近日，我所海洋遙感探測(cè)及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)在海洋突發(fā)環(huán)境污染事件監(jiān)測(cè)領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)提出了一種基于擴(kuò)散模型的空間-光譜-頻率約束新框架，突破了復(fù)雜太陽(yáng)耀光條件下溢油自適應(yīng)衛(wèi)星檢測(cè)與乳化狀態(tài)識(shí)別的技術(shù)瓶頸，展現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星在突發(fā)性海洋溢油應(yīng)急中的精細(xì)化監(jiān)測(cè)技術(shù)潛力。研究成果以“Mapping oil spills under varying sun glint conditions using a diffusion model with spatial-spectral-frequency constraints”為題，發(fā)表于國(guó)際攝影測(cè)量與遙感領(lǐng)域TOP期刊《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》，我所聯(lián)合培養(yǎng)博士生杜凱為論文第一作者，馬毅研究員為通訊作者。

海洋溢油是典型的突發(fā)性海洋環(huán)境污染事件，光學(xué)遙感是監(jiān)測(cè)溢油的重要手段。但在實(shí)際應(yīng)用中，海面太陽(yáng)耀光的干擾是制約其檢測(cè)精度的關(guān)鍵因素。強(qiáng)烈的耀光不僅會(huì)導(dǎo)致油膜產(chǎn)生“正負(fù)對(duì)比度反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，還會(huì)掩蓋油膜的光譜特征，使溢油及其乳化狀態(tài)難以準(zhǔn)確識(shí)別。

針對(duì)上述這一難題，研究團(tuán)隊(duì)充分挖掘我國(guó)自主HY-1C/D衛(wèi)星搭載的海岸帶成像儀監(jiān)測(cè)潛力，構(gòu)建了基于空間-光譜-頻率約束擴(kuò)散模型的溢油檢測(cè)方法。該方法引入了物理信息引導(dǎo)的雙分支頻率解析器，利用頻域分解技術(shù)，分離了由強(qiáng)耀光引起的高頻邊緣特征和由背景散射引起的低頻信息，成功實(shí)現(xiàn)了在弱耀光和強(qiáng)耀光條件下的溢油自適應(yīng)檢測(cè)；設(shè)計(jì)了空間-光譜注意力模塊，通過(guò)增強(qiáng)對(duì)空譜差異的敏感度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)非乳化油和乳化油的精細(xì)化區(qū)分。研究團(tuán)隊(duì)還探究了“正負(fù)對(duì)比度反轉(zhuǎn)角”與油膜折射率之間的物理聯(lián)系，為未來(lái)利用遙感技術(shù)反演溢油物理性質(zhì)提供了新思路。

此外，該研究表明，依托國(guó)產(chǎn)HY-1C/D衛(wèi)星的高頻次觀測(cè)能力，結(jié)合新型人工智能算法，有望提升我國(guó)對(duì)復(fù)雜海況下突發(fā)溢油事件的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)水平，為海洋環(huán)境安全保障提供有力技術(shù)支撐。

本研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)重大基金課題“典型海洋目標(biāo)多維高分辨光學(xué)遙感識(shí)別反演方法與應(yīng)用驗(yàn)證”、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“陸海承災(zāi)體與海洋環(huán)境安全事件智能感知及精細(xì)化解譯技術(shù)研究”的聯(lián)合資助。

太陽(yáng)耀光反射強(qiáng)度變化導(dǎo)致的溢油正負(fù)對(duì)比度反轉(zhuǎn)

不同太陽(yáng)耀光條件下溢油遙感檢測(cè)結(jié)果

呈現(xiàn)正負(fù)對(duì)比度溢油現(xiàn)象的雙星觀測(cè)與檢測(cè)結(jié)果

論文成果鏈接：https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2025.11.032