GEOVIS 數(shù)字地球石油海運(yùn)監(jiān)測(cè)應(yīng)用

文 | 李雁飛 朱毅 宋啟帆 王樂

中科星圖股份有限公司

一、前言

船舶在海上由于觸礁、相撞等原因，經(jīng)常發(fā)生原油或燃油泄漏事故。若不及時(shí)處理，有害物質(zhì)會(huì)進(jìn)入海洋生物體內(nèi)，致使大量生物死亡，存活下來的生物在數(shù)年中將持續(xù)遭受影響并遺傳至物種后代，甚至貫穿整條食物鏈，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境影響深遠(yuǎn)。中科星圖股份有限公司GEOVIS iData 空天大數(shù)據(jù)產(chǎn)品（以下簡(jiǎn)稱GEOVIS iData）是GEOVIS 數(shù)字地球的數(shù)據(jù)產(chǎn)品線，不僅可以有效監(jiān)測(cè)石油泄漏，同時(shí)還依托對(duì)地觀測(cè)資源構(gòu)建AI 訓(xùn)練樣本體系，實(shí)現(xiàn)船舶的快速識(shí)別提取，為應(yīng)急響應(yīng)和后續(xù)清污工作等提供關(guān)鍵和可操作性的信息，減少海上運(yùn)輸中石油泄漏造成的不良影響。

二、GEOVIS 數(shù)字地球監(jiān)測(cè)石油泄漏

卡夫奇是位于波斯灣沙特阿拉伯和科威特之間的一個(gè)重要石油開采區(qū)，該地區(qū)于2017 年發(fā)生石油泄漏事件。依賴于多粒度多尺度衛(wèi)星圖像檢測(cè)技術(shù)，可從衛(wèi)星影像場(chǎng)景中識(shí)別石油泄漏。通過2017 年8 月10 日哨兵一號(hào)VV 極化影像，經(jīng)過降噪、輻射定標(biāo)、多視處理、濾波、地形校正等處理，得到后向散射系數(shù)成果。海面被油膜覆蓋后，海面的短波分布受到油膜影響，衛(wèi)星雷達(dá)接收到的后向散射系數(shù)減弱，在影像中表現(xiàn)為較低的灰度值（黑色）。通過對(duì)哨兵一號(hào)衛(wèi)星影像進(jìn)行解譯提取，得出浮油覆蓋面積約131km（圖1）。

圖1 波斯灣卡夫奇地區(qū)溢油范圍圖

2020 年7 月25 日，一艘日本公司的貨船在毛里求斯東南部海域擱淺。這艘貨船裝載4290t 低硫燃油、228t 柴油和99t 潤(rùn)滑油，船體于8 月6 日出現(xiàn)破裂并造成大量燃油泄漏，威脅當(dāng)?shù)氐暮Ｑ蟓h(huán)境，8 月11 日泄漏的燃油已隨海流散開。通過多源衛(wèi)星對(duì)該區(qū)域進(jìn)行持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)與分析（圖2），有助于進(jìn)行燃料回收和清污處理。

圖2 毛里求斯東南部海域燃油泄漏監(jiān)測(cè)圖

三、GEOVIS 助力船舶快速識(shí)別與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

GEOVIS iData 綜合利用衛(wèi)星遙感、航空遙感等多源數(shù)據(jù)，為用戶提供基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)、人工智能訓(xùn)練樣本、行業(yè)專題等產(chǎn)品。GEOVIS AI訓(xùn)練樣本體系，是通過智能化自動(dòng)提取與人工輔助標(biāo)注相結(jié)合的方式，形成目標(biāo)和地物海量人工智能訓(xùn)練樣本，可為各類識(shí)別應(yīng)用及算法開發(fā)者提供分門別類、數(shù)量龐大的機(jī)器學(xué)習(xí)樣本庫，實(shí)現(xiàn)用戶算法進(jìn)階的需求，構(gòu)建快速識(shí)別與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的核心能力，助力智能提取產(chǎn)品的快速落地。

在船舶監(jiān)測(cè)與分析中，GEOVIS iData 利用高頻率、多尺度、多譜段、全覆蓋的對(duì)地觀測(cè)資源，依托GEOVIS AI 訓(xùn)練樣本體系，基于船舶樣本對(duì)油輪、客輪、貨輪等船舶及其場(chǎng)景進(jìn)行分類識(shí)別與分析，不僅實(shí)現(xiàn)?？坑洼喌目焖僮R(shí)別，對(duì)航行中的油輪也可精確提取。船舶樣本和油輪場(chǎng)景樣本如圖3、圖4 所示。

圖3 船舶樣本

圖4 油輪場(chǎng)景樣本

2020 年初，沙特阿拉伯國家航運(yùn)公司預(yù)訂了多艘超大型油輪（VLCC），用于從沙特的主要石油港口裝載原油，運(yùn)往美國墨西哥灣。為進(jìn)一步了解超大型油輪的航行情況，獲取了達(dá)曼港和得克薩斯港的多期衛(wèi)星影像?；贕EOVIS AI 訓(xùn)練樣本體系，對(duì)中高分辨率的衛(wèi)星影像進(jìn)行了智能識(shí)別提取，船舶形態(tài)清晰可見，實(shí)現(xiàn)油輪的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（圖5）。

圖5 達(dá)曼港與得克薩斯港船舶識(shí)別結(jié)果

四、結(jié)束語

石油在世界經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。石油運(yùn)輸路線長(zhǎng)，加之石油自身具有易燃、易爆、易膨脹、易揮發(fā)及有毒等性質(zhì)，一直以來石油海上運(yùn)輸安全格外引人關(guān)注。GEOVIS iData 空天大數(shù)據(jù)產(chǎn)品，憑借海量對(duì)地觀測(cè)資源，構(gòu)建GEOVIS AI 人工智能訓(xùn)練樣本體系，助力AI 產(chǎn)品落地，實(shí)現(xiàn)船舶的快速識(shí)別提取，在船舶違法排污監(jiān)測(cè)、漏油軌跡跟蹤、漏油范圍智能提取分析、污染所致經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估、保險(xiǎn)理賠取證、油污清理前后效果監(jiān)測(cè)、海運(yùn)管理及應(yīng)急預(yù)警等領(lǐng)域提供技術(shù)支撐及數(shù)據(jù)保障，為相關(guān)部門提供關(guān)鍵和可操作性的信息，協(xié)助快速響應(yīng)工作。