器断开时,浮标电源断开。
传感器插头插入插座时要注意看箭头指示方向。
3.浮标投放与回收通常情况下,利用码头等的护栏,通过专业的便携式吊具和不锈钢缆进行浮标的投放和回收。
吊具装置由栈桥护栏固定件和带有手动卷扬机、滑轮的吊杆组成。
浮标通过缆绳系留在水面,具体投放步骤为:(1)依托栈桥护栏临时安装好护栏固定件和吊杆;为防止浮标在地面磕碰,用一橡塑浮标垫放在地上作为保护,应用绳索系住浮标垫以防落水(图1.3);(2)将一端已在码头护栏上固定好的,连接有不锈钢链的系缆绳的另一端,系在浮标的系留绳/钢丝绳连接器的一个孔上并将锁扣旋紧;将一端主要用于起吊浮标的,已与吊具手动卷扬机连接的钢丝绳的另一端,系在浮标的系留绳/钢丝绳连接器的另一个孔上并将锁扣旋紧(图1.4);(3)以一个操作人员为主慢慢摇动卷扬机手柄将浮标提升和放入水面,另一个操作人员辅助以防浮标对护栏等的磕碰。
船载溢油雷达监测技术研究许海东;安伟;宋莎莎;赵润鹏【摘要】基于海洋石油251环保作业船安装的溢油监测雷达系统开展溢油监测实验,结果表明溢油雷达系统在监测范围内,可以有效地搜索到溢油,并能估算溢油的面积及准确定位油膜.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2014(043)005【总页数】3页(P48-50)【关键词】船载雷达;海上溢油;监测【作者】许海东;安伟;宋莎莎;赵润鹏【作者单位】中海油能源发展采油服务公司,天津300457;中海石油环保服务(天津)有限公司,天津300452;中海石油环保服务(天津)有限公司,天津300452;中海石油环保服务(天津)有限公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】U698.7海上溢油监测技术体系是溢油应急反应体系中的第一环节,溢油监测获取的信息有利于及早发现溢油事故并对污染油膜进行准确定位,在此基础上对油膜扩散范围进行预测,可为海上清污资源调度和配置提供技术支持和决策依据。
目前主要的溢油监测技术有卫星遥感监测、航空遥感监测、船舶监测和浮标监测等。
船载溢油监测雷达,与海上溢油清污主力船只密切配合,在溢油监测中发挥重要的作用,可全天候、实时、高效获取船舶周围一定范围内海面溢油污染状况,实现溢油污染灾害快速预警和溢油应急辅助决策,为突发海上溢油污染事件的应急监视监测、决策指挥和污染处置提供技术支持。
1 国内外发展状况国外溢油监视雷达的研究已经取得令人瞩目的成就,欧美一些国家(特别是北欧一些海事技术发达国家)早在上世纪80年代就开始了溢油监视雷达的研究工作,已经研制出成熟的溢油监视雷达系统,除具备监测油膜的功能以外,还可以对海况进行准确测量,通过分析流场和波浪谱,对油膜的未来运动趋势进行准确预报。
国外的溢油监测雷达主要有:荷兰Seadarq(荷兰应用科学研究组织TNO物理电子实验室与荷兰军工技术企业 Tech 5 B.V.联合开发)、Miros OSD(挪威Miros公司产品)、Sigma S6(加拿大Rutter公司产品)、 Selesmar OSD(瑞典Consilium公司产品)及Mantadigital Radar Detection Systems(英国Kelvin Hughes公司产品)等。