溢油雷达MIROS OSD 系统介绍
溢油监测雷达
雷达水面溢油监视系统雷达溢油监视系统集成了最新的雷达技术、微波技术、信号处理、软件技术、电子海图技术等先进的软硬件技术。
通过雷达波不断的扫描监测海区，能全天候监测海区溢油状况，能发现溢油并测算油污面积及体积，及时报警。
为清污行动提供强大的技术支持，提高工作效率。
已经在多次海上溢油事故中得到了实践检验，是现在国际上公认的最先进海上雷达溢油监测设备。
溢油监测雷达（青岛中环测控有限公司）主要功能z安装在港区或者航道附近支持全天侯水面溢油扫描z安装在溢油应急回收船上支持全天候溢油回收作业能在恶劣天气和夜间作业z覆盖范围8公里z可以测量小目标物体，直径4米（适合海上搜救）z可以测量水流、流速、水深、海底地形等数据z可以接入VTS、AIS信号z界面操作简单z在国际上有过多次成功的应用案例技术参数z型号：Selux ST340 ARPAz测量范围：雷达≥8KMz调试方式：AMz使用频段：9375MHZz占用带宽：≤75MHZz功率：25KW±2KWz天线安装高度：25米z传输方式：光纤z精度：≥3.75米z油膜厚度：0.1-1.5mmz测量角度：水平360°垂直 45-86°z工作环境：风速0-15米/秒温度 -35-55°监测原理z众所周知，雷达在不停的发射和接收电磁波，由海面反射回来的雷达反射波受到海面上的的风、浪、水面油污染以及海底地形等因素的影响，其杂波包含很多非常有价值的信息，普通的雷达将杂波抑制掉，因此无法提取这些信息，而雷达溢油监视系统是一种创新的雷达传感器，它并不对杂波进行过滤，而是分析处理杂波并提取里面包含的有用信息。
通过对杂波进行处理，溢油监测可以有效获取海面溢油、水流、流速、水深、海底地形等各种有用信息，是对现有雷达功能的极大补充。
多通道海洋荧光激光雷达溢油监测系统
第40卷第7期红外与激光工程2011年7月Vol.40No.7Infrared and Laser Engineering Jul.2011多通道海洋荧光激光雷达溢油监测系统赵朝方，李晓龙，马佑军(中国海洋大学海洋遥感研究所，山东青岛266003)摘要：主要介绍了可用于海上溢油监测的多通道海洋荧光激光雷达系统及实验研究。
该激光雷达系统采用Nd:YAG激光器三倍频激光(355nm)作为探测光源，使用口径为20cm的卡塞格林望远镜接收海面返回的荧光信号，经光栅光谱仪分光后对380~690nm范围内的荧光信号进行采集。
通过实验室激光诱发油样本的荧光数据分析，研究了不同溢油种类的荧光光谱特征，并给出了区分溢油污染程度的快速分析方法。
2009年以来在青岛近海进行多次实验并分析不同的海面污染类型和污染程度，实验结果表明，该雷达系统海面溢油监测性能可靠，能够准确判别溢油种类，并可区分溢油污染程度。
最后讨论了雷达探测中存在的噪声影响。
关键词：多通道海洋荧光激光雷达；溢油；荧光光谱；Raman散射中图分类号：P715.7文献标志码：B文章编号：1007-2276(2011)07-1263-07Multi-channel ocean fluorescence lidar systemfor oil spill monitoringZhao Chaofang,Li Xiaolong,Ma Youjun(Ocean Remote Sensing Institute,Ocean University of China,Qingdao266003,China)Abstract:A multi-channel ocean fluorescence lidar system for oil spill monitoring(MOFLOS)was introduced.In this system,the third harmonic of a Nd:YAG laser(at355nm)was used as the excitation source,and the backscattered fluorescence from sea surface collected by a20cm Cassegrain telescope was dispersed by a diffraction grating spectrometer with the spectral range of380-690nm.The oil fluorescence spectrum classification was studied on the basis of the characteristics of oil samples′fluorescence spectra measured in the laboratory,and a method was given to classify the different levels of water quality deviating from normal state due to oil pollution.The lidar was used to carry out several field experiments since2009,and various types and extents of oil pollution on the surface of seawater were measured and analyzed.All these experimental results show that the ocean fluorescence lidar system owns the capability of detecting oil spill at ocean surface,identifying the oil type and distinguishing the levels of oil pollutions.Finally,the impacts of solar background and system signal-to-noise were discussed.Key words:multi-channel ocean fluorescence lidar;oil spill;fluorescence spectrum;Raman scattering收稿日期：2010-11-05；修订日期：2010-12-03基金项目：国家高技术研究发展计划(2006AA06Z415)作者简介：赵朝方(1965-)，男，教授，博士生导师，主要研究方向为卫星海洋遥感、激光探测技术。
基于纹理识别的航海雷达溢油监测系统
ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｌｇ ａ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌｌ ａ ｙ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｍａ ｙ ｓ ｕ ｐ —
ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ｓ ｉ ｇ ｎａ ｌ ｉ ｓ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ＤＳ Ｐ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｐ ＣＩ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｉ ｓ ｕｓ ｅ ｄ ｏｒ ｆ ｅ ｘ ｐ ａ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ． Ｔｈ ｅ ｏ ｉ ｌ ｓ ｌ ｉ ｃ ｋ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｓ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ａ ｌ — ｔ ｉ ｍｅ ｏ ｉ ｌ ｓ ｐ ｉ ｌ ｌ ａ ｇ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｄ ａ ｒ ．Ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｏ ｌ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｓ ｆ ｒ ａ ｍｅ ｗ ｏ ｒ ｋ， ｃ ｏ ｒ ｅ ｏ ｉ ｌ ｓ ｌ ｉ ｃ ｋ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｄ ａ ｒ
２ ０ １ ４年 ３月
［ 文章编号 ］１ ０ ０ ７— ７ ４ ０ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ １ １ ３— ０ ５
海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法与制作流程
本技术提供一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统及方法。
包括：多个信息采集装置、溢油识别系统，信息采集装置能够减弱水面光照的镜面反射影响，并实时采集待测水面的图像数据；溢油识别系统对采集的图像数据进行识别区分镜面反射并控制邻近信号采集装置监控该区域，通过信息融合算法对多组数据进行信息融合获得适用于后期溢油判断的数据，以及识别出待测水面的表面或水下是否存在溢油。
本技术通过溢油智能识别算法的溢油识别端和镜面反射识别端来分别提取图像中溢油染物和镜面反射的特征并进行准确、高灵敏度智能识别，通过信息融合算法对多组数据处理获得无干扰数据；具有易于模块化，重量轻，体积小，可轻易嵌入石油监控系统内等优点。
权利要求书1.一种海洋石油平台溢油监控智能报警系统，其特征在于，包括：多个信息采集装置，在石油平台四周一定间隔安装一个信号采集装置，每个信号采集装置用于对其周围进行监控，其中任意相邻的两个信号采集装置具有重叠监控区域；溢油识别系统，用于识别无效光源镜面反射区、调度其他信号采集装置对该镜面发射区进行监控以及识别溢油；用于接收由信号采集装置采集的数据并控制处理单元对其进行处理。
2.根据权利要求1所述的海洋石油平台溢油监控智能报警系统，其特征在于，所述处理单元包括：图像预处理模块，当在一个信号采集装置获得的数据中出现无效光源的镜面反射时，通过信号采集装置控制模块控制邻近信号采集装置获得的相对应区域的数据并对两组数据进行数据信息融合去除无效光源的镜面反射，获得该区域没有无效光源的镜面反射的数据用于后期的溢油识别；溢油识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过溢油识别算法利用溢油特征判断预处理后的数据帧中是否存在溢油，如果存在溢油，进行报警；镜面反射识别模块，用于对图像数据进行处理分析，通过图像镜面反射识别算法利用无效光源镜面反射特征判断当前数据帧中是否存在镜面发射区域，如果存在，调用信号采集装置控制模块；信号采集装置控制模块，用于控制信息采集装置对镜面反射区域进行监控，获取对应区域的监控数据。
溢油雷达MIROS OSD 系统介绍
显示溢油厚度的变化。
预测溢油漂流的速度和方向趋势。 采用二进制界面显示溢油的范围。可以在监视器上清晰地显示溢油漂流的速度和方向。 清晰地标示主要的参数。 （船的）溢油的移动位置可以输出给地图系统。 显示界面可以灵活更换，可根据用户的特殊需求来设定。 OSD系统可以利用船桥上指示器和平板液晶显示器进行操作。 可以进行屏幕快速抓图。 可与地面站和其他船只相连接，支持FTP 传送。
二、功能描述：
2）全自动船载雷达溢油探测系统 （OSD3000） 全自动溢油探测系统（OSD3000）软件安装在雷达站的计算机上并 从ETS3000系统接收原始雷达图像。 OSD3000的主要功能： 从雷达（通过VEM – 视频提取模块）接收原始雷达图像； 处理原始雷达图像并摘出溢油； 将处理过的原始雷达图像数据传送给OSS3000； 生成若干报警层并将其发送给OSS3000； 记录原始数据/处理过的数据及报警信息；
在能见度较低时不会影响对
溢油的正常监测和清理。
OSD溢油监测系统的工作原理
OSD系统的工作原理是：
海面微波的产生取决于海水的表面张力，如果海面有油存在，那么海
水的表面张力将会降低，溢油区域的海波浪表面就比较光滑。因此， 从溢油区域海面反向散射而来的电磁能将大大削弱。OSD系统根据雷达
系统探测的数据来判断海面溢油的情况。谢 谢！来自各种监测方式 的优缺点：
Miros OSD： 可以在1至6级风（BEAUFORT 1 ～ 6 ）的海况下持续监测海面溢油情况； 不受能见度和光线的影响； 显示器可以看到： 溢油、范围和位置 船的位置、速度和航向 溢油痕迹 预测溢油漂流的速度和方向趋势 风向 波形高度 海表流速
OSD3000 – 船载溢油监测系统使用手册
用户手册OSD3000 –船载溢油监测系统Doc. no.: OSD3000-UM版本 012011 VisSim AS. All rights reserved.The VisSim Group consists of the companies VisSim AS, Maris International (M) Sdn Bhd and VisSim Ltd.The copyright of this document is the property of VisSim AS. The document is supplied on the express terms that it is to be treated as confidential. No part of this document may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical for any purpose, without the express written permission of VisSim AS. The information in this document is subject to change without notice and isprovided ‗AS IS‘.文档状态目录1.概述 (6)2.船载溢油检测系统结构和组成 (7)3.系统描述 (8)3.1溢油探测原理 (8)3.2OSD3000工作过程 (8)4.OSD3000 用户界面 (12)4.1主窗口 (12)4.2工具条 (12)4.3状态条 (14)4.4快捷（弹出）菜单 (15)4.4.1弹出菜单构成 (15)5.使用OSD3000 (17)5.1对溢油的管理 (17)5.1.1得到溢油检测的信息 (17)5.1.2对溢油进行确认类型的设置 (19)5.1.3删除溢油轮廓图 (20)5.2雷达视频图像的标识 (20)5.2.1产生新的标识区 (21)5.2.2对已有标识区的管理 (22)5.2.2.1编辑已有的标识区 (24)5.2.2.2移除标识区 (27)5.2.2.3反相标识区 (27)5.2.2.4关闭标识区 (29)5.2.2.5显示/隐藏一个标识区 (30)5.2.2.6将经纬度信息添加进标识区 (31)5.2.2.7显示/隐藏所有的标识区 (32)5.2.2.8关闭所有的标识区 (33)5.2.2.9标识陆地 (33)5.3管理网络视频 (34)5.4视频记录的管理 (38)5.4.1工作模式 (39)5.4.2重演模式 (40)5.5获取雷达视频和溢油信息 (41)5.6产生示波器图 (42)5.7设置密码保护开关 (42)6.用户定制OSD3000配置 (44)6.1改变设置 (44)6.1.1基本设置 (44)6.1.2OSD 设置 (46)6.1.3存储设置 (51)6.2改变图像的配色 (52)6.3改变图像的对比度 (56)6.4空间和平面显示的转换 (63)6.5改变计量单位 (63)6.6设置屏幕中心和标记 (64)6.7测量两点之间的距离和方位角 (64)6.8测量对象的大小 (65)6.9显示/隐藏距离环 (65)6.10显示/隐藏工具条和状态条 (66)7.屏幕导航 (68)7.1缩放图像 (68)7.2屏幕导航 (68)1. 概述OSD3000是全自动溢油监测系统，它采用VisSim雷达处理技术，接收雷达原始视频图像并对其进行处理以检测可能的溢油。
基于纹理识别的航海雷达溢油监测系统
基于纹理识别的航海雷达溢油监测系统索永峰;杨神化;陈国权【摘要】为了实时监测海面溢油情况,根据航海雷达特点,梳理出一条利用航海雷达进行溢油监测的技术路线,主要涵盖系统框架设计、核心油膜提取算法等.其中,系统框架采用DSP处理芯片,对雷达视频信号进行采样处理,选用PCI接口便于拓展应用,选取基于纹理识别的方法用于油膜提取.该技术路线理论可为后期深入研究和系统开发提供理论基础.【期刊名称】《集美大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(019)002【总页数】5页(P113-117)【关键词】溢油;航海雷达;遥感;实时监测;图像处理【作者】索永峰;杨神化;陈国权【作者单位】集美大学航海学院,福建厦门361021;集美大学航海学院,福建厦门361021;集美大学航海学院,福建厦门361021【正文语种】中文【中图分类】TP274.2近年国内外频繁的海上溢油事故，给海洋环境造成严重污染，也使海洋溢油监测研究成为遥感应用技术的一个研究热点.而纵观国内外相关领域研究，更多研究者把重点聚焦于星载SAR在溢油检测中的应用[1-5]，这种传统星载和航空SAR只能事后对海上大规模溢油事故进行有限时间取样分析，如果将基于X波段的船载航海雷达应用于受控海域溢油检测，则可在事故发生初期及时获取海面溢油数据，为海事部门和海洋环保部门提供应急处理参考，为采取应急反应争取时间.航海雷达与合成孔径雷达溢油监测原理相似，都是向海面发射微波信号，该信号与海面相互作用，由接收器接收后向散射信号经处理后形成图像[1-2].雷达回波图像对目标表面粗糙度反应敏感，利用这一特点可进行海上溢油监测.溢油事件发生后，油类物质会迅速扩散，并在海洋表面形成一层油膜，该油膜区域会形成Bragg波，并且对海面重力毛细波产生阻尼[3-4]，从而抑制雷达信号的后向散射，使得油膜区域在图像上显示为较暗的区域，而周围的波浪则形成明暗混杂的背景数据[5].目前基于航海X波段雷达的溢油探测的研究国内鲜有，国外虽已有相关产品，但对其关键技术仍未公开，各方面实验数据也表明该项技术仍处于研究阶段.航海X波段雷达遥感遥测技术具有实时、稳定、便捷、经济等优点，使其在近海、海洋平台等溢油检测领域具有巨大的应用前景.本文试图总结前人经验，并结合星载SAR溢油检测方法，探讨一套适于航海雷达回波特点的海上溢油监测关键技术，为随后相关实验和产品研发奠定理论基础.基于航海雷达的溢油监测系统包括收发单元、雷达信号处理板和计算机，如图1所示.系统收发单元由单台X波段雷达或多台X波段雷达组成的雷达链构成.雷达回波经接口箱接入中心处理计算机，中心计算机的雷达回波处理单元，因计算量极大，可能造成计算机应用系统不稳定，故设计使用硬件级的雷达信号处理板卡来实现雷达模数转换和图像处理功能.本文下述所用雷达回波预处理方法及油膜提取算法功能模块，均依赖该模块运行.该硬件雷达信号处理单元可采用高速DSP处理芯片，以PCI插口的方式与计算机主板集成.海面油膜对海面毛细波、短重力波的阻尼作用使得其在雷达回波图像上呈低散射区，据此可以利用雷达图像进行油膜检测.然而雷达自身系统电路、海上环境和船舶摇摆等因素，造成实际雷达原始回波图像存在大量干扰噪声，虽然多张回波图像平均后，可以提高图像质量，但仍然不够清晰.通常增加雷达系统带宽或采用一系列滤波可以减少噪声，本系统在此基础上，为有效分辨出溢油等小物标，拟将回波图像纹理做为油膜重要特征给予考虑，这样可有效提高图像分割效果.2.1 雷达数字信号处理实时的数据采集是雷达信号数字处理必不可少的前提，特别对雷达微弱信号的检测，良好且不失真的数据采集是处理的关键．为了解决雷达信号数据量大、实时性强等问题，需采用独立设计的雷达信号处理卡，对采集到的原始雷达信号进行模数转换，然后用专用数字信号处理芯片与大规模可编程逻辑器件结合进行信号处理.此外，利用高性能DSP芯片和IPCI接口芯片，可有效提高雷达信号处理板卡的通用性和扩展能力，为溢油监测系统能够支持更多品牌的收发单元提供硬件保证.该雷达信号处理板卡采用一款具有高速浮点运算能力的TI 6000 系列的芯片TMS320C6713PYP200，最高运算速度达到1350 MIPS，同时使用XILINX 公司的20 万门FPGA XC2S200PQ208，以及CYPRESS 公司的CY7C68013 USB2.0 协议芯片，为DSP系统搭建起高速数据通路，采用了模数转换芯片AD9240，该转换芯片具有极高的采样频率和转换速率，转换速率达到10 MHz，可以满足雷达视频采集的要求.雷达的数字信号处理过程如图2所示.数字信号处理模块以DSP作为核心处理器，DSP外接PROM和SRAM，其中，EEPROM存放程序代码用于DSP的bootloader，SRAM为数据空间的扩展用于存储多次回波数据.首先，雷达上单元发出的视频信号，经过高速AD采样后送入FIFO缓存，然后雷达根据处理情况读取FIFO中的采样数据.而雷达上单元发出的方位信号、船首信号、触发信号等经过FPGA逻辑转换以后接DSP的外部中断，DSP根据中断作相应的数据处理.FPGA作为DSP的辅助器，协助DSP控制其外设器件.另外，在数字信号处理模块测试板上设置了串口模块用于调试和测试.2.2 坐标转换初步处理后的数字雷达视频图像是以极坐标方式存在的，通过极坐标系和屏幕直角坐标系转换方程，处理数字化的雷达视频图像，使雷达视频图像从极坐标转换到笛卡尔坐标，便于进一步与电子海图叠加，显示和岸壁剔除.极坐标系和屏幕直角坐标系的对应关系如图3所示.以O′点为原点的极坐标系和以0点为原点的屏幕直角坐标系的转换关系为：2.3 滤波处理雷达成像过程中产生并随机分布的或明或暗的斑点与小物标回波交织在一起，破坏了回波原始边缘和纹理特征，增加了计算机对雷达回波图像的处理难度.除了雷达内部硬件系统造成的噪声之外，更为严重的噪声来自于海面上的海浪回波，如果天气情况不好，还会受到雨雪影响，因此有必要在对溢油进行分析识别之前对雷达图像进行滤波处理.常用的除噪滤波算法有Lee滤波，改进的Lee滤波，Frost滤波，Kuan滤波，Gamma Map滤波等.文献[7]对均值滤波、中值滤波、局部滤波、Lee滤波、Lee-Sigma滤波、Frost滤波和Gamma-map滤波进行了试验比较，试验表明Lee滤波和Gamma-map滤波效果最好.Nasser的研究表明，在航海雷达回波滤波处理中，Gamma滤波具有最好的边缘保持特性，并且适合于各种海况[6].本文拟选择Gamma滤波用于滤波处理.2.4 纹理识别纹理分析识别的方法归结起来主要有两大类，一是统计分析方法，二是结构分析方法.前者从图像属性的统计分析出发，后者着力于找出纹理单元，然后从结构组成上探索纹理的规律，或者直接去探求纹理构成的结构规律.从历史发展与当前的进展看，统计方法仍然占据主导地位.统计分析方法主要有灰度共生矩阵法、分形分维法和马尔可夫随机场法等，其中共生矩阵法被广泛应用，它不仅考虑像元灰度值，而且考虑像元灰度值的分布空间关系.此外，为量化矩阵的相似性，便于计算机对图像纹理进行纹理分析，Haralick等人由灰度共生矩阵提出了14种特征，Nasser等人对这些特征变量做了主成份分析[6]，他们通过对三起溢油事故航海雷达回波原始数据的分析，得知，能量、熵、对比度三个特征向量在三起事故中所占影响比例分别达到98.57%，97.13%，96.88%.本系统考虑运行实时性要求，也选取这三个特征向量，它们已经包含绝大多数纹理特征信息，能够满足系统精度要求. 利用灰度共生矩阵进行雷达回波图像纹理分析，需要根据雷达实际条件及回波质量，确定回波图像中溢油的纹理共生矩阵特征向量参数，包括计算纹理的方向、步长、窗口大小，以及通过主成分分析等方法确定合适的溢油检测纹理特征向量.直接使用航海雷达图像进行共生矩阵方向性的研究很少，通过SAR影像所得出的结论也有一定的参考价值，牛莹等人对不同数据源的多幅SAR影像数据进行了0°，45°，90°和135° 4个方向上的实验[7]，通过实验表明：均值、方差、均匀性、熵、二阶距、相关性所表现出方向特性不明显，笔者建议考虑效率的时候不考虑以上6个特征变量的方向性.对比度、相异性纹理值有些跳跃，没有明确规律，但是每个方向特征值都有明显差异，可以达到区分效果，因此也可以不考虑这两个向量的方向性.航海雷达图像的纹理分割，也暂不考虑方向性影响.为了尽可能发现小的物标，步长一般取1.而对于步长及窗口的确定，目前没有发现专门研究数据，但文献[7]对SAR图像的共生矩阵法纹理提取的实验中发现：均值、方差、协同性三种特征向量随着窗口的增大略有增加，对比度、相异性、一阶距略有减小，熵、相关性则明显增大，各参数表现出不同的规律性，笔者根据图像分割最后效果，建议采用7×7的窗口，系统实际应用中将设置成系统设置，并允许用户根据经验和海况进行调控.2.5 海图叠加显示雷达回波图像分析结果经坐标转换后，可叠加到墨卡托投影的电子海图上，利用GDI(Graphic Device Interface，图形设备接口)进行电子海图绘制，为提高绘制效率，避免图像闪烁，必须采用双缓存机制.雷达图像与电子海图叠加显示时，需遵循IHO(International Hydrographic Organization，国际航道组织)S-52标准[11]，按照各层优先级顺序显示图像.首先将图像绘制到缓存区内，等所有层全部绘制完毕后，再调用BitBlt或StretchBlt一次性发送到显卡中.电子海图与雷达图像叠加算法过程描述如下：1)在缓存中绘制电子海图矢量图IHO S-52中对电子海图的绘制有明确的标准和建议配色方案，通过查询表(Look-up table)的方式提供给开发人员，查询表包括物标编码、属性、符号化描述、显示优先级、雷达覆盖(OVERRADAR)、IMO(International Maritime Organization，国际海事组织)显示分类和可选分组.显示优先级从0～9，优先级高的要后绘制(后绘制会叠加在更顶层，先绘制的会被叠加覆盖)，编程实现时绘制物标列表要按照优先级进行排序，然后依次绘制.2)获取雷达图像并叠加绘制.通过雷达板卡图像缓存获得的雷达回波数据，包括扫描线方位信号、量程信息、像素信息等.雷达图像绘制前，从IHO-S52标准颜色表中找到对应的颜色信息，还原雷达回波图像的颜色，再经过像素点极坐标转换，取得与电子海图地理坐标、显示模式和比例尺相适应的屏幕坐标.雷达回波绘制时，要考虑与电子海图物标绘制的先后问题.IHO S-52查询表的雷达覆盖字段决定了雷达回波物标绘制的先后关系.雷达覆盖字段的可选值有“O”、“S”和空值.O即OVERRADAR，表示物标覆盖雷达回波图像；S即SUPPRESSED，表示回波图像覆盖物标；若该字段为空，默认为物标覆盖雷达回波图像.3)按照当前主流雷达每扫描一圈4096线的要求，在2.4 s内显示4096根扫描线，即每隔0.586 ms绘制一根扫描线，按标准与电子海图物标在显示缓存中绘制完成后，再一次性拷贝到屏幕上，实现雷达图像与电子海图的流畅叠加显示.本文综合SAR研究，采用基于能量、熵和对比度的纹理识别方法用于油膜提取，提出了一种基于航海雷达的实时海洋溢油监测系统架构.该系统架构所选方法在图像质量较好情况下可以满足应用需要.但海上海况复杂多变，干扰因素很多，实际使用X波段雷达进行溢油实时监测，还必须做一些针对性算法优化，特别应该针对海浪情况进行优化，如可根据海浪的传感器进行修正，也可根据当地港口实际情况建立当地风场、流场数学模型，综合考虑这些修正因素，可更好地解决海浪干扰的噪声问题.后续作者将着重从以下几个方面出发，深入对航海雷达在溢油检测领域进行深入的研究：1)利用航海雷达回波数据，验证灰度共生矩阵窗口选择；2)设计实验，验证不同种类溢油灰度共生矩阵的方向性特性；3)考虑使用自适应算法使系统自动选择合适的计算窗口和步长.总之，利用航海X波段雷达对船舶溢油进行实时监测有其先天性优势，但目前国内外的产品或研究都仅停留在可行阶段，而对其灵敏度、准确率却不敢强调.这主要是因为上述的各种干扰因素的影响，对这些影响的针对性优化处理还有待深入研究.本文仅是作者对该课题研究的初探，大量实验证明了海洋溢油存在明显的混沌特性，后续作者将从混沌理论角度对海洋溢油回波特点进行研究.【相关文献】[1]魏铼,胡卓玮.SAR影像海洋表面溢油检测方法与实现[J]，遥感技术与应用，2013,28(1):34-42.[2]薛浩洁.SAR图像海洋表面油膜检测方法研究[D].北京：中国科学院电子学研究所,2004.[3]薛浩洁,种劲松.SAR图像海洋表面油膜检测方法[J].遥感技术与应用,2004,19(4):290-294.[4]熊文成,吴传庆,魏斌.SAR图像在韩国溢油监测中的应用[J].遥感技术与应用,2008,23(4):410-414.[5]邹亚荣,王华,朱海天，等，海上溢油图像分割算法研究[J],海洋环境科学,2009,28(3):313-315.[6]NASSER MOSTAFA SALEH.Automated oil spill detection with ship borneradar[D].Enschede:International Institute For Geo-Information Science and EarthObservation，2007.[7]牛莹.基于纹理特征的星载SAR溢油监测研究[D].大连：大连海事大学，2009.[8]彭博.基于面向对象的海洋溢油检测的研究[D].大连：大连海事大学，2007.[9]周蓓.X波段雷达海面流场信息提取技术研究[D].青岛：中国海洋大学，2008.[10]OUDSHOORN H M.The use of radar in hydrodynamic survey[J].Coastal Engineering,1960,7:59-76.[11]IHO.IHO ecdis presentation library users’ manual[s].Monaco:The International Hydrographic Bureau,1997.。
船载溢油雷达监测技术研究
船载溢油雷达监测技术研究许海东;安伟;宋莎莎;赵润鹏【摘要】基于海洋石油251环保作业船安装的溢油监测雷达系统开展溢油监测实验,结果表明溢油雷达系统在监测范围内,可以有效地搜索到溢油,并能估算溢油的面积及准确定位油膜.【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2014(043)005【总页数】3页(P48-50)【关键词】船载雷达;海上溢油;监测【作者】许海东;安伟;宋莎莎;赵润鹏【作者单位】中海油能源发展采油服务公司,天津300457;中海石油环保服务(天津)有限公司,天津300452;中海石油环保服务(天津)有限公司,天津300452;中海石油环保服务(天津)有限公司,天津300452【正文语种】中文【中图分类】U698.7海上溢油监测技术体系是溢油应急反应体系中的第一环节，溢油监测获取的信息有利于及早发现溢油事故并对污染油膜进行准确定位，在此基础上对油膜扩散范围进行预测，可为海上清污资源调度和配置提供技术支持和决策依据。
目前主要的溢油监测技术有卫星遥感监测、航空遥感监测、船舶监测和浮标监测等。
船载溢油监测雷达，与海上溢油清污主力船只密切配合，在溢油监测中发挥重要的作用，可全天候、实时、高效获取船舶周围一定范围内海面溢油污染状况，实现溢油污染灾害快速预警和溢油应急辅助决策，为突发海上溢油污染事件的应急监视监测、决策指挥和污染处置提供技术支持。
1 国内外发展状况国外溢油监视雷达的研究已经取得令人瞩目的成就，欧美一些国家(特别是北欧一些海事技术发达国家)早在上世纪80年代就开始了溢油监视雷达的研究工作，已经研制出成熟的溢油监视雷达系统，除具备监测油膜的功能以外，还可以对海况进行准确测量，通过分析流场和波浪谱，对油膜的未来运动趋势进行准确预报。
国外的溢油监测雷达主要有：荷兰Seadarq(荷兰应用科学研究组织TNO物理电子实验室与荷兰军工技术企业 Tech 5 B.V.联合开发)、Miros OSD(挪威Miros公司产品)、Sigma S6(加拿大Rutter公司产品)、 Selesmar OSD(瑞典Consilium公司产品)及Mantadigital Radar Detection Systems(英国Kelvin Hughes公司产品)等。
溢油监视报警系统使用说明书甄选范文.
溢油监视报警系统使用说明书操作手册浮标式水面溢油监视报警系统一、系统研发、应用及原理本系统针对水上溢油事故报警而研发，能全天候监视溢油，误警率低，能够在计算机平台显示溢油事故发生的时间和地点，为应急管理部门提供溢油事故报警信息，以便及时采取应急措施。
设备适用于石油装卸码头、海洋石油钻、采平台等与事故性溢油有关的作业场地。
本系统是交通运输部水运科学研究院自主研发，由水面报警浮标和监控平台组成，通过GSM无线通信网和互联网传输信息和管理数据。
浮标体设计为隔爆型，水密性达到IPX-8和IP68的防水等级要求。
系统基本原理为携带溢油传感器的浮标体漂浮滞留在监视水域，当发生溢油事故时，传感器和检测设备可检测到水面油膜并迅速将该信号送给通信设备，后者将报警信号通过网络传送到监控平台，污染事故管理人员随即采取必要的现场事故确认等应急反应措施。
监控平台可以是台式机或笔记本计算机，操作者可以通过浮标内置的GPS定位系统和平台配套的监控软件在通过终端上实时查看事故发生地点和时间。
二、水面溢油监视报警浮标1.浮标构成水面溢油报警浮标包括浮标上壳、浮标下壳、溢油传感器、传感器固定支架、浮标密闭螺帽、系缆绳/不锈钢缆连接器、充电/传感器插座等，具体见图1.1和图1.2。
图1.1水面报警浮标构成示意图说明：1.浮标上壳；2.浮标下壳；3.溢油传感器；4.传感器固定支架；5.浮标密闭螺帽；6、7.系留绳/钢丝绳连接器；8.防水充电/传感器连接器。
图1.2水面报警浮标实物图片2. 浮标通电工作当传感器与浮标的防水连接器连通时，浮标被内部开关通电；当传感器与浮标的防水连接器断开时，浮标电源断开。
传感器插头插入插座时要注意看箭头指示方向。
3.浮标投放与回收通常情况下，利用码头等的护栏，通过专业的便携式吊具和不锈钢缆进行浮标的投放和回收。
吊具装置由栈桥护栏固定件和带有手动卷扬机、滑轮的吊杆组成。
浮标通过缆绳系留在水面，具体投放步骤为：（1）依托栈桥护栏临时安装好护栏固定件和吊杆；为防止浮标在地面磕碰，用一橡塑浮标垫放在地上作为保护，应用绳索系住浮标垫以防落水（图1.3）；（2）将一端已在码头护栏上固定好的，连接有不锈钢链的系缆绳的另一端，系在浮标的系留绳/钢丝绳连接器的一个孔上并将锁扣旋紧；将一端主要用于起吊浮标的，已与吊具手动卷扬机连接的钢丝绳的另一端，系在浮标的系留绳/钢丝绳连接器的另一个孔上并将锁扣旋紧（图1.4）；（3）以一个操作人员为主慢慢摇动卷扬机手柄将浮标提升和放入水面，另一个操作人员辅助以防浮标对护栏等的磕碰。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
显示溢油厚度的变化。
预测溢油漂流的速度和方向趋势。 采用二进制界面显示溢油的范围。可以在监视器上清晰地显示溢油漂流的速度和方向。 清晰地标示主要的参数。 （船的）溢油的移动位置可以输出给地图系统。 显示界面可以灵活更换，可根据用户的特殊需求来设定。 OSD系统可以利用船桥上指示器和平板液晶显示器进行操作。 可以进行屏幕快速抓图。 可与地面站和其他船只相连接，支持FTP 传送。
二、功能描述：
1）ETS3000提取及追踪系统 ETS3000提取及追踪系统用来全自动探测、获取和追踪移动和固定的 目标。这些功能可不借助人工而全天候在整个覆盖区域进行。 系统设计时采用开放式结构，以便于日后进行功能性升级。 ETS3000是全气象情况的目标探测和追踪软件，并带有海、雨杂波和 雷达干扰的有效压制功能。
全自动船载雷达实时溢油探测系统
• VisSim STD3000 全自动船载雷达小目标探测系统 • VisSim OSD Display 溢油探测系统显示终端 • VisSim SD3000 小目标探测系统显示终端 • VisSim TD3000 综合终端显示系统 2）硬件 • VEM3000视频提取模块
在能见度较低时不会影响对
溢油的正常监测和清理。
OSD溢油监测系统的工作原理
OSD系统的工作原理是：
海面微波的产生取决于海水的表面张力，如果海面有油存在，那么海
水的表面张力将会降低，溢油区域的海波浪表面就比较光滑。因此， 从溢油区域海面反向散射而来的电磁能将大大削弱。OSD系统根据雷达
系统探测的数据来判断海面溢油的情况。
二、功能描述：
2）全自动船载雷达溢油探测系统 （OSD3000） 全自动溢油探测系统（OSD3000）软件安装在雷达站的计算机上并从 ETS3000系统接收原始雷达图像。 OSD3000的主要功能： 从雷达（通过VEM – 视频提取模块）接收原始雷达图像； 处理原始雷达图像并摘出溢油； 将处理过的原始雷达图像数据传送给OSS3000； 生成若干报警层并将其发送给OSS3000； 记录原始数据/处理过的数据及报警信息；
各种监测方式 的优缺点：
卫星： 合成孔径雷达（SAR）； 覆盖范围广； 数据更新频率：每天 飞机： 由工作人员目测观察； 前视红外扫描仪； 侧视机载雷达； 监测最大范围：飞机每侧40Km； 微波探测仪（MWR）：预估溢油厚 度； 覆盖范围取决于天气、能见度和加 油问题 直升机： 由工作人员目测观察； 前视红外扫描仪； 可以提供大量现场图像； 覆盖范围取决于天气、能见度和加 油的可能性问题
将溢油探测处理结果可视化并提供区域配置工具。
设备技术指标
功能 /参数
雷达数据提取与追踪系统 数字化雷达影像 范围解析度： 采样率 雷达影像门限 雷达映像显示 探测 最大范围 分辨率 最小风速条件 船舶移动补偿 溢油块实时跟踪 天线距水面最低高度 环境温度 溢油探测系统敏感度
规格
整个雷达覆盖区域内全自动探测 ADC解析度 14 bits 40 MHz-3.75m；80 MHz-1.875m 100 MHz-1.5m；120 MHz-1.0m 自适应雷达影像门限 Service Display 与雷达天线高度有关；天线高度20米，最大探测 半径距离不小于4海里 与脉冲范围有关；天线高度，短脉冲为50ns 大于/秒 系统具备对于船舶移动的补偿 系统对溢油块形态变化可实时跟踪 天线距水面高度最低为10米 0°C - 40°C 溢油带单方向长度达到100米
以上功能的实现依靠采用基于浮动门线，误报警率和多扫描关联的结 合而产生的过滤技术。
雷达影像与其它信号（方位信号、船首信号）由安装在基站PC 内的 VEM卡进行数位化。
雷达影像数位化采样频率为120兆赫，保证数位化过程中不丢失有用 信息。数位化的原始雷达影响被传输到ETS3000提取追踪系统应用软 件当中，进行各种处理。
OSD系统硬件由以下构成： 经过注册的专用航海电脑， 内 置MIROS WAVEX专用雷达数据采 集板。 低亮度夜视平板液晶显示器 （LCD） 缓冲放大器和雷达接口
罗盘接口
GPS接口 风向传感器接口
OSD溢油监测系统的应用形式
反向散射强度图像 – 搜索和探测原油泄漏
溢油探测视图
溢油痕迹痕迹图像
– 确定溢油位置和溢油量
– 溢油回收期间跟踪油膜痕迹
环保船溢油雷达监测系统介绍
一、系统配置：
1）软件 • VisSim ETS3000 雷达数据提取及追踪系统 • VisSim RI3000 雷达接口兼容系统（适用于XXX雷达） • VisSim NMEA3000 罗经、GPS设备接口兼容、并信号整合系统
• VisSim OSD3000
OSD溢油监测系统的功能
OSD溢油监测系统的功能： OSD系统可以远距离监测和显示海上溢油的情况，可以在2 至6级风（BEAUFORT2 ～ 6）的海况下监测到 最少100公升溢油。目前在OSD系统利用中频脉冲雷达进行监测已有新的进展。
监测范围为0～360度，监测距离（半径×2）取决于天线高度，通常为2至4海里（3.5 ～ 8公里）。探提1 2 3纲OSD溢油监测系统介绍
OSD溢油监测系统的工作原理
OSD溢油监测系统的功能
4
环保船溢油雷达监测系统介绍
OSD溢油监测系统介绍
Miros OSD（Oil Spill Detection）系统的主要功能 是连续监测和跟踪海面上溢 油。利用该系统既可以协助 海上油田的相关管理，也可 以为清理溢油作业提供帮助 。由于OSD系统可以在完全黑 暗和大雾的条件下，照常全 天候24小时开展工作，所以 MIROS 公司通过与挪威海洋环保协会（ NOFO）的密切合作，按照会员公司的实际 应用要求开发了OSD系统。为了能够监测 到溢油，OSD系统利用MIROS WAVEX系统采 集的雷达图像，并用先进的处理技术加以 处理。
各种监测方式 的优缺点：
Miros OSD： 可以在1至6级风（BEAUFORT 1 ～ 6 ）的海况下持续监测海面溢油情况； 不受能见度和光线的影响； 显示器可以看到： 溢油、范围和位置 船的位置、速度和航向 溢油痕迹 预测溢油漂流的速度和方向趋势 风向 波形高度 海表流速
OSD溢油监测系统的硬件组成