海洋溢油模拟目标的紫外反射特性研究

海洋溢油是一种破坏性极大的海洋污染物,对它的监测一直是海洋遥感的重要内容之一,通过反射率强弱来区分溢油区域和未污染海面即为常用的方法。文章针对海洋溢油的紫外反射特性展开研究,并建立了相应的光谱测量实验系统,选择合适的实验条件和环境后对海洋溢油的4种模拟目标(汽油、煤油、柴油、润滑油)的紫外波段反射光谱进行了测试。通过对实验数据的处理和分析,得到这4种模拟目标在紫外波段的反射特性,并和同样实验环境下测得的水反射特性进行了对比。实验结果表明,油膜在紫外波段的反射率和水存在较为明显的差异,差异值主要由油种和油膜厚度所决定。该实验方法同样适用于真实溢油目标,这为今后利用紫外波段对海洋溢油进行遥感监测积累了一定的理论和实验基础。

基于红外偏振特性的水面溢油检测实验研究

水面溢油是一种常见的水体污染,在电磁波辐射过程中,反应出与其自身性质相关的红外偏振特性。利用红外偏振特性反演水面溢油特征成为水体监测的一种新方法。在介绍了红外偏振成像原理的基础上,对不同温度条件下水面溢油的红外偏振特性进行了实验研究。结果表明,利用水面溢油的红外偏振特性,可实现对水面溢油的有效检测。

基于红外偏振特性的水面溢油检测实验研究

水面溢油是一种常见的水体污染,在电磁波辐射过程中,反应出与其自身性质相关的红外偏振特性。利用红外偏振特性反演水面溢油特征是水体监测的一种新方法。基于红外偏振成像原理的基础,对不同温度下水面溢油的红外偏振特性进行了实验研究,结果表明:利用水面溢油的红外偏振特性可实现对水面溢油的有效检测。

油田作业现场漏油识别算法

为了提高工作人员对油田作业现场原油泄漏事故的监管效率和准确性,避免由于原油泄漏而造成的经济损失,设计与实现了基于YOLOv5网络结构的油田作业现场漏油识别模型。首先通过单反相机收集了室内与室外2种场景下不同距离的漏油数据集,其次采用数据增强的方法对数据集进行扩充,最后将数据集输入到YOLOv5的网络里进行训练,并通过负样本对比方法提高模型准确率。实验结果表明,该模型能够准确检测出油田作业现场原油泄漏事故,其准确率达到了94.2%,检测速度为17.5 ms,满足油田企业需求。目前,该模型已经部署到油田作业现场中,并成功通过了功能测试和性能测试。

全自动避碰和溢油雷达探测系统在海上油田中的应用

针对海上平台设施防碰撞及溢油监控技术现状,结合现有船舶避碰系统被动探测特点,以及常规探测手段无法精确发现小型目标、不能对小型目标进行持续跟踪、探测,只能通过人工手段进行溢油监视等存在的问题,提出利用全自动避碰和溢油雷达探测系统,增加主动探测和海上油田防避碰能力。本文介绍了探测系统组成及技术参数、系统技术特点以及海上油田现场应用效果等。实践证明,该系统具有实时、连续和全自动方式运行,以FPSO为原点360度全方位无死角扫描监视区海面,在夜晚或者不良天气条件下都能够持续稳定工作。系统还能对雷达散射截面(RCS)≥0.1平方米,物标高度≥0.5米(例如:小型渔船、舢板等)的小型目标进行持续跟踪、探测,可为作业者提供准确可靠的海上船舶及溢油信息,避免或控制重大事故的发生,具有良好的推广应用价值。

粗糙水面环境溢油目标多角度可见光偏振特性

为了更加准确地表征粗糙水面环境下溢油的偏振反射特性,建立了改进型溢油偏振二向反射分布函数(pBRDF)模型。该模型基于Priest-Germer (P-G)理论,引入遮蔽函数、漫反射和体散射分量,并结合水面微小平面的概率分布函数,更加适合检测粗糙水面背景的溢油偏振反射特性。在粗糙水面环境下对5种不同溢油(机油、原油、柴油、煤油、汽油)目标进行多角度可见光波段偏振特性测试实验。结果表明:若相对方位角为180°,线偏振度随观测天顶角的增大先增大后减小,随入射天顶角的增大也先增大后减小;线偏振度随相对方位角的增大先增大后减小,在相对方位角为180°时达到最大,且受波长影响较小。该模型的置信精度可达到80%以上,证明了该模型的准确性,为研究粗糙海面溢油的偏振特性提供了一种新的途径。