基于光譜成像的海洋溢油監(jiān)測(cè)應(yīng)用與研究

溢油污染是最常見(jiàn)的海洋污染之一，如海上作業(yè)船只、輸油管道等造成的油污泄漏，給近海水域生態(tài)環(huán)境和沿岸居民生活健康帶來(lái)了惡劣影響。如何高效、及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢油情況，防微杜漸，是目前保障海洋生態(tài)環(huán)境亟待解決的重要問(wèn)題之一。傳統(tǒng)方法是通過(guò)人工目測(cè)或船巡方式來(lái)檢測(cè)海面有無(wú)溢油情況，但其手段單一，效率也較低。

本案例主要通過(guò)模擬海面溢油，采用無(wú)人機(jī)結(jié)合光譜相機(jī)的方式，在100米左右不同高度下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。

機(jī)載光譜采集分析設(shè)備

 數(shù)據(jù)分析與模型匹配

通過(guò)光譜相機(jī)搭載無(wú)人機(jī)，對(duì)存在溢油區(qū)域的海面進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)采集和分析。

 取不同高度下采集的光譜數(shù)據(jù)，對(duì)溢油、海水及海中物體（石塊）進(jìn)行光譜分析，其光譜曲線如下圖：

從如上光譜曲線圖中看出，將不同時(shí)間與高度下采集的光譜數(shù)據(jù)，進(jìn)行歸一化技術(shù)處理后，不同物質(zhì)光譜曲線各有特點(diǎn)，且具有自身一致性，如不同時(shí)間采集的溢油光譜具有明顯相同的曲線趨勢(shì)，驗(yàn)證溢油是可被識(shí)別的。

基于溢油和背景水體（海水）兩者的光譜特征差異，通過(guò)對(duì)獲取的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜標(biāo)注、算法計(jì)算和模型匹配處理后，海面溢油區(qū)域可清晰辨別，同時(shí)可上報(bào)溢油坐標(biāo)位置，通過(guò)坐標(biāo)位置，可進(jìn)一步計(jì)算出溢油面積，如下圖。

根據(jù)本案例結(jié)果表明，基于機(jī)載光譜成像技術(shù)，溢油與海水在光譜成像技術(shù)下可被明顯識(shí)別與區(qū)分，輔助相關(guān)部門(mén)做出快速響應(yīng)，降低溢油污染對(duì)環(huán)境的影響，減少經(jīng)濟(jì)損失，降低人工成本。