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基于二維激光觀測的溢油及其乳化過程散射模式研究進(jìn)展

2016-07-06 10:30:30孟俊敏何宜軍山東省海岸帶環(huán)境過程重點實驗室中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所山東煙臺6400國家海洋局第一海洋研究所山東青島6606南京信息工程大學(xué)海洋技術(shù)學(xué)院江蘇南京0044
海洋科學(xué) 2016年2期
關(guān)鍵詞:散射系數(shù)溢油油膜

過 杰, 孟俊敏, 何宜軍(. 山東省海岸帶環(huán)境過程重點實驗室, 中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所, 山東 煙臺 6400; . 國家海洋局第一海洋研究所, 山東 青島 6606; . 南京信息工程大學(xué)海洋技術(shù)學(xué)院, 江蘇 南京 0044)

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基于二維激光觀測的溢油及其乳化過程散射模式研究進(jìn)展

過 杰1, 孟俊敏2, 何宜軍3
(1. 山東省海岸帶環(huán)境過程重點實驗室, 中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所, 山東 煙臺 264003; 2. 國家海洋局第一海洋研究所, 山東 青島 266061; 3. 南京信息工程大學(xué)海洋技術(shù)學(xué)院, 江蘇 南京 210044)

合成孔徑雷達(dá)(SAR)以其高分辨率、能不受雨云影響實施全天時全天候全方位監(jiān)測, 在海面溢油災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。溢油是因為海面油膜抑制了毛細(xì)波和重力波, 在SAR圖像上呈暗斑而被識別。然而, 海面溢油的乳化過程直接影響SAR對海面溢油后向散射截面的觀測精度。本研究以物理海洋學(xué)和激光原理以及海面電磁散射理論為基礎(chǔ), 通過實驗利用激光掃描儀觀測海面溢油粗糙度, 分別與溢油特征參數(shù)、后向散射系數(shù)建立對應(yīng)關(guān)系; 耦合海面溢油參數(shù)與后向散射截面的關(guān)系, 利用電磁散射數(shù)值建模方法, 建立海面溢油散射模型, 研究海面溢油乳化過程對微波后向散射截面的影響。本項目的研究將為SAR監(jiān)測海面溢油量、溢油厚度及油品分布格局提供了可能; 將進(jìn)一步揭示海面溢油的散射機(jī)制, 提高SAR海面監(jiān)測溢油的精度和能力。

微波后向散射; 激光掃描儀; 海面溢油; 溢油海面粗糙度; 乳化

[Foundation: Supported by General Program of National Natural Science Foundation of China (41576032; 41176160)]

1 研究背景

石油進(jìn)入海洋之后, 在海洋特有的環(huán)境條件下,具有復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物變化過程。這些變化有擴(kuò)散、漂移、蒸發(fā)、乳化、光化學(xué)氧化分解、沉積以及生物降解等等。石油的理化特性與其溢入海洋環(huán)境中的變化, 使其在海面上有著與其他物質(zhì)不同的情形, 即溢油在海面上形成了非均勻分布的情形——中間部分比邊緣部分厚, 類似薄透鏡形狀。油類入海以后基本是以乳化狀態(tài)存在于海洋表面; 許多油類易于吸收水而形成油包水乳化液, 體積會增加3~4倍。這種乳狀液通常很黏, 不容易消散。多數(shù)油在任何海況下都能迅速形成乳狀液, Berridge[1]認(rèn)為其穩(wěn)定性依賴于瀝青質(zhì)的含量。蒸發(fā)、光氧化這兩個過程會促使乳化過程。由于吸收大量的水, 乳化可使油的性質(zhì)發(fā)生很大變化, 它很大程度地影響溢油的蒸發(fā)、擴(kuò)散、生物降解等。乳化過程平常還使溢油清除工作更困難, 妨礙了大多數(shù)機(jī)械回收設(shè)備的有效操作[2]。乳化過程的研究將有利于提高微波海面觀測溢油的精度, 為模式模擬溢油漂移擴(kuò)散方向以及溯源、估計油膜厚度、研究溢油面積和溢油量提供最佳參數(shù)。我們利用遙感手段監(jiān)測到的溢油基本上是以乳化狀態(tài)存在的, 所以研究溢油乳化過程對后向散射機(jī)制的影響, 有助于提高海面遙感溢油災(zāi)害監(jiān)測的準(zhǔn)確度, 對海面溢油應(yīng)急工作制定有效計劃、決策和優(yōu)化清除操作都具有重要意義。

近30年來, 許多國家都開展了溢油檢測實驗。實驗分為兩類: 室外實驗和室內(nèi)實驗。室外實驗是在海面上人為地鋪設(shè)溢油, 使用空載或?;b感設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。室內(nèi)實驗通常是在實驗室中搭建風(fēng)浪水槽。國外: 荷蘭1971年TNO實驗室在挪威海岸建立了基于非相參脈沖系統(tǒng)的觀測站, 使用紅外傳感器和空載側(cè)視雷達(dá)對海面風(fēng)浪和溢油現(xiàn)象進(jìn)行測量。除此之外, NIWARS在室內(nèi)建立了風(fēng)浪水槽, 該水槽長100 m, 寬8 m, 高0.5 m, 用于模擬風(fēng)對水面的作用[3]。1992年德國漢堡大學(xué)海洋學(xué)研究所也開展了大量的研究工作, 在北海沿岸海面上鋪設(shè)了輕質(zhì)燃油和重燃料油, 分別使用4個波段(X, C, S, L)空載散射計對溢油進(jìn)行了測量, 并研究了實驗測量的海水溢油散射比與理論值的差異。同樣地, 在實驗室中建立了尺寸稍小的風(fēng)浪水槽, 長26 m, 寬1 m, 高0.5m。Werner Alpers等[3]在此基礎(chǔ)上展開了大量的研究。

國內(nèi): 1986年浙江大學(xué)無線電系的吳堅在Bahar將全波法用于分析兩層介質(zhì)粗糙截面電磁傳播問題的基礎(chǔ)上, 推導(dǎo)了三層介質(zhì)結(jié)構(gòu)的粗糙截面輻射波散射場。并在理論上證明了油膜的存在對散射系數(shù)的改變不起主要作用, 而主要貢獻(xiàn)是對海面粗糙度的改變引起散射的變化[4]。1987年中國科學(xué)院南海海洋研究所在三層介質(zhì)微波輻射的基本原理下, 分析計算了各介質(zhì)和環(huán)境參數(shù)對油膜厚度的影響大小,并以此為依據(jù)探討了確定各參數(shù)的方法, 在露天水池使用輻射計對14號機(jī)油進(jìn)行了測試。研究了油膜有效發(fā)射率亮溫差和油膜厚度的關(guān)系, 并對其它工作參數(shù)做出估計。隨后于1989年在海南下川島以西海面進(jìn)行了海上溢油實測, 在海面上鋪設(shè)了總量為4.3 t的輕柴油。使用飛機(jī)作為平臺, 搭載了8 mm微波輻射計對海面溢油亮度溫度進(jìn)行測量[5]。國家海洋局第一海洋研究所在實驗室條件下, 利用“灰體室”的環(huán)境條件及測量方法, 測試了原油、燃料油和食用植物油膜的微波發(fā)射率與油膜厚度之間的關(guān)系。為減小背景輻射的影響, 灰體室內(nèi)由均質(zhì)鋁板構(gòu)成,尺寸為5 m×2 m×2.9 m輻射計固定在灰體室上方, 可以改變位置與入射角。同時設(shè)計了長38 cm, 寬25 cm, 高12 cm的鋁制樣品槽[6-7]。電子科技大學(xué)于2007年分別建立起了室內(nèi)和陸基散射測量系統(tǒng), 并在此基礎(chǔ)上做了大量研究, 室內(nèi)試驗在半微波暗室中進(jìn)行, 地面和側(cè)墻上都鋪設(shè)有吸波材料。實驗中通過計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)使天線在半圓軌道上運動, 滿足不同入射角的測量。試驗中使用的4個波段(L, S, C, X)天線均為喇叭天線。2個天線相鄰放置, 可同時進(jìn)行4種極化(HH, VV, HV, VH)的散射測量。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀產(chǎn)生掃頻電磁波信號并通過同軸線傳輸?shù)教炀€進(jìn)行測量。在仿真海面溢油散射測量實驗中, 樣品盆中用海水素配出滿足真實條件的鹽水, 使用可調(diào)速的吹風(fēng)機(jī)模擬海風(fēng), 通過在水面上灑油來模擬海面溢油。目前已在室內(nèi)測量過不同波段、不同極化、不同風(fēng)速風(fēng)向、不同水面溢油覆蓋情況下的海水表面散射系數(shù), 得到了一定的研究成果[3]。

在溢油乳化過程研究方面: 溢油乳化過程是和油的物理化學(xué)因素及動力因素有關(guān), 目前國內(nèi)外公認(rèn)的結(jié)論是: 瀝青質(zhì)、膠質(zhì)和蠟對乳化物的形成起作用, 并且其影響的大小以這種次序減小。Thingsted 等[8]通過實驗發(fā)現(xiàn)蒸發(fā)和光氧化促使溢油乳化。波浪決定油水混合方式并提供能量, 但目前的技術(shù)尚不能確定乳化開始時所需的最小能量。Payne等[9]對 Alaskan原油的研究發(fā)現(xiàn)乳化物能在冰區(qū)形成, 這表明在低能量環(huán)境下也有足夠的能量產(chǎn)生乳化過程。由于高溫有利于油水混合, 可加速乳化物的形成,但低溫抑制水滴的凝聚, 因而有利于乳化物的穩(wěn)定;溫度影響瀝青質(zhì)的溶解/沉積狀態(tài), 因此有時在較低溫度時, 有利于乳化的形成; 溫度通過影響蒸發(fā)快慢, 也影響溢油乳化的趨勢。由此可見, 不同情況,溫度有不同的影響[10]。但在海水溫度范圍內(nèi), 溫度的影響不很重要[2]。Omar等[11]通過實驗和現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)油層油膜越薄越有利于乳化。溢油周圍的油膜厚度比中心處薄, 因而更易乳化。海面的溢油能使波平靜, 所以從外面到油層的中心, 乳化過程逐漸變慢。對于溢油乳化研究者來說, 乳化物最重要的性質(zhì)是其穩(wěn)定性、黏性、密度。Finas等[12]和Mcmahon等[13]認(rèn)為水含量與穩(wěn)定性之間并不存在好的相關(guān)性; 用含水率判斷穩(wěn)定性不可靠。楊慶霄等[14]通過觀察實驗研究了海上溢油在破碎波作用下的乳化作用。

李楊等[3]設(shè)計了一系列室內(nèi)模擬海面溢油散射實驗和海港真實海面溢油散射實驗; 在室內(nèi)試驗中,使用不同波段不同極化電磁波對水槽中的溢油樣品進(jìn)行了不同厚度不同風(fēng)速與風(fēng)向的散射測量。在海港溢油散射式樣中, 采用不同波段不同極化電磁波對海水在不同風(fēng)速情況下的散射系數(shù)進(jìn)行了測量,并在海面上鋪設(shè)柴油樣品, 模擬真實海面情況下的溢油, 建立了海面溢油雙尺度模型, 該模型油膜粗糙度是通過蒙特卡羅法仿真獲得的。他們將其與模型模擬結(jié)果進(jìn)行對比, 驗證了模型的適用性。但是, 該研究沒有實現(xiàn)溢油乳化過程對海面粗糙度的測量。

2 研究的意義

綜上所述, 盡管國內(nèi)外學(xué)者對海面溢油的物理化學(xué)性質(zhì)有了一定的研究成果, 電磁理論的迅速發(fā)展與室內(nèi)室外散射模型的模擬, 為微波遙感監(jiān)測海面溢油奠定了堅實的基礎(chǔ)。然而, 對于海面溢油的散射機(jī)制是體散射還是其他散射形式至今沒有定論;乳化過程作為貫穿海面溢油的主要過程, 在微波遙感海面溢油監(jiān)測中, 單極化和雙極化SAR是無法識別的, 只有全極化SAR利用散射矩陣的特征量目前能識別乳化油膜和新出現(xiàn)的油膜, 進(jìn)一步的信息無法獲得。SAR在監(jiān)測海面溢油量、油膜厚度及油品方面還沒有新的進(jìn)展。綜述室內(nèi)外實驗我們可以發(fā)現(xiàn), 油膜的存在對散射系數(shù)的改變不起主要作用,而主要貢獻(xiàn)是油膜對海面粗糙度的改變引起散射的變化。由于缺乏精密的觀測海面油膜粗糙度變化的儀器, 所以對于海面油膜的乳化過程對后向散射的影響一直沒有進(jìn)一步的進(jìn)展。隨著激光技術(shù)的發(fā)展,國內(nèi)近十幾年許多學(xué)者運用激光技術(shù)于海面風(fēng)場研究[15-20]。中國海洋大學(xué)李曉龍等[21], 趙朝方等[22]系統(tǒng)介紹多通道海洋激光雷達(dá)溢油監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和高臺實驗, 探討多通道激光雷達(dá)探測溢油的可行性; 獲得多種目標(biāo)的雷達(dá)信號, 并提取不同目標(biāo)的特征熒光光譜。通過實驗室激光誘發(fā)油樣本的熒光數(shù)據(jù)分析, 研究了不同溢油種類的熒光光譜特征,并給出了區(qū)分溢油污染程度的快速分析方法。實驗證明多通道海洋激光雷達(dá)溢油監(jiān)測系統(tǒng)性能可靠, 可以有效地進(jìn)行溢油探測。官晟等[23], 陳澎[24], 丁寧[25]等利用激光雷達(dá)熒光光譜研究海面油膜特征, 以實現(xiàn)準(zhǔn)確快速識別海面溢油。激光掃描儀以其高分辨率的毫米-厘米尺度觀測海面粗糙度的變化, 為海洋遙感監(jiān)測災(zāi)害事件研究開辟了新的領(lǐng)域。國外學(xué)者Jack等[26]利用激光掃描儀觀測海面冰的粗糙度變化與微波后向散射截面建立關(guān)系, 成功地識別冰齡(一年冰和多年冰)和冰的種類; 他們研究工作的成功為我們利用二維激光觀測溢油粗糙度變化分別與溢油參數(shù)、微波后向散射系數(shù)建立關(guān)系來構(gòu)建海面溢油散射模型提供了有力的支持。凡是能精確測量目標(biāo)信號強(qiáng)度的雷達(dá), 都可以稱之為散射計。所以, 大多數(shù)雷達(dá)在校準(zhǔn)之后, 都能作為散射計使用。而且, 微波散射計原理和設(shè)計與常規(guī)雷達(dá)基本相同[27]。所以,本研究的完成將提高SAR在我國海面溢油監(jiān)測方面的精度, 擴(kuò)展SAR在海面溢油監(jiān)測的功能(例如: 海面溢油量、油膜厚度計油品的形狀分布)。為海面溢油預(yù)警和預(yù)報提供準(zhǔn)確的溢油參數(shù)。

本研究將以國內(nèi)外相關(guān)基礎(chǔ), 以SAR海面溢油存在的3個方面急待解決的問題: 海面粗糙度對溢油特征參數(shù)的響應(yīng)特征分析; 乳化過程海面粗糙度的變化對后向散射系數(shù)的影響; 溢油參數(shù)對后向散射系數(shù)的影響為主要內(nèi)容, 以二維激光觀測的溢油粗糙度, 實驗觀測的溢油參數(shù)、散射計觀測后向散射截面數(shù)據(jù)為基本資料源, 結(jié)合統(tǒng)計回歸方法, 進(jìn)行海面粗糙度對溢油特征參數(shù)的響應(yīng)特征分析, 海面溢油粗糙度的后向散射特征分析; 耦合溢油特征參數(shù)與后向散射的關(guān)系; 利用電磁散射數(shù)值建模技術(shù), 構(gòu)建海面溢油散射模型, 進(jìn)一步研究溢油海面散射機(jī)制。

3 工作原理及技術(shù)路線

海面溢油抑制海面毛細(xì)重力波從而引起后向散射系數(shù)變化; 激光掃描儀以其高分辨率的毫米-厘米尺度觀測海面油膜粗糙度的變化; 利用這兩種儀器的觀測結(jié)果, 建立油膜粗糙度與后向散射系數(shù)之間的關(guān)系, 從而搭建油膜厚度與后向散射系數(shù)之間的關(guān)系, 實現(xiàn)主動微波探測油膜厚度的突破。

研究以室外潑油實驗為主, 有散射計和二維激光掃描儀等主要實驗設(shè)備參與實驗, 實驗以含瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的原油和燃料油為重點材料構(gòu)建實驗系統(tǒng), 建立溢油乳化過程的散射模式。研究技術(shù)路線如圖1所示。

4 分析過程

4.1 建立海面粗糙度與溢油特征參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

圖1 技術(shù)路線Fig. 1 Technical route

溢油特征參數(shù)包括風(fēng)速、油品、溢油量、油膜厚度、溢油分布格局。利用實驗的觀測數(shù)據(jù), 結(jié)合統(tǒng)計回歸方法, 建立溢油量、油膜厚度、溢油分布格局與其油膜粗糙度的對應(yīng)關(guān)系。

4.2 建立海面溢油粗糙度與后向散射系數(shù)之間的關(guān)系, 構(gòu)建海面溢油散射模型

利用實驗觀測數(shù)據(jù), 結(jié)合諧波函數(shù)分解和統(tǒng)計回歸方法, 建立溢油粗糙度與其后向散射系數(shù)的關(guān)系。傳統(tǒng)二尺度散射模式的海面粗糙度參數(shù)是通過模式模擬獲得; 此研究將利用二維激光掃描儀觀測油膜粗糙度參數(shù)并代入二尺度散射模型, 同時與以上擬合結(jié)果對比, 利用電磁散射數(shù)值建模技術(shù), 構(gòu)建海面溢油散射模型, 考慮不同油膜厚度對后向散射系數(shù)的影響, 進(jìn)一步研究海面溢油的散射機(jī)制。

4.3 耦合溢油特征參數(shù)與其后向散射系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

基于4.1和4.2的溢油特征參數(shù)與其對應(yīng)的后向散射系數(shù)進(jìn)行耦合; 利用構(gòu)建的實驗系統(tǒng), 重新觀測一批數(shù)據(jù); 在不同波段、不同風(fēng)速條件下, 對于不同油品, 在時間間隔0.5 h, 拍攝不同時刻的溢油面積及格局分布, 計算不同時刻的油膜厚度; 記錄油膜厚度、油量、油膜分布格局與其對應(yīng)的粗糙度變化和后向散射系數(shù)。驗證4.2的結(jié)論和耦合的結(jié)論,對比其優(yōu)劣。此結(jié)果將為SAR 監(jiān)測海面溢油量、油膜厚度及根據(jù)油膜分布格局判斷油品提供了可能性,為準(zhǔn)確、多方位的監(jiān)測海面溢油提供實驗數(shù)據(jù)支持。

5 存在的問題

5.1 溢油海況下構(gòu)建乳化過程海面粗糙度與溢油參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

不同風(fēng)速條件下, 溢油海面粗糙度與溢油量、油膜厚度及不同油品分布格局是怎樣一種對應(yīng)關(guān)系,目前尚不清楚。利用遙感手段對不同油品的分布格局分析存在風(fēng)險。

5.2 溢油海況下構(gòu)建乳化過程海面粗糙度與微波后向散射系數(shù)的關(guān)系

石油溢入海洋之后, 在海洋特有的環(huán)境條件下,經(jīng)歷了復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物變化過程, 其中乳化過程一直貫穿始終, 它對微波后向散射截面有顯著的影響; 乳化因為油類易于吸收水而形成油包水乳化液, 體積會增加3~4倍。這種乳狀液通常很黏, 不容易消散。多數(shù)油在任何海況下都能迅速形成乳狀液, 其穩(wěn)定性主要依賴于瀝青質(zhì)和膠質(zhì)的含量。但是,溢油乳化狀態(tài)溢油粗糙度與后向散射影響是怎樣的關(guān)系, 目前沒有解決。因此, 需要建立二維激光觀測的溢油粗糙度變化與微波后向散射的對應(yīng)關(guān)系, 構(gòu)建海面溢油散射模型?,F(xiàn)有的微波散射對于海面發(fā)生溢油, 散射機(jī)制由布拉格散射變成非布拉格散射,這是目前公認(rèn)的, 有些學(xué)者認(rèn)為是體散射, 但目前并沒有定論。通過構(gòu)建的海面溢油散射模型將進(jìn)一步研究溢油海面的散射機(jī)制。

5.3 溢油海況下構(gòu)建乳化過程微波后向散射系數(shù)與溢油參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系

不同波段、不同風(fēng)速條件下, 溢油參數(shù)與后向散射系數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系目前尚不清楚; 該研究將有助于擴(kuò)大SAR海面溢油監(jiān)測功能(如: 溢油量、油膜厚度及不同油品分布格局), 進(jìn)一步提高海面溢油SAR監(jiān)測的精度。

6 發(fā)展及應(yīng)用

利用激光掃描儀的精度, 觀測溢油海面粗糙度變化與溢油特征參數(shù)建立響應(yīng); 運用激光掃描儀的精度,觀測溢油海面粗糙度變化與微波后向散射系數(shù)建立關(guān)系, 構(gòu)建海面溢油散射模型; 對溢油參數(shù)的后向散射特征分析, 使溢油量、溢油厚度和溢油分布格局與后向散射系數(shù)建立對應(yīng)關(guān)系, 使SAR監(jiān)測海面溢油量、油膜厚度及根據(jù)油膜分布格局來識別油類成為可能, 將進(jìn)一步提高SAR監(jiān)測海面溢油的能力和精度,同時為多種傳感器聯(lián)合監(jiān)測海面溢油成為可能。

7 結(jié)束語

傳統(tǒng)的海面溢油研究多集中于單極化SAR數(shù)據(jù),用自動或半自動神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或用多尺度圖像分割和模糊邏輯算法來識別油膜; 全極化衛(wèi)星發(fā)射, 利用一致函數(shù)來識別海上溢油已成為現(xiàn)實。但是這些方法僅僅局限于油膜識別研究, 而對于溢油發(fā)生后,油膜厚度、形狀及乳化的油膜對后向散射系數(shù)的影響研究甚少。本研究將突破主動微波傳感器的局限性, 結(jié)合激光掃描儀來研究溢油乳化過程, 構(gòu)建乳化過程海面粗糙度與溢油參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系, 建立油膜粗糙度與后向散射系數(shù)之間的聯(lián)系, 構(gòu)建溢油散射模型。使SAR在監(jiān)測海面溢油方面, 從溢油的厚度及溢油量進(jìn)行突破; 這一設(shè)想無論從理論還是從實踐上都是可行的。

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(本文編輯: 張培新)

Scattering model research based on two-dimensional laser observation of spilled oil and emulsification processes

GUO Jie1, MENG Jun-min2, HE Yi-jun3
(1. Shandong Provincial Key Laboratory of Coastal Environmental Processes, Yantai Institute of Coastal Zone Research, Chinese Academy of Sciences, Yantai 264003, China; 2. First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration (SOA), Qingdao 266061, China; 3. School of Marine Sciences, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China)

Sep., 27, 2015

microwave scattering cross section; laser scanner; oil spill of sea surface; roughness of oil film; emulsification

Synthetic aperture radar (SAR) is an effective microwave sensor to detect oil spills, which can image ocean surfaces during the day and night with high resolution and over large coverage areas independent of cloud cover. SAR plays an increasingly important role in oil spill disaster emergency monitoring of the sea surface. Oil spill detection using SAR images relies on the fact that oil slicks decrease the sea surface back-scatter of capillary-gravity waves, which result in a dark formation that contrasts with the brightness of the surrounding spill-free sea. However, the emulsifying processes of the sea surface oil spill directly affects the observational precision of the scattering cross-section in SAR. This project will be based on physical oceanography, the principle of lasers, and the sea surface electromagnetic scattering theory. Using a laser scanner, observing the sea surface roughness of an oil spill can establish a corresponding relationship with the characteristic parameters of oil spills and the scattering coefficient. We experimentally coupled the relationship between the characteristic parameters of oil spills with the scattering cross-section. Using electromagnetic scattering, numerical modeling sets up the sea surface scattering model of oil spills and allows the study of the influence of the oil spill emulsifying process on the scattering cross-section. This project will provide the possibility to monitor oil spill volume, thickness and distribution pattern by SAR. It will further reveal the sea surface scattering mechanisms of oil spills and improve the accuracy and ability of monitoring oil spills by SAR.

A

1000-3096(2016)02-0159-06

10.11759/hykx20150927002

2015-09-27;

2015-11-10

國家自然科學(xué)基金面上項目(41576032, 41176160)

過杰(1965-), 女, 河南開封人, 理學(xué)博士, 副研究員, 主要從事海洋遙感與數(shù)字模擬(風(fēng)場, 海面溢油)、微波遙感應(yīng)用研究,電話: 0535- 2109192, Email: jguo@yic.ac.cn

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