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石油烃类物质在海洋中的存在形式主要有3种：①漂浮在海面的油膜；②溶解分散态，包括溶解和乳化状态；⑧凝聚态残留物，包括海面漂浮的焦油球和沉积物中的残留物。海面石油烃类物质的来源通常有两个方面：第一是由于海底油气藏的长期渗漏，可溶性烃类从海底逐渐向海面扩散从而形成油气藏上方海水烃浓度异常以及非溶性轻烃从海底直接浮上海面形成海面油膜；第二是由于工业废水排放、海上井喷事故、海底输油管道泄漏、油轮撞击事故造成的石油污染。对海面石油烃类物质的检测可以在两个领域发挥作用，其一，是在海上石油勘探领域，可以和航空物探资料进行结合，实现海底油气藏赋存区的准确定位，从而提高海上石油勘探的精度、降低海上石油勘探的风险与成本；其二，是在海洋环境监测领域，通过对海面石油烃类物质检测，可以实现海上石油污染的准确定位、危害评估以及动态监测，为海洋石油污染的治理提供可靠的信息。
遥感作为海上溢油监测的一种有效手段，在国外已经被许多部门广泛应用。如海岸警卫队，国家环境保护机构和部门，石油公司，航海、保险和渔业公司，国家渔业和海洋相关部门以及国防部门。在中国也已经在海洋环境监测部门、石油开发公司、渔业管理部门以及海洋管理的相关部门逐步得到重视并应用。随着高光谱遥感技术的发展，传感器的光谱分辨率大大提高，对地观测能力和对地表地物的识别能力大大提高，使得精确提取海面石油烃信息成为可能。本研究选取的研究区--辽东湾海域具有两个重要的特征：一是海底具有丰富石油天然气资源；二是海水受石油污染最严重，这为本研究提供了良好的基础。通过对海上已知油区与背景区的Hyperion影像图谱曲线的特征分析、海上实测光谱曲线分析与理化数据的相关性分析，结合野外油膜实验光谱测定分析，着重探讨如何利用高光谱遥感实现海面石油烃信息检测的技术和方法。主要研究内容和研究结果主要包括以下几个方面：
(1)基于Hyperion数据总结分析了辽东湾海面石油烃信息高光谱遥感提取的有利光谱范围和最佳选择波段。油膜的敏感反射光谱响应范围为350nm-920nm，对应HYPEION数据有效光谱范围为426-895nm，相应光谱波段为第8-54，共47个波段。有利波段可以分为350nm-440nm和440nm-920nm两个宽波段。其中，350nm-440nm是紫外-蓝光波段，是甚薄油膜探测的最佳谱段。440 nm-920nm波段是甚薄油膜遥感探测可用谱段。就HYPEION数据而言，最佳波段仅有第8、9、10三个波段，可用波段为第11-54波段。结合辽东湾海洋油气烃信息高光谱遥感提取方法、效果和数据质量分析，提出18个波段为可用波段和有效组合波段。由HYPERON图谱分析表明，在近红外光谱范围(950-1800nm)，有油膜的海水表面光谱反射率略高，可作为甚薄油膜高光谱遥感探测备用谱段。但由于该光谱范围海面光谱反射率很低，噪音比较明显，对于Hyperion数据而言，可用度不高。
(2)评析了浅表海水中石油烃类的含量与光谱反射率之间的相关性。结合海水光谱和样品理化分析结果，海水中的石油烃类物质含量与可见光/近红外波段光谱反射率及其微分光谱具有较好地相关性。以426.82nm、609.97nm波段反射率与石油类含量间复相关系数R2可达到0.35。
(3)对Hyperion高光谱数据进行了一系列的预处理，包括：有效波段选择、利用ENVI软件中FLAASH大气校正软件完成地表反射率的反演以及影像水体信息的提取等，为海面油气信息的精确提取提供了基础。通过对研究区的4个条带Hyperion高光谱遥感数据多种海面石油烃信息提取方法结果分析，以及与已知油气藏分布区对比验证，总结出5个辽东湾海面石油烃信息高光谱遥感提取方法，分别是SAM分类法、光谱吸收深度指数法、光谱斜率(微分)法、单波段拉伸增强处理法和波段比值法。