利用卫星图像绘制浮油图

利用卫星图像绘制浮油图

2022-07-26 作者: xuzhiping 浏览: 128 次

摘要: 浮油对自然环境造成了极大的危害,并且往往是人类依赖石油和天然气资源的副产品。到目前为止,在全球范围内绘制和了解浮油的位置,以及获取有关航道中经常发现的大型和相对较小的浮油的信息,一直是个挑战,通过利用 Sentinel-1 合成孔径雷达(SAR)卫星图像进行的...

浮油对自然环境造成了极大的危害,并且往往是人类依赖石油和天然气资源的副产品。到目前为止,在全球范围内绘制和了解浮油的位置,以及获取有关航道中经常发现的大型和相对较小的浮油的信息,一直是个挑战,通过利用 Sentinel-1 合成孔径雷达(SAR)卫星图像进行的新研究显示,现已绘制并证明浮油的发现地点,让我们能够应对这些环境威胁。

浮油可以是自然渗漏,能够在不同的地方可以找到; 然而在最新研究中发现,目前绝大多数浮油都是人为原因造成的,大约94%的浮油与我们对石油和天然气资源的依赖有关。

墨西哥湾上空显示水面浮油的卫星图像

墨西哥湾的浮油图

分析卫星图像以绘制浮油图

此项工作利用了 2014-2019 年期间的 563705 张 Sentinel-1 图像,通过使用 SAR 图像提供的天气数据检测浮油,该数据已应用于过去的方法,例如检测深水地平线的泄漏。

浮油从何而来?

此前人们认为,自然渗漏占浮油近46%,然而最新研究表明,自然发现的石油(通常来自释放石油的油气藏)所占比例相对较小。事实上,航运似乎是造成浮油最多的主要活动,大约有21个不同的高度集中地区,海上石油和天然气开发也起了推波助澜的作用。大约 50% 的浮油可以在距海岸线38公里的范围内发现,超过 30% 的浮油分布在爪哇海、地中海和南中国海,这些地区都是世界上最活跃的航运地区。

地中海漏油的黑白卫星图像

Sentinel-1 卫星图像显示了2018 年 10 月 8 日在法国科西嘉岛北部,地中海的两艘船相撞造成的 35 公里长的漏油事件

当对集中区域进行归一化时,经研究表明,几内亚湾是浮油浓度最高的地区之一。自1983年以来,一直在实施《国际防止船舶污染公约》,以限制与航运有关的石油污染。然而,这项工作现在强调,航运仍然是浮油污染的一个主要组成部分,这表明该协议并未导致人类活动造成的浮油迅速减少。

鉴于清理漏油和渗漏的难度,这项工作强调了监管机构和政府需要快速反应,对严重影响观察的浮油航运和石油平台进行更严格的控制。

测绘和监测浮油

相关研究此前曾强调,浮油污染可能正在增加,尽管研究人员没有很清楚地对其进行量化,但也强调了更好地监测浮油的必要性。无人机(UAV)可以更快速的方式做到这一点,能够更频繁地监视活跃的航运区,在这种情况下,利用计算机视觉和深度学习技术,可以在浮油从船舶上浮出时自动检测,如果给定的船舶出现大量泄漏石油的情况,在图像上可发现泄漏,并及时通知相关当局。

其他研究还强调了化学和生物分散剂的使用进展,该分散剂在浮油到达海岸或造成重大海洋生物损害前,已显示出一定的有效性。不过通常也受到一定的限制,不容易快速分布以应对泄漏或浮油的情况。

改善航运标准和执行现有法律可能更容易较大程度地限制浮油,罚款和重大处罚可以作为潜在的短期解决方案,以帮助更好地执行现有法律。研究表明,航运以及人类对石油和天然气资源的持续勘探和依赖,已经给海洋造成了很大比例的浮油。考虑到科学家进行的全球尺度制图工作,现在已能够更好地理解这种程度。

挑战将是缓解和限制未来的浮油,虽然已存在某些解决方案,例如使用无人机自动监控航道,甚至可以分解浮油的分散剂,但我们可能还需要更好地执行现有的海事法律,并认真对待人类对海洋生物和自然环境的影响。通过使用 Sentinel-1 图像的演示,现在至少知道哪些地区对世界各地发现的浮油污染造成了严重的影响。

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