多尺度连续小波变换岸基高光谱溢油厚度定量监测

聚焦于对0#柴油油膜厚度的监测,分析不同厚度油膜的光谱曲线特征;为深入挖掘光谱数据与油膜厚度间的复杂关系,引入Morlet多尺度连续小波变换(CWT)技术,精准筛选出与油膜厚度高度敏感的特征波段,成功解决高光谱数据维度高、处理复杂的难题,从而显著提升厚度回归预测的准确性.利用Cat Boost回归模型高效的计算能力、强大的特征捕捉能力以及优异的泛化能力来高效监测这些敏感特征,进而构建精确的油膜厚度回归预测模型,提升了溢油事件的实时监测速度,确保了预测结果的精确性,为溢油应急响应的迅速启动与精准防控策略的制定提供了参考.实验及现场验证结果表明:多尺度连续小波变换技术在本研究中发挥了关键作用,它能够有效地从海量的高光谱数据中提取出与油膜厚度高度相关的敏感波段,从而提升了溢油厚度监测的准确率和效率.Cat Boost回归模型能够更好地捕捉油膜厚度变化特征,进一步增强模型泛化能力和鲁棒性,Cat Boost回归模型建立的柴油油膜厚度预测模型,表现出了极高的精确度,其验证集上R^(2)=0.90,RMSE=95.14mm,d=30.126%.

海面溢油无人机高光谱遥感检测与厚度估算方法

海上溢油是海洋国家所面临的共同问题,但至今仍没有一种可靠实用的海上溢油准确识别和油量遥感监测方法。为此,本文以无人机高光谱遥感为手段,开展了海面溢油检测与厚度估算方法研究。实验中,通过搭建室外大型水槽溢油实验装置,获取了模拟真实海洋环境条件下不同溢油量的遥感和现场光谱数据,在此基础上,分析并提取了海上溢油特征光谱波段,给出了海上溢油高光谱检测模型;针对现场实验条件下水面油膜厚度难以测定的问题,设计了3种利用总体溢油量的油膜厚度估算模型。得到如下主要结论:(1)675 nm和699 nm是海上溢油检测的有效特征波段,但对极薄的油膜没有检测能力;(2)提出了归一化溢油指数模型、反比例模型和吸收基线模型等3种海上溢油油膜厚度估算模型,其中对于薄油膜(厚度≤5μm)和厚油膜(厚度>50μm),反比例模型是溢油厚度反演的首选也是唯一选择。对于中厚度油膜,晴朗天气条件下,归一化溢油指数模型是油膜厚度反演的首选,同时反比例模型和溢油吸收基线模型也都有较好的反演能力,而在多云天气条件下,反比例模型效果最佳。

紫外荧光探测水面溢油实验研究

文章介绍了目前水面溢油探测的五种方法及其不同的优势与特点。主要从激发光源和探测望远镜的遮光结构方面讨论了溢油探测系统的构建方法。搭建了实验系统,采用365nm的紫外光源激发荧光,在暗室及实验室环境下分别探测了汽油、食用油、机油三种油类的荧光强度,归一化处理得到了荧光与探测电压值的关系,区分了油膜种类。分别探测了不同厚度的三种油膜荧光电压变化值,实验表明随着油膜厚度的不断增加,荧光光强呈线性变化,并给出了荧光强度变化的解释。