[发明专利]基于机载SAR监测的海上溢油漂移动态预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于机载SAR监测的海上溢油漂移动态预测方法及系统，采用无人机搭载合成孔径雷达对溢油情况进行动态监测，实时获取溢油影像资料；利用海面溢油检测技术对溢油影像资料进行处理，获取溢油的经纬度、形状和面积信息；建立海上溢油漂移动态预测模型；基于所获取的溢油经纬度信息，本发明创新性地对海上溢油漂移动态预测模型平流模块中的风力影响因子α和海流影响因子β₁和参数β₀进行实时率定并更新；将动态获取的溢油经纬度、形状和面积信息，以及实时率定的风力影响因子α和海流影响因子β₁和参数β₀构建成初始条件，结合海洋环境预报系统提供的风场和流场，利用海上溢油漂移动态预测模型对溢油行为进行动态预测。

技术领域

本发明涉及海洋科学与海洋工程技术领域，具体而言，涉及一种基于机载SAR监测的海上溢油漂移动态预测技术。

背景技术

石油是现代工业重要的燃料和工业原料，被誉为现代工业的“血液”。随着现代工业技术的进步和社会的飞速发展，人类社会对油气资源的需求越来越多，这使得相关海洋石油工业和海上石油运输业进入高速发展阶段，海上石油勘探和开发力度大大增强，大量石油开采和运输的设备被制造出来并投入使用。

但随之而来的问题也同样不可小觑，海上溢油事故的频频发生，造成了难以估量的直接经济损失和间接经济损失，同时也对海洋和陆域的生态环境造成了巨大破坏。因此，开展海上溢油应急关键技术研究，建立溢油应急反应系统，准确快速的预测海上溢油漂移路径及扩散情况，为溢油事故应急反应、处置提供决策支持的技术平台是非常必要的，不仅可以为保护我国近海海域的环境安全提供技术支持，同时也将促进我国航运业的安全发展。

但是，传统溢油漂移预测技术仍然存在很多不精确的地方。一方面，传统溢油漂移预测技术都是按风速的3％-4％来计算风对油膜的影响，按流速的100％来计算海流对油膜的影响。即风力影响因子取3％-4％，海流影响因子取100％。这种计算方法没有充分考虑由油膜自身扩展、风化、岸线吸附等过程带来的油膜物理力学性质变化和溢油属性的不同对风力影响因子和海流影响因子的影响。另一方面，传统溢油漂移预测技术的计算是基于最初的溢油地点和时间信息，随着时间的推移、误差的累积，预测结果会逐渐变差。

在此背景下，如何发明一种能对风力影响因子和海流影响因子进行实时率定，实现更加精确的动态的漂移预测技术，是本发明主要解决的技术问题。

发明内容

发明的目的是克服已有技术的不足，提供一种基于机载SAR监测的海上溢油漂移动态预测方法及系统。

本发明方法充分考虑溢油海域实际风力影响因子和海流影响因子的取值问题，将机载SAR观测数据和海上溢油漂移预测模型相结合，达到进一步提高海上溢油漂移预测精度的目的，其具体步骤如下：

S10采用无人机搭载小型合成孔径雷达(SAR)对溢油情况进行动态监测，实时获取溢油影像资料；

S20利用海面溢油检测技术，对溢油影像资料进行处理，获取溢油的经纬度、形状和面积信息，并更新海上溢油漂移动态预测模型中所需的相关溢油信息；

S30利用步骤S20得到的的相关溢油信息，建立海上溢油漂移动态预测模型，包括平流模块、扩展模块、紊动扩散模块、风化模块、岸线吸附模块；

S40基于S20所获取的溢油经纬度信息，实时率定并更新海上溢油漂移动态预测模型平流模块中的风力影响因子α和海流影响因子β₁和参数β₀；

S50将S20中动态获取的溢油经纬度、形状和面积信息，以及S40中实时率定的风力影响因子α和海流影响因子β₁和参数β₀构建成初始条件，结合海洋环境预报系统提供的风场和流场，利用海上溢油漂移动态预测模型对溢油行为进行动态预测。

本发明实现了以下有益效果：