ΥΠΕΡΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΙΚΟΝΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΜΕΤΡΙΑΣΜΟ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΚΗΛΙΔΩΝ

Από RemoteSensing Wiki

Τίτλος του άρθρου στα αγγλικά: «Hyperspectral image analysis for oil spill mitigation»
Συγγραφείς: Foudan Salem, Menas Kafatos
Πηγή: http://www.crisp.nus.edu.sg/~acrs2001/pdf/108SALEM.PDF

1. Περίληψη
Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, ο κόλπος του Τσέσαπικ έχει υποφέρει από διάφορα μεγάλα ατυχήματα πετρελαιοκηλίδων που απειλούν το παράκτιο περιβάλλον και τα διάφορα είδη. Οι φυσικοί πόροι του Τσέσαπικ παραμένουν ευάλωτοι επειδή μοιράζονται τις παράκτιες περιοχές με κύριες διακρατικές εμπορικές οδούς, υπόγειους αγωγούς, έντονη ανάπτυξη, μεγάλη βιομηχανική ανάπτυξη και έντονη μετακίνηση πλοίων στα λιμάνια του Νόρφολκ και της Βαλτιμόρης. Προκειμένου να προστατευτούν αποτελεσματικά οι κοινότητες και τα είδη που βρίσκονται σε κίνδυνο, είναι απαραίτητος ο γρήγορος και ακριβής προσδιορισμός των περιοχών που διατρέχουν κίνδυνο πετρελαϊκής ρύπανσης, ιδιαιτέρως στις περιοχές που η ποσότητα του πετρελαίου είναι μεγάλη. Όπου η βιομηχανία διαχείρισης του πετρελαίου είναι γηρασμένη, αυτή η ανάγκη αυξάνεται. Αυτή η έρευνα αφορά την τηλεπισκόπηση, συγκεκριμένα την υπερφασματική ανάλυση εικόνας που εφαρμόστηκε στον υδροκρίτη του Τσέσαπικ. Αυτή η μελέτη περιπτώσεων είναι πρωτότυπη για τις διαρροές πετρελαίου στον ποταμού Πατουξεντ στο Μέρυλαντ, καθώς και η σχετιζόμενη ανάλυση εικόνας για την ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων με τη χρήση υπερφασματικών στοιχείων και των επιδράσεών τους στο έδαφος, το νερό, τους υγροτόπους, και της βλάστησης που μολύνθηκε από το πετρέλαιο. Οι εικόνες από αεροσκάφη ή από το διάστημα, σαν ένα αποτελεσματικό ερευνητικό εργαλείο, αποτελούν την κύρια πηγή συλλογής πληροφοριών για τον πραγματικό χρόνο. Στην περίπτωση πρόκλησης πετρελαιοκηλίδας, αυτές οι πληροφορίες μπορούν να ανακτηθούν σε μικρό χρονικό διάστημα για να βοηθήσουν τις αρχές να σχεδιάσουν τη γρηγορότερη προς την κηλίδα διαδρομή και να υλοποιήσουν ένα αποτελεσματικό πρόγραμμα περιβαλλοντικής προστασίας, που θα μπορεί να μειώσει τις καταστροφές. Ο υπερφασματικός αισθητήρας συνδυάζει τη δυνατότητα λεπτομερούς ταυτοποίησης υλικών και εκτιμά καλύτερα την αφθονία τους. Αυτό μπορεί να περιορίσει τους λανθασμένους συναγερμούς που προκαλούνται από χαρακτηριστικά που έχουν το ίδιο χρώμα και εμφάνιση με το πετρέλαιο, όπως είναι μεγάλες περιοχές φυκιών και μέδουσες. Τέτοια φαινόμενα μπορούν να ταυτοποιηθούν με οπτική ερμηνεία σαν μια πιθανή πετρελαιοκηλίδα με τη χρήση συμβατικών αισθητήρων. Κάποιοι άλλοι τύποι από ελαφρύ καύσιμο, όπως η βενζίνη και το ντίζελ, δεν μπορούν να ταυτοποιηθούν οπτικά εξαιτίας της αλλαγής της εμφάνισής τους με το χρόνο. Η υπερφασματική ανάλυση μπορεί να αρχειοθετήσει πάνω από 200 επιλεγμένα μήκη κύματος ανακλώμενης και εκπεμπόμενης ενέργειας. Με αυτή τη φασματική πληροφορία κάποιος μπορεί να εκμεταλλευτεί τη φασματική υπογραφή του πετρελαίου, και επίσης να διακρίνει τους διάφορους τύπους πετρελαίου (αργό ή ελαφρύ πετρέλαιο). Οι υπερφασματικές αναλύσεις με υψηλό φασματικό και χωρικό ψήφισμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ανιχνεύσουν πετρέλαιο με βάση την αντιστοίχηση της φασματικής υπογραφής, προκειμένου να εκτιμηθεί το επίπεδο της πετρελαϊκής μόλυνσης των προσβεβλημένων περιοχών στην ακτογραμμή, που είναι απαραίτητο για τον καθορισμό των διαδικασιών καθαρισμού της.

2. Κίνητρα Σε αυτή την έρευνα κάποια από τα προβλήματα για τον προσδιορισμό του πετρελαίου μπορούν να ελαχιστοποιηθούν όταν χρησιμοποιείται μεθοδολογία ανωτέρου επιπέδου που βασίζεται στην αντιστοίχιση της φασματικής υπογραφής του πετρελαίου και όχι στην οπτική ερμηνεία των εικόνων. Νέες τεχνικές όπως η HIS πρέπει να χρησιμοποιούνται προκειμένου να επιτυγχάνονται οι κατάλληλες διακρίσεις μεταξύ των τύπων του πετρελαίου (αργό ή ελαφρύ) και να προσδιορίζονται τα φυσικά φαινόμενα. Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας έδειξαν ότι με τις HSI φασματικές πληροφορίες, η υπογραφή του πετρελαίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ανιχνευτούν μικρές συγκεντρώσεις υδρογονανθράκων (αργό πετρέλαιο) στη θάλασσα και για να γίνουν διακριτοί οι διάφοροι τύποι πετρελαίου (αργό ή ελαφρύ πετρέλαιο). Μέρος αυτής της μελέτης επίσης περιλαμβάνει την παρακολούθηση των κινήσεων των πετρελαιοκηλίδων, τη διασπορά τους στο νερό και τον προσδιορισμό τους στην ακτογραμμή. Η εργασία που εκτελείται θα δώσει έμφαση στις μολύνσεις από πετρέλαιο των υγροτόπων, του εδάφους και της βλάστησης στη λεκάνη του ποταμού Πατουξεντ στον κόλπο του Τσέσαπικ εξαιτίας της πετρελαϊκής μόλυνσης. Η γραμμική τεχνική διάκρισης (linear unmixing) θα χρησιμοποιηθεί για τη διάκριση μεταξύ των αναμειγνυόμενων υπογραφών διαφορετικών υλικών που είναι μολυσμένα με πετρέλαιο.

3. Το πρόβλημα Ένα πλήθος συστημάτων τηλεπισκόπησης είναι διαθέσιμα (π.χ. ραντάρ πλευρικής θέασης, φθορισμός λέιζερ, μικροκυματικό ραδιόμετρο, υπέρυθρος-υπεριώδης γραμμικός σαρωτής,SAR,ERS1,2 και LANDSAT δορυφορικά συστήματα). Ωστόσο, τα προβλήματα που σχετίζονται με κάθε ένα από αυτά τα συστήματα αποκλείουν την αποκλειστική τους χρήση για την ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων. Αν και τα δεδομένα της τηλεπισκόπησης μπορεί να αποτελέσουν ένα πολύτιμο εργαλείο για την προσπάθεια εύρεσης απάντησης, τα αποτελέσματα από διαφορετικούς αισθητήρες μπορεί να ποικίλουν ευρέως. Αυτό το πρόβλημα είναι ιδιαίτερα προφανές στην περίπτωση μεγάλων κηλίδων, όπου αρκετές ερμηνευτικές αναλύσεις για τις δορυφορικές εικόνες βασίζονται στο χρώμα του πετρελαίου ή στην εμφάνιση του φιλμ του στο νερό. Πολλές από αυτές τις αναλύσεις έχουν προβλήματα προσδιορισμού και ποσοτικοποίησης πετρελαίου επιπλέοντος στη θάλασσα. Καθώς η κηλίδα εξελίσσεται, ένας μεγάλος αριθμός λανθασμένων θετικών αναγνωρίσεων μπορεί να συμβεί. Πάγος, εσωτερικά κύματα, κλίνες φυκιών, φυσικά οργανικά, γύρη, πλαγκτονικές ανθίσεις, σκιές από σύννεφα, μέδουσες, άλγη όλα εμφανίζονται σαν πετρέλαιο. Οι καιρικές συνθήκες είναι ένας από τους περιορισμούς όταν χρησιμοποιούνται κάποιοι αισθητήρες όπως απεικονίσεις ραντάρ, για την εκτίμηση της επιφάνειας κάλυψης. Τα κύματα αυξάνουν τη φυσική διασπορά κατά τα αρχικά στάδια της κηλίδας, σπάζουν την ένταση της επιφάνειας που δημιουργούν την όψη της κηλίδας, και αναμειγνύουν το πετρέλαιο στην επιφανειακή στιβάδα προσωρινά. Οι παρατηρητές πρέπει να επισημάνουν ότι όπως η ταχύτητα του ανέμου αυξάνεται, η ικανότητα ανίχνευσης του πετρελαίου μειώνεται. Η οπτική παρατήρηση βυθισμένου πετρελαίου είναι ιδιαιτέρως δύσκολη εκτός αν το νερό είναι πολύ καθαρό και ήρεμο. Τα χαρακτηριστικά της κηλίδας εμφανίζονται διαφορετικά κάτω από συνθήκες χαμηλού φωτισμού και ισχυρού ανέμου. Οι παρατηρήσεις σε συνθήκες θάμβους είναι δύσκολο να ερμηνευτούν, εξαιτίας της γυαλάδας που δημιουργείται και της μικρής αντίθεσης μεταξύ νερού και πετρελαίου. Αφού το πετρέλαιο παραμείνει για ένα μικρό χρονικό διάστημα στην επιφάνεια της θάλασσας, ξεκινά η αλλαγή των φυσικών του χαρακτηριστικών εξαιτίας διαφόρων φυσικών, βιολογικών και χημικών διαδικασιών. Επιπλέον, οι λανθασμένες αναφορές εμποδίζουν τη γνώση της ακριβούς τοποθεσίας και περιγραφής της κηλίδας γεγονός που καθιστά ορισμένες από τις συμβατικές τεχνικές τηλεπισκόπησης αναξιόπιστες.

4. Κύριος στόχος Η τεχνική HSI χρησιμοποιείται για να ανιχνεύσει το πετρέλαιο, να καθορίσει τα χαρακτηριστικά της ουσίας της κηλίδας, και να κάνει προβλέψεις της επιτυχίας διασποράς ή του μετριασμού του. Τα καθήκοντα που περιλαμβάνονται είναι:

• 1.Πρόβλεψη της διεύθυνσης διασποράς και των χαρακτηριστικών του ρυθμού ροής: Η υπερφασματική ανάλυση εικόνας για τις πετρελαιοκηλίδες πρέπει να είναι γρήγορη και έγκαιρη για επεμβατική περιβαλλοντική παρακολούθηση. Η εναέρια HSI χρονική διαδικασία εικόνας προβλέπει πώς οι πετρελαιοκηλίδες διαδίδονται εντός μιας συγκεκριμένης υδάτινης μάζας, κάτω από τις τρέχουσες καιρικές συνθήκες και αν πιθανώς επηρεάζουν ευαίσθητες περιοχές όπως οι παράκτιοι υγρότοποι.
• 2.Προσδιορισμός των χαρακτηριστικών της ακτογραμμής και της δριμύτητας των πετρελαιοκηλίδων: Με το υψηλό φασματικό και χωρικό της ψήφισμα η HSIμπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών της ακτής καθώς και των περιοχών που έχουν πληγεί από το πετρέλαιο που διέρρευσε. Οι περιοχές που επηρεάζονται είναι περιβαλλοντικώς ευαίσθητες, όπως υγρότοποι με ρηχά νερά, έλη με αλμυρό νερό, παλιρροιακά επίπεδα, υδάτινες οδοί ή αμμώδεις παραλίες με σημαντική βιοποικιλότητα.
• 3.Προσδιορισμός του τύπου μόλυνσης: Τα χαρακτηριστικά του πετρελαίου (π.χ. ο τύπος του πετρελαίου) είναι σημαντικά προκειμένου να επιλεγεί η βέλτιστη μέθοδος καθαρισμού, να εκτιμηθούν οι περιβαλλοντικές επιδράσεις του καιόμενου πετρελαίου, και για την πρόβλεψη της όδευσής του, των ρυθμών διασποράς, και του χρόνου προτού η κηλίδα φτάσει στην ακτή από τις τεχνικές μοντελοποίησης. Για παράδειγμα, ένας τύπος πετρελαίου μπορεί να είναι αργό ή ελαφρύ πετρέλαιο, και ο βαθμός εξάτμισης του ελαφρού πετρελαίου είναι γρηγορότερος από του αργού, ωστόσο να είναι πιο τοξικό για τα θαλάσσια είδη.

5.Μεθοθοδολογία Οι υπερφασματικοί αισθητήρες όπως το αερομεταφερόμενο φασματοραδιόμετρο εικόνων για εφαρμογές [Airborne Imaging spectro-radiometer for applications (AISA)] επιτρέπουν την κατασκευή ενός αποτελεσματικού, συνεχούς ανάκλασης φάσματος για κάθε pixel. Αυτά τα συστήματα μπορεί να χρησιμοποιηθούν για να γίνει διάκριση των χαρακτηριστικών της γήινης επιφάνειας. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες έχουν τη δυνατότητα λεπτομερούς ταυτοποίησης υλικών και καλύτερης εκτίμησης της αφθονίας τους. Αυτό μπορεί να περιορίσει τους λανθασμένους συναγερμούς χαρακτηριστικών, που μπορεί να εκληφθούν κατά λάθος σαν πιθανές πετρελαιοκηλίδες με άλλους συμβατικούς αισθητήρες. Η υπερφασματική ανάλυση μπορεί να αρχειοθετήσει πάνω από 200 επιλεγμένα μήκη κύματος ανακλώμενης και εκπεμπόμενης ενέργειας. Με αυτές τις φασματικές πληροφορίες κάποιος μπορεί να εκμεταλλευτεί τη φασματική υπογραφή του πετρελαίου για να ανιχνεύσει μικρές συγκεντρώσεις υδρογονανθράκων στην επιφάνεια της θάλασσας. Επίσης μπορεί να διακρίνει τους διαφορετικούς τύπους πετρελαίου (αργό/ ελαφρύ πετρέλαιο). Οι εφαρμογές της υπερφασματικής ανάλυσης περιλαμβάνουν προσδιορισμό των μολυσμένων εδαφικών υγροτόπων, ρηχών νερών, αμμωδών παραλιών και ακτογραμμών που επιτρέπει την ταυτοποίηση των χαρακτηριστικών με υψηλό φασματικό και χωρικό ψήφισμα.

6. Σκοπός της έρευνας Καταδείχτηκε από τα προκαταρκτικά αποτελέσματα της χρήσης της τεχνικής Spectral Angle Mapper ότι οι υπογραφές διαφορετικών τύπων πετρελαίου μπορούν να συνδυαστούν εφόσον ένα δείγμα έχει υψηλές συγκεντρώσεις υδρογονανθράκων και δε μοιάζει με ελαφρύ πετρέλαιο όπως το ντίζελ, η βενζίνη και το βενζόλιο. Το μοντέλο είναι αναξιόπιστο για τη διάκριση διαφορετικών τύπων αργού πετρελαίου, ακόμα και για μικρές κηλίδες. Η ταξινομημένη εικόνα που υποδεικνύει χαρακτηριστικά παρόμοια με αυτά του πετρελαίου εμφανίστηκε σε περιοχές καλυμμένες με σκιές, και περιοχές που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση κάρβουνου ( μέσα στο σταθμό παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος του Μέρυλαντ). Τα αποτελέσματα επιβεβαίωσαν ότι υλικά που έχουν την ίδια χημική σύσταση όπως το κάρβουνο (άνθρακας), έχουν την ίδια υπογραφή με το πετρέλαιο.

7. Υπερφασματικά δεδομένα και αισθητήρες Το AISA αερομεταφερόμενο φασματόμετρο εικόνων είναι είδος συστήματος σάρωσης που μετρά μέχρι 288 κανάλια συνεχούς ορατού σε IR μήκη κύματος. Πενήντα κανάλια επελέγησαν για τη δεδομένη διαδικασία εικόνας. Τα δεδομένα παρήχθεισαν από το πρόγραμμα πετρελαίου της εταιρείας Pipco για την προστασία από τη μόλυνση στον ποταμό Πατουξεντ στο Μέρυλαντ.

Για υψηλές απαιτήσεις χωρικού και φασματικού ψηφίσματος το σύστημα αισθητήρων AISA λαμβάνει περισσότερες πληροφορίες από κάθε pixel δεδομένων-περισσότερες πληροφορίες, καλύτερη εικόνα και γρηγορότερη η ανακύκλωση συγκριτικά με άλλα πολυφασματικά συστήματα ή παραδοσιακές μεθόδους παρακολούθησης. Η χρήση του συστήματος AISA για τον προσδιορισμό των φασματικών υπογραφών των πετρελαιοκηλίδων και των περιοχών που μολύνθηκαν από το πετρέλαιο, μπορεί να είναι πιο επιτυχής από τις παραδοσιακές μεθόδους. Η χρονική ακολουθία των εικόνων από το πετρέλαιο μπορεί να καθοδηγήσει τις προσπάθειες εντός συγκεκριμένου χρόνου παρέχοντας τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις και τις ακριβείς τοποθεσίες. Οι περιβαλλοντικώς ευαίσθητες περιοχές όπως οι υγρότοποι μπορούν εύκολα και με ακρίβεια να χαρτογραφηθούν, να μετρηθούν και να χαρακτηρισθούν. Η AISA μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κτισθεί μια φασματική βιβλιοθήκη για τις πετρελαιοκηλίδες στη θάλασσα και σε διάφορες περιοχές που έχουν μολυνθεί από πετρέλαιο. Η φασματική υπογραφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών της ακτογραμμής και ιδίως των περιβαλλοντικώς ευαίσθητων περιοχών καθώς και για τον προσδιορισμό του επιπέδου της μόλυνσης από πετρέλαιο (ισχυρός ή μέτριος) σε χερσαίες εκτάσεις.

8. Υπερφασματική επεξεργασία εικόνας με τη χρήση ENVI Η τεχνική SAM (Spectral Angle Mapper) χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό πετρελαιοκηλίδων στο νερό και την ακτογραμμή. Η ανάλυση των εικόνων επιτρέπει τοπικούς ελέγχους στις ραγδαία εναλλασσόμενες καιρικές συνθήκες εξαιτίας του ανέμου, των ρευμάτων και των παλιρροιών. Η μέθοδος της αντιστοίχισης των υπογραφών μπορεί να χρησιμοποιηθεί προκειμένου να εξαχθούν συγκεκριμένες φασματικές υπογραφές προκειμένου να δημιουργηθεί μια φασματική βιβλιοθήκη για διαφορετικούς τύπους πετρελαίου στο νερό, τους υγροτόπους και τη βλάστηση που έχουν μολυνθεί από το πετρέλαιο, όπως επίσης και για να εκτιμηθεί το επίπεδο της μόλυνσης στη στεριά. Η γραμμική μη αναμειγνύουσα μέθοδος των υπογραφών θα ήταν χρήσιμη στον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων των μολυσμένων παράκτιων περιοχών, στη διάκριση μεταξύ ανάμεικτων υπογραφών διαφορετικών υλικών, όπως το γρασίδι, το νερό, και το έδαφος που έχουν μολυνθεί από πετρέλαιο. Η ικανότητα συλλογής και ανάλυσης πολύ στενών καναλιών φωτός επιτρέπει στις υπερφασματικές εικόνες να διακρίνουν το νερό από την υδατική βλάστηση, να εκτιμήσουν την ποιότητα του νερού και να καταδείξουν τη μόλυνση και τη θολερότητα ιδιαιτέρως σε περιοχές που είναι περιβαλλοντικώς ευαίσθητες, όπως οι υγρότοποι, οι αμμώδεις παραλίες, τα παλιρροιακά επίπεδα και ποτάμια. Αυτό είναι χρήσιμο προκειμένου να δοθεί προσοχή στις διαδικασίες καθαρισμού τους και στις διαδικασίες μετανάστευσης του πετρελαίου.

Αυτό το σενάριο χρησιμοποιεί την HIS ανάλυση που εφαρμόστηκε στον κόλπο του Τσέσαπικ. Τα παρακάτω αντιπροσωπεύουν ένα παράδειγμα πετρελαιοκηλίδας στον ποταμό Πατουξεντ στο Μέρυλαντ, και τι η αντίστοιχη ανάλυση εικόνας με τη χρήση HSI κάνει εφικτό.

9. Υπερφασματικές τεχνικές επεξεργασίας εικόνας

• 1.Εξαγωγή φάσματος ανακλαστικότητας
• 2.Φασματική αντιστοίχιση με την υπογραφή αναφοράς
• 3.SAM ταξινόμηση
• 4.Κάλυψη εικόνων και αντιστοίχιση με τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα της εικόνας.
• 5.Σύγκριση των χαρακτηριστικών της κύριας εικόνας με την επίγεια

10. Μέθοδος SAM H μέθοδος ταξινόμησης SAM είναι μια φασματική ταξινόμηση που χρησιμοποιεί την Ν γωνία διάστασης για να αντιστοιχίσει τα pixels με το φάσμα αναφοράς. Ο αλγόριθμος προσδιορίζει τη φασματική ομοιότητα δύο φασμάτων υπολογίζοντας τη μεταξύ τους γωνία. Το προχωρημένο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας ENVI, χρησιμοποιείται για την ανάλυση εικόνας.

10.1 Εξάγοντας το φάσμα του πετρελαίου (εικόνα 2)

Εικόνα 1: υπερφασματική εικόνα AISA στον ποταμό Πατουξεντ. Εντοπίζεται μια πετρελαιοκηλίδα εξαιτίας της διαρροής ενός αγωγού, όπως και οι μολυσμένες παράκτιες περιοχές (Μέρυλαντ, Απρίλιος 200).

Εικόνα 2:Τα αποτελέσματα του φάσματος ταιριάζουν: Άμεσος προσδιορισμός συγκεκριμένων υλικών μέσω της εξαγωγής συγκεκριμένων χαρακτηριστικών γνωρισμάτων χρησιμοποιώντας το υπόβαθρο. Αντιστοιχίζοντας το φάσμα της πετρελαιοκηλίδας με την ανακλώμενη υπογραφή αργού πετρελαίου από το Ιράν (που έτυχε πειραματικής επεξεργασίας στο εργαστήριο), χρησιμοποιήθηκε σαν αναφορά αργό πετρέλαιο. Οι τέσσερις καμπύλες αντιπροσωπεύουν την απορρόφηση του πετρελαίου στα μήκη κύματος των 400 και 700 nm.Το σχήμα του φάσματος του νερού είναι διαφορετικό από αυτό του πετρελαίου, επομένως είναι εύκολο να γίνει διάκριση των δύο υλικών.

10.2 Αποτελέσματα υπερφασματικής ανάλυσης εικόνας για την ανίχνευση πετρελαίου (εικόνες 3,4,5,6)

Εικόνα 3: Το κόκκινο χρώμα αντιπροσωπεύει το πετρέλαιο στο νερό.

Εικόνα 4: Το πετρέλαιο και το μολυσμένο νερό εμφανίζονται με μαύρο χρώμα.

Εικόνα 5: Η εικόνα αυτή δείχνει δύο κατηγορίες. Το άσπρο χρώμα απεικονίζει την πετρελαιοκηλίδα στο νερό. Το κόκκινο χρώμα αντιπροσωπεύει το πετρέλαιο στη στεριά εξαιτίας της διαρροής του αγωγού.

Εικόνα 6: η εικόνα που χρησιμοποιήθηκε για τη σύγκριση των διαφόρων αποτελεσμάτων και λήφθηκε την στιγμή που συνέβη το ατύχημα.

11. Σύνοψη και συμπεράσματα

• 1.Η χρήση της υπερφασματικής ανάλυσης εικόνας αποτελεί μια προχωρημένη τεχνολογία τηλεπισκόπησης, που είναι πιο αξιόπιστη ως προς τη μείωση των διαφόρων περιορισμών συγκριτικά με τις συμβατικές μεθόδους ανίχνευσης πετρελαίου. Τέτοιοι μπορεί να είναι δύσκολες καιρικές συνθήκες, αλλαγές στο πετρέλαιο με την πάροδο του χρόνου, θάμβος στην εικόνα εξαιτίας της γωνίας πρόσπτωσης της ηλιακής ακτινοβολίας, και φυσικά φαινόμενα που έχουν την ίδια εμφάνιση με τις πετρελαιοκηλίδες.
• 2.Τα αποτελέσματα αυτής της έρευνας δείχνουν ότι η μέθοδος αντιστοίχισης της υπογραφής είναι πιο ακριβής από τις συμβατικές μεθόδους, που βασίζονται στην οπτική ερμηνεία του χρώματος του πετρελαίου και την εμφάνισή του στις δορυφορικές εικόνες.
• 3.Οι HIS φασματικές πληροφορίες χρησιμοποιούνται προκειμένου να γίνει διάκριση μεταξύ των διαφορετικών τύπων πετρελαίου (αργό/ ελαφρύ). Η υπογραφή του πετρελαίου χρησιμοποιείται για να ανιχνευτούν μικρές συγκεντρώσεις υδρογονανθράκων (αργό πετρέλαιο).
• 4.Για την ανάλυση εικόνων από πετρελαιοκηλίδες, η ταξινόμηση SAM είναι πιο ακριβής από άλλες επιβλεπόμενες τεχνικές ταξινόμησης. Όταν τα δείγματα που επιλέγονται από την εικόνα βασιζόμενα στο χρώμα των pixel, η ταξινόμηση μπορεί να γίνει λάθος από τον αναλυτή. Όμως, η τεχνική αντιστοίχισης των υπογραφών μπορεί να διακρίνει μεταξύ των διαφόρων υλικών, με βάση τη χημική τους σύσταση και όχι σύμφωνα με την οπτική τους εμφάνιση, κάτι που επιτρέπει πιο ακριβή ταξινόμηση.
• 5.Η υπερφασματική εικόνα είναι γρήγορη και έγκαιρη, επιτρέποντας επεμβατικό περιβαλλοντικό έλεγχο του πετρελαίου, σε σύγκριση με τα διαστημικά συστήματα. Η αερομεταφερόμενη HSI χρονική διαδικασία εικόνας προβλέπει πώς οι πετρελαιοκηλίδες διαδίδονται εντός συγκεκριμένων υδάτινων μαζών, κάτω από τις τρέχουσες περιβαλλοντικές συνθήκες και πώς πιθανώς να επηρεάσουν ευαίσθητες περιοχές, όπως οι παράκτιοι υγρότοποι.