آشکارسازی نشت نفت با استفاده از تصاویر مادیس و سنتینل _‌ 1 (مطالعه موردی: شمال خلیج‌فارس)

در سال‌های اخیر، نظارت دریایی و هوایی برای مهار آلودگی‌های دریایی رایج شده است اما این روش‌ها، به‌دلیل محدودیت‌های شرایط آب‌وهوا، زمان و مکان، به‌تنهایی نمی‌توانند پایش سریع و منظمی فراهم آورند. در این زمینه، سنجش از دور ماهواره‌ای می‌تواند نقش مهمی در تشخیص اولیه و پایش مداوم نشت نفت در دریا ایفا کند. سنجنده رادار آنتن مصنوعی سیستم سنجش از دور فعالی است که می‌تواند، برای آشکارسازی نشت نفت همراه با سنجنده‌های اپتیکال مانند مادیس، با توانایی تصویربرداری هم‌زمان، استفاده شود. هدف از این پژوهش آشکارسازی نشت نفت پیرامون سکوهای نفتی بخش شمالی خلیج فارس، در تاریخ‌های پانزدهم و هفدهم ژوئن 2015، با استفاده از تصاویر فروسرخ گرمایی مادیس و تصاویر راداری سنتینل‌ 1 است. برای محاسبه دمای سطح دریا، الگوریتم پنجره مجزا روی تصویر باند 20 سنجنده مادیس اجرا شد. نتایج نشان داد که منطقه دارای نشت نفت دمایی کمتر از مناطق پیرامونی دارد. برای آشکارسازی دقیق‌تر لکه‌های نفتی و درستی‌سنجی نتایج پردازش‌های اعمال‌شده بر تصویر مادیس، از تصویر پلاریزاسیون vv سنتینل‌ 1 و پردازش‌های حذف نوفه مانند فیلترگذاری و مولتی‌لوکینگ استفاده شد. در پایان، از راه مقایسه دمای بویه موج‌نگار سازمان بنادر و دریانوردی بوشهر و دمای حاصل از تصویر مادیس و موقعیت جغرافیایی گستره لکه‌های نفتی بارزشده، درستی نتایج این پژوهش و پردازش‌های صورت‌گرفته تایید شد. استفاده از باند 20 سنجنده مادیس با هدف استخراج دمای سطح دریا و باندهای فروسرخ گرمایی آن، به‌منظور آشکارسازی لکه‌های نفتی در سطح دریا، اولین بار در این پژوهش ارزیابی شده است.

Oil Spill Detection Using MODIS and Sentinel-1 Images; A Case Study of Northern Persian Gulf

In recent years, maritime and aerial surveillance have become commonplace for marine pollution control; however, these methods alone cannot provide rapid and systematic monitoring due to the limitations of weather conditions, time, and location. In this regard, satellite remote sensing can play an important role in the initial detection and continuous monitoring of oil spills at sea. The synthetic aperture radar (SAR) sensor is an active microwave sensing system that can be used for oil spill detection, along with optical sensors such as MODIS, with simultaneous imaging capability. The aim of this study was to detect the oil spills around oil platforms in the northern part of the Persian Gulf on June 15, and 17, 2015, using MODIS thermal infrared imagery and Sentinel1 images. To estimate the sea surface temperature, the splitwindow algorithm was applied to band 20 of MODIS. Results showed that the sea surface covered by oil spill has lower temperature than surroundings. For accurate detection of oil slicks and accuracy assessment of the results of applied image processing method on the MODIS data, the Sentinel1 vertical polarization image and noise removal processes such as filtering and multilooking were used. Finally, by comparing the field temperature measured by Boushehr marine waveguide and the temperature estimated for the MODIS image, and review of the geographical location of detected oil slicks, the accuracy of the results of this study and the applied image processing methods were confirmed. Application of MODIS band 20 aiming the extraction of seasurface temperature, and its thermal infrared bands for oil spill detection at sea surface are evaluated in this study for the first time.