Introduzione

I sistemi di controllo dell'olio e le nuove tecnologie di controllo dell'acqua sono in grado di migliorare l'efficienza dei sistemi di controllo e di controllo dei sistemi di controllo.

Panoramica delle tecnologie di rilevamento remoto

Nel contesto delle fuoriuscite di petrolio, i sistemi di telerilevamento si basano sulla radiazione elettromagnetica riflessa o emessa dalla miscela di acqua oleosa. La scelta del sensore dipende dalla regione di lunghezza d'onda dello spettro elettromagnetico utilizzato, dall'altitudine della piattaforma e dalle condizioni ambientali. La maggior parte dei sensori di rilevamento remoto del petrolio reinserito cade in due ampie categorie: sensori passivi che rilevano la radiazione naturale (ad esempio, luce solare attiva).

Ogni piattaforma offre diversi trade-off tra risoluzione spaziale, frequenza temporale, copertura areale e costo. Ad esempio, un piccolo drone può fornire immagini di risoluzione sotto-metraggio su una piccola area entro pochi minuti, mentre un satellite in bassa orbita terrestre può immagini migliaia di chilometri quadrati in un unico passaggio, ma può solo rivisitare la stessa area ogni pochi giorni.

Tecnologie di rilevamento remoto chiave per la rilevazione della spia dell'olio

Sensori ottici

I sensori ottici sono tra i più semplici strumenti di rilevamento a distanza. Essi catturano la luce solare riflessa nel visibile (400-700 nm) e vicino all’infrarosso (700–1300 nm) porzioni dello spettro. Le lente di petrolio appaiono in modo diverso rispetto all’acqua pulita, perché l’olio modifica la rugosità superficiale e la riflettività.

Radar di apertura sintetica (SAR)

L’analisi del rumore del vento (SAR) è un’analisi del flusso di petrolio, che si basa sulla velocità di scorrimento, che consente di migliorare la velocità di scorrimento e di migliorare la velocità di scorrimento.

Sensori infrarossi e termici

I sensori a infrarossi (IR) rilevano le radiazioni termiche emesse dalla superficie. Una lente ad olio può alterare la temperatura superficiale rispetto all'acqua circostante. In giorno, l'olio può assorbire più radiazioni solari e diventare più caldo dell'acqua, specialmente le emulsioni più spesse. Di notte, il film ad olio può raffreddare più rapidamente, a volte appare più freddo. Le telecamere a infrarossi termiche possono quindi rivelare le ferite di olio come anomalie calde o fredde, a seconda del tempo di spessore del giorno e del AV.

Immagini multispettrali e iperspectral

I sensori multispettrali catturano le immagini in diverse bande spettrali discreti (tipicamente 4-10), mentre i sensori di iperspettiva registrano centinaia di bande strette contigue tra le regioni visibili, quasi infrarosse e quelle a onde corte.

Sensori di fluorescenza (Lidar e Passive)

Quando la luce ultravioletta, i fluoressce olio, emettendo luce a lunghezze d'onda più lunghe, con spettri caratteristici a seconda della sua composizione. I sistemi di lidro fluorescenza attiva (rilevamento e ampliamento della luce), così come i sensori di ultravioletto passivi, possono sfruttare questa proprietà per rilevare il petrolio anche in sottilissime sfumature.

Vantaggi della rilevazione remota nel monitoraggio delle spie dell'olio

Per il monitoraggio delle perdite di petrolio, il quarto programma di osservazione in-situ è probabilmente il vantaggio più significativo. Un singolo passaggio satellitare può visualizzare migliaia di chilometri quadrati, permettendo ai rispondenti di mappare rapidamente la portata di un'immagine.

Studi sui casi e applicazioni reali

Deepwater Horizon (Gulf of Mexico, 2010)

Il disastro di Deepwater Horizon è stato il più grande spargimento di olio marino accidentale nella storia, rilasciando una stima di 4,9 milioni di barili in 87 giorni. Una vasta gamma di beni di telerilevamento è stata mobilitata, tra cui satelliti SAR (RADARSAT-2, TerraSAR‐X, COSMO-SkyMed), satelliti ottici (MODIS, Landsat), e sensori di iperspectral e di aria.

Spill Prestige (Spagna, 2002)

Quando la petroliera Prestige si è schiantata sulla costa spagnola, l’olio combustibile pesante si è diffuso su migliaia di chilometri lungo la costa atlantica. Envisat ASAR (una banda C) dell’Agenzia Spaziale Europea è stato utilizzato per monitorare la slitta alla deriva. Il monitoraggio ha aiutato a pulire gli sforzi e valutare gli impatti ambientali. L’esperienza ha anche stimolato gli investimenti nei servizi di monitoraggio delle perdite di petrolio via satellite in Europa.

Pipeline e Spills di Spesa

Le perdite più piccole sono spesso più difficili da rilevare dallo spazio perché l'area interessata può essere più piccola di un pixel satellitare. Tuttavia, satelliti ottici ad alta risoluzione come GeoEye‐1 e WorldView‐3 (con risoluzione pancromatica di 0.3‐0.5 m) sono stati utilizzati per identificare le perdite da piattaforme e tubazioni offshore.

Sfide in rilevamento remoto di Spills olio

I risultati ottenuti sono molto più importanti, ma i risultati sono molto più importanti.

Le direzioni e le tecnologie emergenti

Il campo di rilevamento a distanza della banda XAR è in evoluzione rapidamente, guidato da miglioramenti nell'hardware dei sensori, algoritmi di elaborazione dei dati e metodi analitici come l'apprendimento automatico. Una delle principali discriminazioni è la proliferazione delle coste satellitari].

L'apprendimento della macchina e l'intelligenza artificiale] sono applicati per automatizzare il rilevamento e la classificazione delle fuoriuscite dell'olio. Le reti neurali convoluzionali (CNN) e i modelli di apprendimento profondi formati su grandi set di dati di SAR e immagini ottiche possono identificare le fuoriuscite con alta precisione e velocità.

I veicoli aerei senza equipaggio (UAV) e i sistemi autonomi stanno diventando più accessibili e capaci. Dotati di carichi ottici compatti, termici e anche leggeri SAR, gli UAV possono essere utilizzati rapidamente per la risposta su scala locale, coprendo un'area di poche centinaia di chilometri quadrati per volo. La loro capacità di loiter e fornire sorveglianza persistente è particolarmente preziosa per il monitoraggio delle operazioni di contenimento attivo o di riduzione di SwAV.

I sensori di iperspettrale e fluorescenza [[] si stanno muovendo verso lo spazio-based di distribuzione. Il prossimo programma di Mapping e analisi ambientale (EnMAP) dalla Germania, e la missione di NASA Surface Biology and Geology (SBG) prevista per il prossimo decennio, spingeranno le capacità iperspectral in operazioni di routine, consentendo un'identificazione più accurata dei tipi di petrolio e delle stime di spessore, aiutando a rispondere a priori.

L'integrazione con sistemi e modelli di osservazione ocean[[]] continuerà a migliorare. Il monitoraggio predittivo e l'assistenza dei dati remoti con correnti oceaniche, previsioni del vento e modelli di destino chimico consentono un monitoraggio predittivo e aiuta i rispondenti a destinare le risorse in modo efficace.

Nel complesso, il futuro del telerilevamento a fuoriuscita di petrolio risiede in sistemi multipiattaforma, multisensore e supportati da AI che forniscono informazioni tempestive, accurate e attuabili ai decisori.

Conclusioni

Le tecnologie di telerilevamento hanno trasformato fondamentalmente il modo in cui vengono rilevate, monitorate e gestite le perdite di petrolio. Dalla prospettiva globale del SAR satellitare al dettaglio locale delle telecamere termiche con il drone, questi strumenti forniscono un rapido, sinottico e un'osservazione persistente del petrolio in mare. Mentre le sfide come i falsi positivi, le limitazioni di risoluzione e la necessità di analisi specialistiche rimangono, i progressi in continuo nelle capacità dei sensori, le costellazioni e l'apprendimento delle macchine sono costantemente superatesi.