一、背景

海上溢油是造成海洋環境污染損害的主要因素之一。在各種海洋污染中，石油污染無論在發生頻率、分布廣度、還是在危害程度上均居首位。海上溢油是由事故引起的，如輪船的碰撞、翻船、海上油井和輸油管道的破裂、海底油田開采泄漏等。隨著世界海洋運輸業的發展和海上油田不斷投入生產，溢油事故不斷增加，往往造成大面積海面石油污染，不僅使海洋、大氣自然環境、生態資源受到損害，造成海洋生物的大量死亡，經濟蒙受損失，而且嚴重危害人體健康。溢油事故引發的火災，還可能會導致海上和沿岸設施、船舶等的損壞。

二、 遙感探測設備

MEDUSA(Multispectral Environmental Data Unit for Surveillance Applications)系統即多光譜環境監測數據處理系統。是由德國OPTIMARE開發的機載遙感系統，它與以往機載遙感系統有相當大的優勢，有效提高了數據的實時采集和軟件處理方案。MEDUSA系統將多個圖像遙感傳感器集成在單一用戶友好界面，具備網絡化的數據采集和處理框架。通過衛星鏈路可以實現空中監測飛機、水面測量船舶與陸地控制基站的信息傳遞。其主要功能包括：機載遙感、機載污染監測、機載海事巡邏、任務計劃、傳感器數據實時顯示、飛越區域數據的快速分析、支持各種遙感傳感器、海洋污染等級界定、現場自動分析、計算機自動生成分析報告、地球物理參考及GIS(地理信息系統)能力、飛行數據處理及數據后處理、電子海圖顯示、冗余存儲、支持AIS。

MEDUSA系統溢油遙感探測示意圖

溢油監測飛機剖面圖

MEDUSA機載溢油監測傳感器網絡結構圖

三、解決方案

MEDUSA系統構建方案

以標準配置方案2為例，整個系統包括MEDUSA處理系統、側視機載雷達(SLAR)、紅外線/紫外線掃描儀(IR/UR LS)、微波輻射計(MWR)、激光熒光遙感器(LFS)、衛星通信設備。首先，由側視機載雷達(SLAR)探測確定溢油區域地理位置，其次，紅外線/紫外線掃描儀(IR/UR LS)探測整個溢油區域覆蓋面積，微波輻射計(MWR)用于測量溢油區域油膜厚度，激光熒光遙感器(LFS)用于溢油區域油污類型識別，衛星通信設備實現空中監測飛機、水面測量船舶與陸地控制基站的信息傳遞。經過一整套探測方法可以得出溢油區域地理位置，覆蓋面積，油膜厚度，溢油油量，油污類型等基本參數并及時有效地把數據傳輸給測量船舶，陸地基站等相關部門，為溢油事故的有效評定，后續處理提供了堅實數據依據。性價比一般。

方案1選用了相對價格比較低的可見光掃描儀(VIS LS)，沒有配置微波輻射計(MWR)和激光熒光遙感器(LFS)等成本較高的傳感器。這樣的配置系統構建成本較低，但系統不能探測計算出油膜厚度，溢油油量，油污類型等基本參數。從而給溢油事故的有效評定，后續處理造成了一定的困難，但由于系統的可擴展性很強，將來可以適時加裝其它需要的傳感器。方案1做為系統初期的構建方案成本較低，同時也能基本滿足溢油探測的需要。性價比最高。

方案3采用了高成本的合成孔徑雷達(SAR)取代了相對低價的側視機載雷達(SLAR)，這樣的系統配置雖然某些測量參數有所改善，但高昂的構建成本也限制了系統的推廣。性價比較低。