第23章 監測石油汙染的手段(1)(1 / 2)

海上溢油遙感監測

世界各地的海事國家都積極參與海上溢油的監視和遙感監測,這種監視活動主要是搜尋船舶、管道及石油鑽井平台等經常性或慢性的各種油的泄漏。最近幾年關於溢油監測的研究都集中在衛星遙感上,特別是像ERS—1、ERS—2、Radarsat—1和JERS—1雷達衛星對海洋溢油的監測受到許多國家的重視。但還是有很多國家用航空遙感來監測海上溢油。由於溢油在廣闊海麵上的風、浪、流作用下,具有動態特性,航空遙感係統在溢油應急處理過程中還是起主導作用。航空遙感在部署上的靈活機動性及遙感器的可選擇性等優點,對溢油應急處理來說都是至關重要的。而衛星遙感主要在確定溢油位置和麵積等方麵能夠提供整個溢油汙染水域宏觀的圖像。在災難性的大量油類泄漏的情況下,衛星遙感和航空遙感都被用來跟蹤監視溢油的漂移和擴散。

目前全球在軌的人造衛星達到3000顆,能提供數據和圖像為遙感、定位導航、通信傳輸服務的約有500顆,其中對地觀測衛星近30顆。在對地觀測衛星中隻有合成孔徑雷達衛星能有效用於海上溢油監視。現正在運行的合成孔徑雷達衛星主要有加拿大RSI的Radarsat—1,歐空局的ERS—2和Envisat—1。

Radarsat—1SAR具有多模式、多波束成像的能力,用戶可選擇入射角、分辨率和幅寬。其入射角可選20°~50°,分辨率可選10~100米,幅寬可選45~500千米。該星重訪周期為24天。通過選擇工作模式、控製成像幅寬以及采用編程服務可為用戶提供7天的重複觀測。

ERS—2SAR數據幅寬100千米,分辨率30米,重訪周期35天。

按照正常程序,隻有在衛星經過溢油事故發生地點所屬軌道時才能獲取數據資料。由於隻有Radarsat—1、ERS—2和Envisat—1這3顆衛星可用於溢油監視,從它們的技術參數可以看出進行溢油連續監視的周期較長。雖然利用編程服務能縮短衛星數據獲取周期,但普通用戶都至少要提前幾天向衛星運行控製部門請求編程服務預定指定數據。即使當天衛星經過溢油事故發生地點,從接收部門獲取數據到用戶得到衛星監視圖像的過程最快也需要2天時間。因此,按照正常的數據獲取程序,利用衛星遙感較難達到連續監視溢油的目的。

空中檢測挪威海岸

航空遙感和衛星遙感監視海上溢油是世界各國普遍采用的方法。從現狀調查資料分析發現,發達國家都積極運用航空遙感監測海上溢油,其中大約有1/2國家同時也運用衛星遙感監測海上溢油。衛星遙感適合監測大麵積的溢油汙染,航空遙感則適合海口小麵積、海岸(石頭、沙子)、植物上等的溢油汙染,特別適合指揮清除和治理工作。合成孔徑雷達(SAR)衛星是唯一被部署用來執行跟蹤監測海上溢油的日常任務的衛星,這清楚地表明這種遙感器的日夜、全天候監測海上溢油的能力。

在我國,已經有過利用衛星遙感監視溢油的研究,而且也應用到溢油事故的汙染監視中。但從衛星遙感數據中提取溢油信息的理論研究還不成熟,在溢油事故的監視中所使用的基本都是氣象衛星遙感數據。氣象衛星接收信號依賴於太陽輻射,其工作波段對溢油特征光譜不敏感,分辨率也較低,一般為1.1千米,這些缺點使它難以有效地監視溢油。國外20年的研究表明,合成孔徑雷達衛星是監視溢油最有效的衛星遙感工具。目前我國通過解譯雷達衛星數據提取溢油信息的研究還處於起步階段。為充分利用雷達衛星遙感來監視溢油,可以采取以下兩種措施: