نوع مقاله : Original Articles
نویسندگان
1 دانشیار گروه سنجش از دور و GIS ، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی
2 مربی گروه سنجش از دور و GIS ، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی،
3 دانشجوی کارشناسی ارشد سنجش از دور و GIS ، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی
چکیده
نشت نفت به محیطهای دریایی از مهمترین عوامل آلودگی دریا بوده است. شناسایی سریع و جلوگیری از نشت نفت در دریاها و کاهش اثرات مخرب آن بر اکوسیستمهای دریایی، امری ضروری است. تکنولوژی سنجش از دور بهواسطه برداشت داده در بخشهای مختلف طیف الکترومغناطیس و در فواصل زمانی کوتاه همچنین دید ناحیهای وسیع، گزینه مناسبی جهت آشکارسازی و پایش سریع لکههای نفتی میباشد. هدف اصلی در این تحقیق معرفی قابلیت بخشهای مختلف سنجش از دور در آشکارسازی آلودگیهای نفتی میباشد. در این تحقیق معایب و مزایای هر یک از سنجندههای مختلف در زمینه پایش لکههای نفتی مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفته است. سنجندهها محدوده مرئی طیف الکترومغناطیس در شب عمل نمیکنند و تمایز بین نفت و زمینه در آنها مشکل است. در محدوده مادون قرمز حرارتی، تابش برخاسته از علفهای دریایی، خطوط ساحلی و جبهههای اقیانوسی شبیه نفت میباشد که منجر به ایجاد خطا در فرآیند آشکارسازی لکههای نفتی میگردد. در رادیومتر ماکروویو، موجودات آلی، سیگنالهایی مشابه نفت در آنها ایجاد میکنند که باعث ایجاد خطا میشود همچنین این سنجندهها پرهزینه هستند. در مقابل موارد ذکر شده، دادههای SAR به دلیل پوشش ناحیهای وسیع و قابلیت اخذ در همه مدت شبانهروز و در همه شرایط آب و هوائی، جهت پایش آلودگیهای نفتی در دریاها و اقیانوسها پرکاربرد میباشند. بر طبق نتایج این تحقیق، دادههای SAR بخصوص در باند C امواج ماکروویو و پلاریزاسیون VV جهت آشکارسازی لکه نفتی مناسبتر شناخته شدهاند، همچنین نتایج بیانگراین است که استفاده توأم از دادههای کاملاً پلاریمتریک اطلاعات مفیدتری نسبت به دادههای تک پلاریزه در این زمینه در اختیار قرار میدهد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
A Review of Remote Sensing Applications in Detection of Sea Oil Pollution
نویسندگان [English]
- Ali Akbar Matkan 1
- Mohammad Hajeb 2
- Zeinab Azarakhsh 3
1 Associated Professor, Department of Remote Sensing & GIS, Faculty of Earth Science, University of Shahid Beheshti, Tehran
2 Lecturer, Department of Remote Sensing & GIS, Faculty of Earth Science, University of Shahid Beheshti, Tehran
3 MSc. Student of Remote Sensing & GIS, Faculty of Earth Science, University of Shahid Beheshti, Tehran
- Pajot, E. Examples of SAR Imagery Applications to the Petroleum Industry.75th EAGE Conference & Exhibition incorporating SPE EUROPEC , 2013; 10.
- Fingas M. F., Brown, C. E. Review of oil spill remote sensing. Spill Sci. Technol. Bull, 1997l; 4(4): 199â208.
- Solberg, A. H. S. Remote sensing of ocean oil-spill pollution. Proceedings of the IEEE; 2012 100 (10): 2931- 2945.
- Tseng W. Y, Chiu, L. S. AVHRR observations of Persian Gulf oil spills, in Proc. Int. Geosci. Remote Sens. Symp. 1994; (2): 779â782.
- Adamo M, Carolis V D. Pasquale, and G. Pasquariello, Detection and tracking of oil slicks on sun-glittered visible and near infrared satellite imagery, Int. J. Remote Sens., 2009; 30.
- Fabregas J, Herrero C, Veiga M. Effect of oil and dispersant on growth and chlorophyll a content of the marine microalga Tetraselmis Suecica; 1984; 47(2):445-447
- Brown C, Fingas M, Hawkins R. Synthetic Aperture Radar Sensors: Viable for Marine Oil Spill Response. In Proc. 26th Arctic and Marine Oil Spill Program (AMOP) Technology Seminar. Victoria, Canada; 2003: 299-310.
- Goodman R. Overveiw and Furure Trend in oil Spill Remote Sensing, Spill Science& Technology Bulletin. 1994; 1(1): 11-21.
- Grüner K, Reuter R, Smid, H. A New Sensor System for Airborne Measurements of Maritime Pollution and of Hydrographic Parameters, Geojournal. 1991; 24(1):103-117.
- Fingas M F, Brown C E. Review of oil spill remote sensors. Emergencies Science and Technology Division Environment Canada Environmental Technology Centre Ottawa, Ontario, Canada. 2002.
- Lee J S, Pottier E. Polarimetric Radar Imaging: From Basics to Applications. CRC Pres, Boca Raton. 2009
- Fingas M, Brown C E. Oil spill remote sensing: A review. Oil spill science and technology. Gulf Professional Publishing, Boston; 2011: 111â169.
- Hovland H A, Johannessen J A, Digranes, G. Slick detection in SAR images. in Proc. IEEE Symp. Geosci. Remote Sensing (IGARSS), Pasadena; 1994; (CA): 2038â2040.
- Solberg A H S, Storvik G, Solberg R, Volden E. Automatic detection of oil spills in ERS SAR images. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens; 1999; 37(4): 1916â1924.
- Pelizzari S. Oil Spill Detection Using Sar Images. Lisboa: UTL. Instituto Superior Tecnico; 2011.
- Brekke C, Solberg A. Oil spill detection by satellite remote sensing. Remote Sens. Environ; 2005; 95(1): 13.
- Migliaccio M, Nunziata F, Montuori A, Li X, Pichel W. A multifrequency polarimetric SAR processing chain to observe oil fields in the Gulf of Mexico, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens; 2011; 49(12): 4729â4737.
- Velotto D, Migliaccio M, Nunziata F, Lehner S. Dual- polarized TerraSAR-X data for oil-spill observation, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens; 2011; 49(12): 4751â4762.
- Zhang B, Perrie W, Li X, Pichel W G. Mapping sea surface oil slicks using RADARSAT-2 quad- polarization SAR image, Geophys. Res. Lett., 38, L10602, doi: 10.1029/2011GL047013; 201.
- Azarakhsh Z. Sea oil spill detection using SAR images, Msc thesis, Shahid Beheshti University; 2014. [In Persian].
- Brekke C, Solberg A. Classifiers and confidence estimation for oil spill detection in ENVISAT ASAR images. IEEE Geosci. Remote Sens Lett; 2008; 5(1): 65â69.
- Matkan A A, Hajeb M, Azarakhsh Z. Introduction and evaluation of the most important methods for oil spill detection using SAR images. 20th National Conference on Geomatics, 29 April to 1 May 2013, National cartographic center of Iran, Tehran [In Persian].
- Topouzelis K. Oil spill detection by SAR images: Dark formation detection, feature extraction and classification algorithms. Sensors; 2008; 8.
- Migliaccio M, Nunziata F, Gambardella A. On the copolarised phase difference for oil spill observation. Int. J. Remote Sens; 2009; 30(6): 1587â1602.
- Velotto D, Migliaccio M, Nunziata F, Lehner S. Oil-slick observation using single look complex TerraSAR-X dual-polarized data. In Proc. International Geoscience Remote Sensing. Symp; 2010: 3684â3687
- Jones C E, Minchew B, Holt B. Polarimetric decomposition analysis of the Deepwater Horizon oil slick Using L-band UAVSAR data. IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing; 2011: 2278 â 2281.
- Wenguang W, Fei L, Peng W, Jun W. Oil spill detection from polarimetric SAR image, in Proc. International Conference Signal Process; 2010: 832â835.
- Matkan A A, Hajeb M, Azarakhsh Z. Oil spill detection from SAR image using SVM based classification. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, SMPR; 2013; XL-1/W3:55-60.
- Topouzelis K. Oil spill detection by SAR images: Dark formation detection, feature extraction and classification algorithms. Sensors; 2008; 8.
- Migliaccio M, Gambardella A, Giacinto G, Montali A. One-class classification for oil spill detection. Pattern Anal Applic; 2010; 13(3).