[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于机载SAR监测的海上溢油漂移动态预测方法，其特征在于，包含如下步骤：S10、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；S20、利用海面溢油检测技术，对所述实时溢油影像资料进行处理，获取溢油最新的经纬度、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；其中，平流模块用于追踪油膜质心的漂移轨迹，扩展模块用于计算溢油自身扩展后的油膜面积和油膜厚度；紊动扩散模块用于对紊动扩散阶段的溢油的运动进行模拟，得到溢油扩散面积和油膜厚度；风化模块用于计算出总的油粒子组分随时间蒸发变化过程以及乳化程度；岸线吸附模块用于推测出被油污染海岸线的长度和宽度；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；风力影响因子α和海流影响因子β₁和参数β₀根据下述公式拟合得到：V′_L＝β₀+β₁V_c+β₂V_w+ε，β₂＝αT式中，V′_L为油膜实际漂移速率V′_L和V_w为风速V_w和V_c为流速V_c，β₀、β₁、β₂是3个未知参数，ε是不可观测的随机误差，且假定ε～N(0，σ²)，σ²为方差；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。