ICS在中国海上溢油应急中的可行性分析

在海洋经济大幅发展的现阶段,海上石油工业成为了催动产值、提升效益的最主要途径之一,但与此同时,在以经济为导向的海洋工业开发进程中,各类海上溢油事故层出不穷,海上溢油应急管理面临更加艰巨的挑战;美国在1974年加州森林大火应急后提出ICS(Incident Command System)理念,并于1985年完成ICS系统开发,后ICS系统在欧洲乃至世界范围内受到普遍认可及引入,并逐步应用于其他突发事故管理,成为国际应急管理的缩影;本文就ICS系统同我国海上溢油应急管理体系进行比对分析,探寻其应用于我国的可行性。     

基于深度语义分割的多源遥感图像海面溢油监测

针对遥感图像海面溢油区域通常受到斑噪声以及强度不均等因素的影响,从而导致溢油区域监测效果较差的问题,本文引入了深度语义分割的方法,将深度卷积神经网络与全连接条件随机场相结合,形成端对端连接。以Resnet结构为基础,首先通过深度卷积神经网络对多源遥感图像粗分割并作为输入,然后经过改进的全连接条件随机场,利用高斯成对势和平均场近似定理,建立条件随机场形成递归神经网络作为输出。通过多源遥感图像对海面溢油区域进行监测,并利用可见光图像估计溢油区域面积。实验在所建立的多源遥感图像数据集上与其它先进模型进行对比,结果表明本文方法提高了溢油区域的分割精度以及精细细节程度,平均交并比为82.1%,监测效果具有明显地改善。     

生物消油剂的研发及应用进展

经过大量文献调研,总结了目前生物消油剂的产品发展现状,主要包括生物消油剂种类、固定化方式以及市面上现有生物消油剂产品介绍,综述了目前生物消油剂的主要研究方向,提出现有研究主要集中于高效石油降解菌的筛选研发、极端环境下的生物消油剂开发以及复合菌群的构建。最后对生物消油剂的发展难点以及下一步研究重点进行了阐述,并提出了展望。     

围油栏充气阀的改进设计

围油栏是海洋溢油治理的重要设备。对现有围油栏的充气阀进行改进,使其具有定压排气功能。充气阀经过改造的围油栏可以实现水面上的自动回收,因此高效回收水面溢油的“面式”回收方法得以实现。     

基于新极化特征参数的SAR海洋溢油检测

为了提升海上油膜与其他目标的可分离程度,提出基于特征值分解的一种新的极化特征G,该特征不仅能够反映集合中不同目标之间的极化状态,还能够描述不同散射类型在统计意义上的不纯度。若某个区域中去极化状态越弱,不纯度越低,则该区域中新极化特征G的值越低。利用两景Radarsat-2全极化SAR (Synthetic Aperture Radar)影像对新特征的有效性进行实验验证。结果表明：海水具有较小的特征值,油膜具有较大的特征值,生物膜的特征值介于两者之间。且与span、\bar{\mathrm{\alpha }}、P、A、CPD等5种经典的极化特征相比,新特征在图像对比度、局部标准偏差及概率密度曲线等三个指标上均有更好的表现,不仅能区分生物膜（植物油模拟）与原油,且具有更好的抑噪性。     

生物质材料在水体溢油修复中的应用

生物质材料来源于各种自然资源中,可以作为廉价的吸附剂被广泛应用。天然生物质材料具有廉价、使用方便、可生物降解的优点。同时,综述了改性生物质吸附剂的良好潜力应用于水体溢油污染物的去除,改性方法主要包括热处理、粉碎处理、超声和微波处理、乙酰化处理和接枝共聚。阐述了生物质材料在水体溢油修复中的研究热点和应用趋势。     

基于AHP-模糊综合评价法的溢油风险评价

采用层次分析法（ＡＨＰ）-模糊综合评价模型,结合渤海某平台一线运行工况,对海上采油平台溢油风险进行评价。从平台作业运输方式,平台特性,环境条件,以及人员与管理４个方面建立了海上采油平台溢油风险评价指标体系,对其进行了溢油风险评价,得出了该平台的溢油风险为中等,风险因子中平台特性的风险较为突出。该评价方法能够判断运营中的海上采油平台溢油风险等级,为降低采油平台溢油风险提供技术支持。     

海洋环境污染与灾害卫星遥感业务化监测系统研究

本文针对我国海洋环境污染、突发性溢油污损事件以及由水体富营养化导致的赤潮灾害的现状和其造成的严重后果,阐述了我国建立海洋环境污染与灾害卫星遥感监测系统的紧迫性,结合国外此类技术系统的现状、我国现有技术条件和基本国情,提出了二十一世纪建设我国海洋环境污染与灾害卫星遥感监测系统的硬件构成和技术框架,以期为沿海经济的可持续发展服务。同时,也强调了在系统建设过程中应重视的三个问题。     

基于无人机高光谱遥感技术的河流溢油监测

无人机遥感装备小、机动性高、环境适应性强,是目前灾害应急监测的首选。为明确无人机高光谱遥感在河流溢油应急监测中的应用前景,以六旋翼无人机为平台,高光谱成像仪(400～1000 nm)为探测仪器,新疆原油为溢油油品,内径45 cm的泳圈为围油栏,开展基于无人机平台的高光谱遥感河流溢油检测实验。模拟的油膜厚度范围为6.29～125.82μm,获取了30组不同油膜厚度的Headwall高光谱数据和一景溢油河道高光谱数据。通过分析油膜厚度与反射率光谱谱段的相关性,确定984 nm为油膜厚度的最佳光谱响应谱段,建立了基于984 nm谱段反射率的水面油膜厚度估算模型,验证数据的预测油量与实际油量对比,显示最大相对误差为7.8%,验证了无人机搭载高光谱传感器开展河流溢油检测的可行性。对于实验后期形成的河道甚薄油膜(1μm左右),超过模型测定下限,参考波恩协议,估算了油膜厚度,计算了溢油量,发现实际用油量位于预测油量区间,认为河道溢油甚薄油膜区域的油量可以借鉴波恩协议来估算。