Opazovanje ladij in naftnih izlitij z uporabo optičnih in radarskih posnetkov

Ship detection in optical and radar imagery based oil spill analysis

APLIKACIJA: ekologija, pomorstvo, daljinsko zaznavanje

SODELUJOČA SREDNJA ŠOLA:  Pomorski in tehniški izobraževalni center Portorož, Fakulteta za pomorstvo in promet (FPP)

RAZISKOVALNA SKUPINA: Miha Kravanja, Jaka Božič, Patrik Grošelj, Robert Fon, Tomo Narad (FPP)

MENTOR: mag. Marko Perkovič (FPP), Urša Kanjir (ZRC SAZU), Marijan Tončić, ravnatelj, Nataša Đurić, Center odličnosti Vesolje-SI

Plakat, ki je bil predstavljen na konferenci Small Satellites Systems and Services – The 4S Symposium v Portorožu od 4. do 8. junija 2012.

Sredozemsko morje predstavlja zelo majhen del svetovnih morij, vendar je kljub temu zelo pomemben za mednarodno pomorsko trgovino, saj se zajeda globoko v kopno. Dve najbolj pomembni luki na tem območju sta zagotovo Koper in Trst, v kateri vsak dan pripluje kakšna ladja. Vse te ladje pa imajo velike količine odpadkov, na primer odpadno gorivo. Le-tega naj bi ladje izčrpavale v pristaniščih, za kar pa je potrebno plačati. Zato se vsako leto v Jadranskem morju pojavi nekaj onesnaženj iz ladij, ki stroška izčrpavanja teh odpadnih goriv ne želijo plačati.

Z našo ekipo smo poskušali ugotoviti, ali bi lahko s pomočjo satelitskih slik in posebnih programov ugotovili, katere ladje so onesnažile morje.

Madež ki smo ga obravnavali, se je pojavil 6. avgusta 2008 na območju Istre. Prišlo je do izlitja neuporabnega dela mazuta oziroma ladjinega potisnega goriva.

Slike, na keterih je viden naftni madež, smo dobili na spletni strani NASE. Uporabili smo radarske ter optične (MODIS) posnetke. Iz slike smo izrezali potreben vektorski sloj madeža, ki smo ga nato vstavili v program Pisces. V ta program smo prav tako vstavili tudi ostale podatke potrebne za simulacijo: veter, tokove in temperaturo vode. Potrebne podatke smo našli na različnih straneh po internetu, najbolj nam je pomagala stran Wunderground.com. Za konec smo v program vstavili še plovne poti ladij, ki so se takrat nahajale na tem območju. Slednje podatke smo dobili s pomočjo sistema AIS, t.j. avtomatski identifikacijski sistem ladij oz. sistem za samodejno identifikacijo plovil.

Informacije, ki jih AIS posreduje in sprejema, vsebujejo sledeče podatke:

  1. statični podatki: IMO številka plovila, klicni znak in ime plovila, dolžina in širina plovila, tip ladje in položaj antene elektronskega položajnega sistema;
  2. dinamični podatki: položaj ladje, čas (UTC), kurz preko dna (COG), hitrost preko dna (SOG), navigacijski status (na sidru ipd. – ročni vnos), hitrost obračanja;
  3. podatki o potovanju: ugrez ladje, nevaren tovor, pristanišče in čas prihoda (ETA), planirana pot;
  4. kratka varnostna sporočila, ki so v obliki besedila in dolga največ 158 znakov, pri čemer je pomembno vedeti, da sporočila tem lažje prispejo do končnega uporabnika, čim krajša so. Možno jih je poslati določeni ladji na osnovi njene pomorske mobilne servisne identifikacijske številke – Maritime Mobile Service Identity (MMSI) ali pa vsem ladjam na določenem področju.

Ko smo v Pisces vnesli vse potrebne podatke, smo lahko lahko zagnali funkcijo backtracking. Funkcija backtracking omogoča izdelavo simulacije logičnega premikanja madeža za nazaj. Ko dobimo začetno pozicijo madeža in poti mimoidočih ladij, lahko ugotovimo, katera ladja je kriva za onesnaženje.

Slika 1: Območje izlitja na posnetku senzorja MODIS z ločljivostjo 250 m.

Slika 2: Madež na radarskem (zgoraj) in optičnem (spodaj) posnetku v programu Pisces.

Slika 3: Izvedba simulacije v programu Pisces – za boljšo ločljivost kliknite na sliko.