GEOVIS 数字地球石油海运监测应用

文 | 李雁飞 朱毅 宋启帆 王乐

中科星图股份有限公司

一、前言

船舶在海上由于触礁、相撞等原因，经常发生原油或燃油泄漏事故。若不及时处理，有害物质会进入海洋生物体内，致使大量生物死亡，存活下来的生物在数年中将持续遭受影响并遗传至物种后代，甚至贯穿整条食物链，对海洋生态环境影响深远。中科星图股份有限公司GEOVIS iData 空天大数据产品（以下简称GEOVIS iData）是GEOVIS 数字地球的数据产品线，不仅可以有效监测石油泄漏，同时还依托对地观测资源构建AI 训练样本体系，实现船舶的快速识别提取，为应急响应和后续清污工作等提供关键和可操作性的信息，减少海上运输中石油泄漏造成的不良影响。

二、GEOVIS 数字地球监测石油泄漏

卡夫奇是位于波斯湾沙特阿拉伯和科威特之间的一个重要石油开采区，该地区于2017 年发生石油泄漏事件。依赖于多粒度多尺度卫星图像检测技术，可从卫星影像场景中识别石油泄漏。通过2017 年8 月10 日哨兵一号VV 极化影像，经过降噪、辐射定标、多视处理、滤波、地形校正等处理，得到后向散射系数成果。海面被油膜覆盖后，海面的短波分布受到油膜影响，卫星雷达接收到的后向散射系数减弱，在影像中表现为较低的灰度值（黑色）。通过对哨兵一号卫星影像进行解译提取，得出浮油覆盖面积约131km（图1）。

图1 波斯湾卡夫奇地区溢油范围图

2020 年7 月25 日，一艘日本公司的货船在毛里求斯东南部海域搁浅。这艘货船装载4290t 低硫燃油、228t 柴油和99t 润滑油，船体于8 月6 日出现破裂并造成大量燃油泄漏，威胁当地的海洋环境，8 月11 日泄漏的燃油已随海流散开。通过多源卫星对该区域进行持续跟踪监测与分析（图2），有助于进行燃料回收和清污处理。

图2 毛里求斯东南部海域燃油泄漏监测图

三、GEOVIS 助力船舶快速识别与动态监测

GEOVIS iData 综合利用卫星遥感、航空遥感等多源数据，为用户提供基础空间数据、人工智能训练样本、行业专题等产品。GEOVIS AI训练样本体系，是通过智能化自动提取与人工辅助标注相结合的方式，形成目标和地物海量人工智能训练样本，可为各类识别应用及算法开发者提供分门别类、数量庞大的机器学习样本库，实现用户算法进阶的需求，构建快速识别与动态监测的核心能力，助力智能提取产品的快速落地。

在船舶监测与分析中，GEOVIS iData 利用高频率、多尺度、多谱段、全覆盖的对地观测资源，依托GEOVIS AI 训练样本体系，基于船舶样本对油轮、客轮、货轮等船舶及其场景进行分类识别与分析，不仅实现停靠油轮的快速识别，对航行中的油轮也可精确提取。船舶样本和油轮场景样本如图3、图4 所示。

图3 船舶样本

图4 油轮场景样本

2020 年初，沙特阿拉伯国家航运公司预订了多艘超大型油轮（VLCC），用于从沙特的主要石油港口装载原油，运往美国墨西哥湾。为进一步了解超大型油轮的航行情况，获取了达曼港和得克萨斯港的多期卫星影像。基于GEOVIS AI 训练样本体系，对中高分辨率的卫星影像进行了智能识别提取，船舶形态清晰可见，实现油轮的动态监测（图5）。

图5 达曼港与得克萨斯港船舶识别结果

四、结束语

石油在世界经济中占据重要地位。石油运输路线长，加之石油自身具有易燃、易爆、易膨胀、易挥发及有毒等性质，一直以来石油海上运输安全格外引人关注。GEOVIS iData 空天大数据产品，凭借海量对地观测资源，构建GEOVIS AI 人工智能训练样本体系，助力AI 产品落地，实现船舶的快速识别提取，在船舶违法排污监测、漏油轨迹跟踪、漏油范围智能提取分析、污染所致经济损失评估、保险理赔取证、油污清理前后效果监测、海运管理及应急预警等领域提供技术支撑及数据保障，为相关部门提供关键和可操作性的信息，协助快速响应工作。