海表油气烃信息高光谱遥感探测模式研究

加速开发海洋石油资源已成为我国能源战略的重中之重。油气高光谱遥感探测模式是发展具有无接触海洋的快速、高效、低成本的非地震勘探技术即油气高光谱遥感探测技术的核心内容。油气高光谱遥感技在国际上尚处在发展阶段，尚未形成完整配套的勘探技术。我国在高光谱遥感陆表油气探测方面也积累了大量的实践经验，目前迫切需要应用于海洋油气勘探方面。为此，本项目通过室内外光谱实验和高光谱遥感数据应用示例，在海表油气烃实验室精细高光谱特征及与烃含量间定量关系模型研究的基础上，研究海表油气烃高光谱遥感探测波段选择、光谱识别模式与定量反演方法，自主发展高光谱遥感海表油气烃探测模式，为我国发展一种无接触海洋的快速、高效、低成本的非地震勘探技术即油气高光谱遥感探测技术奠定基础。

油气高光谱遥感探测技术是国际上发展具有无接触海洋的快速、高效、低成本的非地震勘探技术新的研究方向之一,在国际上尚处在发展阶段。我国海洋油气资源勘探区与周边国家的存在边境、矿权和海权争议，加上大部分区块位于深水-超深水海域，若能有效利用油气高光谱遥感探测技术就可加快油查明油气资源及海洋油污分布，最大程度地保护我国石油资源和海洋环境争议权益。本项目选择已知油气藏海表作为典型研究区，获取卫星高光谱遥感数据，收集相应的地质、物化探等资料，并进行样品的采集和理化分析，通过典型油气烃高光谱实验和精细光谱特征分析，研究海表高光谱遥感探测波段，以及油气烃含量与光谱间的定量关系，发展高光谱遥感海表油气烃探测模式，为我国发展一种无接触海洋的快速、高效、低成本的非地震勘探技术和海洋油污分布监测技术奠定理论基础和方法技术支持。. 本项目通过原油、柴油、汽油、酒精等不同烃类液体在400-2500nm光谱范围内进行测试和分析，研究发现在750、820、915、1024、1200、1430nm附近都具有特征吸收峰。结合辽东湾海面采集的32个水样水溶烃化探数据和地物光谱数据研究分析，在400-1300nm范围的光谱反射率与甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、异丁稀等烃组分含量间只存在弱相关。鉴于海面不同烃类含量与油膜厚度密切相关，因此在水色辐射传输理论的基础上建立了水表薄油膜辐射传输模型，将多水色组分的物理光学性质因素引入水表薄油膜厚度遥感估算模型，并利用水表薄油膜辐射传输的光谱参数化模型进行辽东湾水表油膜和水体多组分浓度遥感估算研究。研究表明油膜厚度高光谱遥感定量反演的理论模型不仅具有明确的光学物理意义,也具有较好的模拟精度,同时指出油水混合物能明显改变海水对入射光的后向散射性能, 据此也可以对不同烃类液体有效地识别与判定。