海上大型溢油遥感监测研究

论文摘要

海上大型溢油事故具有污染面积大、持续时间长、清理难度大的特点,这就导致对环境造成的破坏更加严重。如果能够快速地发现溢油区域、确定溢油面积并对溢油漂移趋势进行预测和跟踪,将会对溢油的清理工作带来很大帮助。目前常用遥感监测方式对溢油事件进行监测,其中光学遥感因其良好的视觉效果而被广泛应用。对于溢油清理来说,能否以最快的速度获得油污信息将直接影响清理工作的速度与效果,因此作为油污信息获取常用手段的遥感监测,如何在溢油发生后确定适合的遥感数据,并快速获取所需的遥感数据,成为一个关键性问题。欧空局ENVISAT卫星的MERIS数据、美国NOAA卫星的AVHRR数据和NASA的Terra/Aqua卫星的MODIS数据是目前溢油监测中应用较多的光学传感器数据。在以往的溢油事件监测中,这三种数据都曾成功地对油污进行识别和监测,但由于数据特性的差异,每种数据又会有不同的适用环境。本文在研究利用三种数据对两起溢油事件进行监测的基础上,对三种数据在溢油监测方面的优劣势进行比较,并提出每种数据的最佳适用情况。另外,‘本文还综合利用AVHRR数据和MODIS数据对发生在墨西哥湾的原油泄漏事故进行了动态分析。通过比较分析发现,AVHRR数据更适合于海上大型非持久性油的溢油事件的动态分析,可对油污在较短时间内的动态情况进行监测,并且对大面积较厚油污的监测效果良好;MODIS数据因其较短的重访周期在海上持久性油污染事件的动态监测方面具有一定优势；MERIS数据在光照条件良好的情况下,能够发现较小斑块的油污,能够反映更多的油污染细节信息,并且其高光谱数据更有利于区别油污与假目标。另通过对溢油覆盖范围的动态分析,验证了利用遥感数据综合监测溢油方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 论文结构
• 第2章 遥感数据与预处理
• 2.1 遥感数据及获取方式
• 2.1.1 AVHRR数据
• 2.1.2 MODIS数据
• 2.1.3 MERIS数据
• 2.2 遥感数据预处理
• 2.2.1 遥感图像的几何校正
• 2.2.2 遥感图像的大气校正
• 2.2.3 遥感图像的增强处理
• 第3章 溢油信息提取与分析
• 3.1 事故介绍
• 3.1.1 黎巴嫩溢油
• 3.1.2 墨西哥湾溢油
• 3.2 溢油事件分析
• 3.2.1 黎巴嫩溢油表现特征
• 3.2.2 墨西哥湾溢油表现特征
• 第4章 溢油监测能力分析
• 4.1 传感器性能分析
• 4.1.1 空间分辨率分析
• 4.1.2 时间分辨率分析
• 4.1.3 光谱分辨率分析
• 4.2 数据获取途径及成本
• 4.3 小结
• 4.4 海上大型溢油遥感综合监测方案
• 第5章 基于遥感综合监测的溢油动态分析
• 5.1 数据处理
• 5.1.1 数据获取与选择
• 5.1.2 数据配准
• 5.2 遥感图像分析和解译
• 5.3 溢油信息提取
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢