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基于光譜成像的海洋溢油監測應用與研究

溢油污染是最常見的海洋污染之一，如海上作業船只、輸油管道等造成的油污泄漏，給近海水域生態環境和沿岸居民生活健康帶來了惡劣影響。如何高效、及時發現溢油情況，防微杜漸，是目前保障海洋生態環境亟待解決的重要問題之一。傳統方法是通過人工目測或船巡方式來檢測海面有無溢油情況，但其手段單一，效率也較低。

本案例主要通過模擬海面溢油，采用無人機結合光譜相機的方式，在100米左右不同高度下進行現場實測。

機載光譜采集分析設備

 數據分析與模型匹配

通過光譜相機搭載無人機，對存在溢油區域的海面進行光譜數據采集和分析。

 取不同高度下采集的光譜數據，對溢油、海水及海中物體（石塊）進行光譜分析，其光譜曲線如下圖：

從如上光譜曲線圖中看出，將不同時間與高度下采集的光譜數據，進行歸一化技術處理后，不同物質光譜曲線各有特點，且具有自身一致性，如不同時間采集的溢油光譜具有明顯相同的曲線趨勢，驗證溢油是可被識別的。

基于溢油和背景水體（海水）兩者的光譜特征差異，通過對獲取的光譜數據進行光譜標注、算法計算和模型匹配處理后，海面溢油區域可清晰辨別，同時可上報溢油坐標位置，通過坐標位置，可進一步計算出溢油面積，如下圖。

根據本案例結果表明，基于機載光譜成像技術，溢油與海水在光譜成像技術下可被明顯識別與區分，輔助相關部門做出快速響應，降低溢油污染對環境的影響，減少經濟損失，降低人工成本。