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。若不及時處理，有害物質(zhì)會進(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)測石油泄漏，同時還依托對地觀測資源構(gòu)建AI 訓(xùn)練樣本體系，實現(xiàn)船舶的快速識別提取，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，減少海上運輸中石油泄漏造成的不良影響。

二、GEOVIS 數(shù)字地球監(jiān)測石油泄漏

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)星圖像檢測技術(shù)，可從衛(wèi)星影像場景中識別石油泄漏。通過2017 年8 月10 日哨兵一號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）。通過對哨兵一號衛(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)星對該區(qū)域進(jìn)行持續(xù)跟蹤監(jiān)測與分析（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)測圖

三、GEOVIS 助力船舶快速識別與動態(tài)監(jiān)測

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，實現(xiàn)用戶算法進(jìn)階的需求，構(gòu)建快速識別與動態(tài)監(jiān)測的核心能力，助力智能提取產(chǎn)品的快速落地。

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

圖3 船舶樣本

圖4 油輪場景樣本

2020 年初，沙特阿拉伯國家航運公司預(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，對中高分辨率的衛(wèi)星影像進(jìn)行了智能識別提取，船舶形態(tài)清晰可見，實現(xiàn)油輪的動態(tài)監(jiān)測（圖5）。

圖5 達(dá)曼港與得克薩斯港船舶識別結(jié)果

四、結(jié)束語

石油在世界經(jīng)濟(jì)中占據(jù)重要地位。石油運輸路線長，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，憑借海量對地觀測資源，構(gòu)建GEOVIS AI 人工智能訓(xùn)練樣本體系，助力AI 產(chǎn)品落地，實現(xiàn)船舶的快速識別提取，在船舶違法排污監(jiān)測、漏油軌跡跟蹤、漏油范圍智能提取分析、污染所致經(jīng)濟(jì)損失評估、保險理賠取證、油污清理前后效果監(jiān)測、海運管理及應(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。