遥感监测海上溢油

来源:韩 辛   发布时间:2015-05-21 04:00:15 

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。

航空遥感监测

航空遥感监测具有灵活、机动的优势,是世界发达国家进行海洋监测的重要手段,也是事故监测工作中使用最多而且有效的技术。其中最常使用的遥感器是红外/紫外(IR/V)扫描仪、合成孔径雷达(SAR)、侧视孔径雷达(SLAR)以及微波辐射计等。

美国国土安全部海岸护卫队负责对海岸安全全天候的监测,其装备和技术水平基本代表了当前国际的技术前沿,目前正在开发航空溢油遥感器,包括激光荧光探测仪和激光厚度探测仪。激光荧光探测仪主要用于制图和对水面、岸上油类的主动识别,解决其他遥感器遇到的混淆识别问题;激光油层厚度探测器现仍在研制阶段,它的测量结果可以为清污方案的制定和实施提供依据。

虽然航空遥感监测能够实施实时监测,但费用高,而且在远离海岸地区无能为力,很难达到业务化监测要求,同时也受天气的制约,而大多数事故都是在天气恶劣的情况下发生的,这对飞机安全造成了威胁。

卫星遥感监测

与航空遥感相比,卫星遥感具有监测范围大、方便、费用低、图像资料易于处理和解译等特点。因此受到人们的重视。

国外开展的航天溢油探测应用研究可追溯到20世纪70年代。1972年至1975年美国与欧洲国家合作,用美国陆地资源卫星的资料,对地中海石油污染进行了总体监测,确定了污染面积、污染速度和扩散方向;1980年美国分别在卫星平台和航空平台上,对海上油污的波谱特性进行了大量的基础研究。1985年美国利用卫星影像,对弗吉尼亚州阿萨蒂格岛东南海域100公里长的油膜进行了监测试验,估算了污染面积,推断了油污来源。1998年美国海洋与大气管理局利用欧洲遥感卫星合成孔径雷达成功监测了波斯湾战争期间原油溢油。

但卫星遥感成像比例尺小,地面分辨率低,一定程度限制了污染监测的应用效果。

雷达遥感监测

用于溢油和环境探测的雷达主要有两种,即合成孔径雷达(SAR)和侧视机载雷达(SLAR)。后者是一种传统式雷达,造价较低,它的空间分辨率与天线长度有关。而合成孔径技术,则是利用多普勒效应原理,依靠短天线达到高空间分辨率的目的。

目前星载雷达都是合成孔径雷达,能够进行大范围成像,并能在夜间或有云雾的恶劣天气条件下对海面成像,在海面溢油监测中发挥重要作用。合成孔径雷达发射的电磁波与海面相互作用,从而对海面波浪成像。溢油在海面形成的油膜,对海面重力毛细波产生阻尼作用,因此有油膜的海面比没有油膜的海面光滑,在合成孔径雷达图像上呈低散射区。如果海面存在油膜,在风速和波浪高度合适的情况下,合成孔径雷达能够探测海面油膜。

经过多年试验研究,合成孔径雷达已经被广泛应用于海洋溢油监测。

据中国石油勘探开发研究院测井遥感所高级工程师于五一介绍,2006年初,渤海湾连续发生两起海洋溢油污染事件。国务院成立专门调查组,对这两起溢油事件进行调查。她和同事们利用遥感技术对这次溢油事件进行了快速、准确的监测与分析。

根据合成孔径雷达图像判断,在渤海湾滦河河口以南曹妃甸附近发生的溢油事故,形成大面积的油膜污染,海面上最新形成的油膜污染面积为96.559平方公里,总面积达400平方公里,并根据雷达获取的图像,判断出油膜的形成时间和漂移、扩散规律,为有关部门提供了第一手资料和治理污染的方法,将溢油污染的损失降到了最低程度。

Copyright © 2004-2021 hycfw.com Inc. All Rights Reserved. 山东海洋网络科技有限公司 版权所有
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈
x