palette
شناسایی لکه های آلودگی نفتی دریای خزر به کمک سنجش از دور (مطالعه موردی: تأسیسات استخراج نفت باکو)

چکیده

سابقه و هدف: وجود منبع­ های نفتی در دریاها عملیات اکتشاف، استخراج و حمل و نقل مواد نفتی در آن­ها سبب به ­وجود آمدن لکه ­های هیدروکربنی بر سطح دریاها می­ شود و در نتیجه کاهش سطح کیفیت این آب­ها را در پی دارد. نشت مواد نفتی به دریاها عوارض محیط زیستی جبران ناپذیری دارد و اکوسیستم­ های ساحلی و دریایی را مختل می­ کند در نتیجه شناسایی مکان و زمان وقوع حوادث نفتی و تشخیص ابعاد و بزرگی آلودگی ناشی از آن­ها برای نظارت و حفظ سلامت محیط زیست از اهمیت زیادی برخوردار است و امروزه به کمک داده­ های سنجش از دور، استفاده از ماهواره­ های اپتیکی و راداری آسان و ممکن می­ شود. در این مطالعه، به ­منظور ارتقاء قابلیت تشخیص نواحی آلودگی نفتی، با استفاده همزمان ماهواره­ های اپتیکی Landsat-8، Sentinel-2 و راداری Sentinel-1 به­دلیل قدرت تفکیک مکانی بالا و دوره بازبینی نزدیک به هم، آلودگی نفتی دریای خزر در منطقه­ ی تأسیسات نفتی آذربایجان مورد مطالعه قرار گرفت.

مواد و روش ­ها: در این مطالعه، بررسی آلودگی نفتی ناشی از تأسیسات نفتی Oil Rocks در دو ماه آوریل و ژوئن سال 2017 به­وسیله تصاویر ماهواره­ای انجام شد. پس از شناسایی لکه­ های آلودگی بر سطح آب در اطراف این تأسیسات در تصاویر راداری برای اطمینان از لکه­ های شناسایی شده ناشی از نشت نفت و بارزسازی آلودگی نفتی از تصاویر اپتیکی از روابط نسبت باندی استفاده شد. سپس، عملیات استخراج عوارض تصویرها با استفاده از روش نسبت باندی انجام گرفت.

نتایج و بحث: مساحت به­ دست آمده از سطوح آلودگی نفتی در ماه آوریل سال 2017 افزایش سطح لکه­ ی نفتی را طی 12 روز نشان داد که با توجه به درصد پوشش کلاس نفت و کلاس مخلوط آب و نفت در نتایج به­ دست آمده از سطوح، گویای افزایش پخش و گسترش لکه­ ی نفتی با جریانات دریایی و ادامه­ ی نشت نفت از منبع تولید آن است. همچنین بررسی تصاویر اپتیکی Landsat-8 و Sentinel-2 در تاریخ 5 ژوئن 2017 در میزان سطح آلودگی نفتی، نتایج نزدیک به هم را نشان داد.

نتیجه­ گیری: نتایج به­ دست آمده از این تحقیق، نشان داد که روش نسبت­ های باندی برای تشخیص سریع نشت نفت مناسب است. به­ همین جهت، برای بارزسازی جزئیات ناحیه آلودگی، از روش طبقه ­بندی نسبت باندی تصویر برای استخراج عوارض با کلاس ­های مشخص استفاده شد. همچنین از نظر محیط زیستی تأسیسات نفتی Oil Rocks آب ­های خزری، کشور جمهوری آذربایجان را در شرایط نامطلوبی قرار داده و به ­دلیل جهت غالب جریانات دریایی در آن ناحیه به سمت سواحل شمال غربی ایران، درصورت عدم پیشگیری از وقوع نشت نفت، آب­ های سواحل کشور ما را آلوده ساخته و اکوسیستم دریایی منطقه را تحت تأثیر قرار می ­دهد. بنابراین باید برای جمع ­ آوری و پاکسازی لکه­ های نفتی در اطراف این تأسیسات با استفاده از روش ­های فیزیکی، شیمیایی و زیستی نسبت به پاکسازی آلودگی­ های نفتی روی سطح آب اقدام شود.

واژگان کلیدی
تصویرهای اپتیکی، تصویرهای راداری، لکه‌های نفتی، روابط نسبت باندی، استخراج عوارض.

منابع و مآخذ مقاله

Akkartal, A. and Sunar, F., 2008. The usage of radar images in oil spill detection. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 37, 271-276.

CSNRC, 2011. Caspian Sea State of the Environment. Caspian Environment Program, Interim Secretariat of the Framework Convention for the Protection of the Marine Environment of the Caspian Sea. Available online at: wri.ac.ir/csnrc.

Carnesecchi, F., Byfield, V., Cipollini, P., Corsini, G. and Diani, M., 2008. An optical model for the interpretation of remotely sensed multispectral images of oil spill. Proceedings of Remote Sensing Of The Ocean, Sea Ice, and LargeWater Regions, 15th September, Cardiff, Wales, United Kingdom.

Cococcioni, M., Corucci, L. and Lazzerini, B., 2009. Issues and preliminary results in oil spill detection using optical remotely sensed images. In Proceeding of Oceans -Europe, 11th - 14th May, Germany.

Girard-Ardhuin, F., Mercier, G. and Garello, R., 2003. Oil slick detection by SAR imagery: potential and limitation. Oceans. 1, 164-169.

Howari, F., 2004. Investigation of hydrocarbon pollution in the vicinity of United Arab Emirates coasts using visible and near infrared remote sensing data. Journal of Coastal Research. 20(4), 1089-1095.

Ivanov, A.Y., Dostovalov, M.Y. and Sineva, A.A., 2012. Characterization of oil pollution around the oil rocks production site in the Caspian Sea using spaceborne polarimetric SAR imagery. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. 48(9), 1014-1026.

Kolokoussis, P. and Karathanassi, V., 2018. Oil spill detection and mapping using sentinel 2 imagery. Journal of Marine Science and Engineering. 6(1), 1-12.

Lee, M.S., Park, K.A., Lee, H.R., Park, J.J., Kang, C.K. and Lee, M., 2016. Detection and dispersion of oil spills from satellite optical images in a coastal bay. International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 10th - 15th July, Beijing, China.

Mityagina, M. and Lavrova, O., 2016. Satellite survey of inner seas: oil pollution in the Black and Caspian seas. Remote Sensing. 8(10), 1-24.

Majidi Nezhad, M., Groppi, D., Laneve, G., Marzialetti, V. and Piras, G., 2018. Oil spill detection analyzing “Sentinel 2” satellite images: a Persian Gulf case study. In Proceeding of the 3rd World Congress on Civil, Structural and Environmental Engineering, 8th - 10th April, Budapest, Hungary.

Pavlakis, P., Sieber, A. and Alexandry, S., 1996. Monitoring oil-spill pollution in the Mediterranean with ERS SAR. European space agency. Earth Observation Quarterly. 52, 8-11.

Raygani, B., Najafi Yasuri, M., Bodagh Jamali, J. and Sarkheil, H., 2019. Detection of oil spill hotspots using time-series MODIS Data (case study: Persian Gulf). Petroleum Research. 29(98-5), 97-106.

Taravat, A. and Del Frate, F., 2012. Development of band ratioing algorithms and neural networks to detection of oil spills using Landsat ETM+ data. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing .107, 1-8.

Topouzelis, K., 2008. Oil spill detection by SAR images: dark formation detection, feature extraction and classification algorithms. Sensors. 8(10), 6642-6659.

Topouzelis, K. and Singha, S., 2016. Oil spill detection: past and future trends. ESA Living Planet Symposium, 9th - 13th May, Prague, Czech Republic.

United States Environmental Protection Agency, Office of Emergency and Remedial Response., 1999. Understanding oil spills and oil spill response. Understanding Oil Spills In Freshwater Environments, Washington DC., USA.

Xing, Q., Meng, R., Lou, M., Bing, L. and Liu, X., 2015. Remote sensing of ships and offshore oil platforms and mapping the marine oil spill risk source in the Bohai Sea. Aquatic Procedia. 3, 127-132.

Zeinstra-Helfrich, M., 2016. Oil slick fate in 3D: predicting the influence of (natural and chemical) dispersion on oil slick fate. Ph.D. Thesis. Wageningen University, Netherlands.


DOI: http://dx.doi.org/10.29252/jes.v18i3.29865
ارجاعات
  • در حال حاضر ارجاعی نیست.