RU2498275C2 - Remote classification method of oil impurities on water surface - Google Patents

Remote classification method of oil impurities on water surface Download PDF

Info

Publication number
RU2498275C2
RU2498275C2 RU2011153881/28A RU2011153881A RU2498275C2 RU 2498275 C2 RU2498275 C2 RU 2498275C2 RU 2011153881/28 A RU2011153881/28 A RU 2011153881/28A RU 2011153881 A RU2011153881 A RU 2011153881A RU 2498275 C2 RU2498275 C2 RU 2498275C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water surface
oil
water
classification
classes
Prior art date
Application number
RU2011153881/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011153881A (en
Inventor
Михаил Леонидович Белов
Виктор Александрович Городничев
Ольга Александровна Матросова
Валентин Иванович Козинцев
Юрий Викторович Федотов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Priority to RU2011153881/28A priority Critical patent/RU2498275C2/en
Publication of RU2011153881A publication Critical patent/RU2011153881A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2498275C2 publication Critical patent/RU2498275C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: for classification of oil impurities on water surface, test water surface is irradiated in UV-range on excitation wave length λe, intensity of fluorescent radiation I(λ1), I(λ2), I(λ3), I(λ4) from the test water surface is recorded in four narrow spectral ranges with centres on wave lengths λ1, λ2, λ3, λ4, which have been chosen from the condition of maximum distance between classes in two-dimensional space of classification criteria
Figure 00000014
and
Figure 00000015
Values K1 and K2 are found for the test water surface, and belonging of oil impurity to one of the classes is estimated as per penetration of the found values K1 and K2 for the test water surface to the area corresponding to that class in two-dimensional space of classification criteria.
EFFECT: invention allows performing classification as per four groups: water with different characteristics, protein or algae in water, crude oil, heavy oil products, and light cleaned oil products.
5 dwg, 2 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативной идентификации разливов нефти и нефтепродуктов на морских, озерных и речных акваториях.The invention relates to measuring equipment and can be used for rapid identification of oil spills and oil products in marine, lake and river water areas.

Уровень техникиState of the art

Одними из наиболее перспективных классов датчиков для дистанционного оперативного контроля разливов нефти и нефтепродуктов являются лазерные флуориметры, работа которых основана на регистрации флуоресцентного излучения от исследуемой водной поверхности (см., например, [1]).One of the most promising classes of sensors for remote operational monitoring of oil and oil product spills is laser fluorimeters, the operation of which is based on the registration of fluorescence radiation from the studied water surface (see, for example, [1]).

Лазерные флуориметры позволяют обнаруживать нефтяные загрязнения и проводить их идентификацию или, по крайней мере, классификацию по трем группам: легкие очищенные нефтепродукты (НП), сырая нефть и тяжелые нефтепродукты [1]. Основным признаком при этом является регистрируемый приемником лазерного измерителя спектр флуоресценции.Laser fluorimeters can detect oil pollution and identify them, or at least classify them into three groups: light refined petroleum products (NP), crude oil and heavy petroleum products [1]. The main feature in this case is the fluorescence spectrum recorded by the receiver of the laser meter.

Известны способы классификации нефтяных загрязнений на поверхности воды [2 и 3], являющиеся аналогом и прототипом предлагаемого изобретения. Прототипный способ заключается в том, что исследуемую водную поверхность облучают на длине волны возбуждения в ультрафиолетовом диапазоне, регистрируют флуоресцентное излучение от исследуемой водной поверхности, и классификацию нефтяных загрязнений осуществляют по результатам сравнения измеренных спектров флуоресцентного излучения с эталонными (предварительно записанными) спектрами излучения образцов.Known methods for the classification of oil pollution on the surface of the water [2 and 3], which are similar and prototype of the invention. The prototype method consists in the fact that the studied water surface is irradiated at an excitation wavelength in the ultraviolet range, the fluorescence radiation from the studied water surface is recorded, and oil pollution is classified by comparing the measured fluorescence emission spectra with the reference (previously recorded) emission spectra of the samples.

Недостатком прототипного способа является необходимость измерения спектра флюоресценции в широком спектральном диапазоне, что требует дорогостоящего многоканального приемного устройства.The disadvantage of the prototype method is the need to measure the fluorescence spectrum in a wide spectral range, which requires an expensive multi-channel receiving device.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является измерение спектра флюоресценции в узких спектральных диапазонах без потери качества классификации нефтяных загрязнений. Эффект достигается тем, что в предлагаемом способе классификации нефтяных загрязнений на поверхности воды облучают исследуемую водную поверхность в ультрафиолетовом диапазоне на длине волны возбуждения λв, регистрируют интенсивность флуоресцентного излучения I(λ1), I(λ2), I(λ3), I(λ4) от исследуемой водной поверхности в четырех узких спектральных диапазонах с центрами на длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4, выбранных из условия максимального расстояния между классами в двумерном пространстве классифицирующих признаков

Figure 00000001
и
Figure 00000002
, находят величины K1 и K2 для исследуемой водной поверхности, и о принадлежности нефтяного загрязнения к одному из классов судят по попаданию найденных величин K1 и K2 для исследуемой водной поверхности в область, соответствующую этому классу в двумерном пространстве классифицирующих признаков.The objective of the invention is to measure the fluorescence spectrum in narrow spectral ranges without loss of quality classification of oil pollution. The effect is achieved by the fact that in the proposed method for the classification of oil pollution on the surface of the water, the studied water surface is irradiated in the ultraviolet range at the excitation wavelength λ in , the fluorescence radiation intensity I (λ 1 ), I (λ 2 ), I (λ 3 ) is recorded, I (λ 4 ) from the studied water surface in four narrow spectral ranges with centers at wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 selected from the condition of maximum distance between classes in the two-dimensional space of classifying features
Figure 00000001
and
Figure 00000002
, find the values of K 1 and K 2 for the studied water surface, and whether the oil pollution belongs to one of the classes is judged by the finding of the found values of K 1 and K 2 for the studied water surface in the region corresponding to this class in the two-dimensional space of classifying features.

Предлагаемый способ позволяет проводить классификацию по четырем группам: вода с различными характеристиками (незагрязненная нефтепродуктами поверхность), белок или водоросли в воде; сырая нефть; тяжелые нефтепродукты; легкие очищенные нефтепродукты.The proposed method allows classification into four groups: water with different characteristics (surface not contaminated with oil products), protein or algae in water; raw oil; heavy petroleum products; light refined petroleum products.

Значения длин волн центров спектральных диапазонов λ1, λ2, λ3, λ4 и конкретные границы классов зависят от конкретной длины волны возбуждения λв исследуемой акватории и определяются из условия максимальной вероятности правильной классификации.The wavelengths of the centers of the spectral ranges λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 and specific class boundaries depend on the specific excitation wavelength λ in the studied water area and are determined from the condition of the maximum probability of a correct classification.

Перечень фигурList of figures

На фиг.1 схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.Figure 1 schematically shows a device that implements the proposed method.

На Фиг.2 и Фиг.3 представлены некоторые типы воды и нефтепродуктов в пространстве выбранных классифицирующих признаков.Figure 2 and Figure 3 presents some types of water and oil products in the space of the selected classification features.

На Фиг.4 и Фиг.5 показано разделение классов с помощью линейно-кусочных границ (h(K1, K2)) для длин волн возбуждения 226 и 337 нм соответственно.Figure 4 and Figure 5 shows the separation of classes using linear piecewise boundaries (h (K 1 , K 2 )) for excitation wavelengths of 226 and 337 nm, respectively.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство на фиг.1 содержит источник ультрафиолетового излучения 1, облучающий водную поверхность на длине волны возбуждения λв; фотоприемник 2, регистрирующий флуоресцентное излучение от водной поверхности в четырех узких спектральных диапазонах (с центрами на длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4); блок обработки 3, который по данным измерений определяет величины K1 и K2 для исследуемой водной поверхности и проводит проверку попадания полученных значений K1 и K2 в область, соответствующую одному из классов в двумерном пространстве классифицирующих признаков.The device in figure 1 contains a source of ultraviolet radiation 1, irradiating the water surface at a wavelength of excitation λ in ; photodetector 2 detecting fluorescence radiation from the water surface in four narrow spectral ranges (with centers at wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 ); processing unit 3, which according to the measurement data determines the values of K 1 and K 2 for the investigated water surface and checks whether the obtained values of K 1 and K 2 fall into the region corresponding to one of the classes in the two-dimensional space of classification features.

Предлагаемый способ классификации нефтяных загрязнений на поверхности воды осуществляют следующим образом.The proposed method for the classification of oil pollution on the surface of the water is as follows.

Источник ультрафиолетового излучения 1 (например, лазер с длиной волны возбуждения 266, или 308, или 337 нм - на эти длины волн приходится наибольшее количество известных по общедоступной научно-технической литературе измеренных спектров флуоресценции воды, нефти и нефтепродуктов) облучает исследуемую водную поверхность 4 на длине волны возбуждения λв (например, источник излучения 1 может находиться на авиационном носителе).An ultraviolet radiation source 1 (for example, a laser with an excitation wavelength of 266, or 308, or 337 nm — these wavelengths account for the largest number of measured fluorescence spectra of water, oil, and oil products known from the generally available scientific and technical literature) irradiate the studied water surface 4 on the excitation wavelength λ in (for example, the radiation source 1 may be on an aircraft carrier).

Облучение водной поверхности осуществляют вертикально вниз. Фотоприемник 2 регистрирует от исследуемой водной поверхности интенсивность флуоресцентного излучения I(λ1), I(λ2), I(λ3), I(λ4) в чeтыpex узких спектральных диапазонах с центрами на длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4.Irradiation of the water surface is carried out vertically down. Photodetector 2 registers the fluorescence radiation intensity I (λ 1 ), I (λ 2 ), I (λ 3 ), I (λ 4 ) from four water surfaces under study in four narrow spectral ranges with centers at wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 .

Сигналы с фотоприемника 2 поступают в блок обработки 3, в который введены границы классов (I - вода с различными характеристиками (незагрязненная нефтепродуктами поверхность), белок или водоросли в воде; II - сырая нефть; III - тяжелые нефтепродукты, IV - легкие очищенные нефтепродукты), заранее определенные для используемой волны возбуждения λв и исследуемой акватории.The signals from photodetector 2 enter the processing unit 3, into which class boundaries are entered (I - water with various characteristics (surface not contaminated with oil products), protein or algae in water; II - crude oil; III - heavy oil products, IV - light refined oil products) predetermined for the used excitation wave λ in and the studied water area.

В блоке обработки 3 по данным измерений находят величины

Figure 00000003
и
Figure 00000004
для исследуемой водной поверхности и проводят проверку попадания найденных значений K1 и K2 в область, соответствующую одному из классов в двумерном пространстве классифицирующих признаков.In processing unit 3, according to the measurement data, the quantities
Figure 00000003
and
Figure 00000004
for the investigated water surface and verify that the found values of K 1 and K 2 fall into the region corresponding to one of the classes in the two-dimensional space of classifying features.

При облете исследуемой акватории результатом работы блока 3 является массив данных о классификации нефтяных загрязнений (карта нефтяных загрязнений).When flying around the studied water area, the result of block 3 is an array of data on the classification of oil pollution (map of oil pollution).

В настоящее время имеются достаточно многочисленные общедоступные экспериментальные данные по спектрам флуоресценции (в различных спектральных диапазонах регистрации) различных нефтей, нефтепродуктов и чистой воды для разных акваторий и для разных длин волн возбуждения 266, 308 и 337 нм и др. (см., например, [1, 4-6]).At present, there are quite a lot of generally available experimental data on fluorescence spectra (in different spectral ranges of registration) of various oils, oil products and pure water for different water areas and for different excitation wavelengths of 266, 308 and 337 nm, etc. (see, for example, [1, 4-6]).

Спектральные диапазоны регистрации флуоресцентного излучения (с центрами на длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4) выбираются по максимуму расстояний между классами в двумерном пространстве классифицирующего признака. Результаты математического моделирования показывают:The spectral ranges of registration of fluorescent radiation (with centers at wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 ) are selected according to the maximum distances between the classes in the two-dimensional space of the classification feature. The results of mathematical modeling show:

- для длины волны возбуждения 266 нм задача классификации может быть решена, используя спектральные диапазоны с центрами на длинах волн 296, 306, 350, 367 нм. Таким образом, для длины волны возбуждения 266 нм классифицирующими признаками являются контрасты:- for an excitation wavelength of 266 nm, the classification problem can be solved using spectral ranges with centers at wavelengths of 296, 306, 350, 367 nm. Thus, for the excitation wavelength of 266 nm, the classifying features are contrasts:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

- для длины волны возбуждения 337 нм задача классификации может быть решена, используя спектральные диапазоны с центрами на длинах волн 395, 402, 408, 411 нм. Таким образом, для длины волны возбуждения 337 нм классифицирующими признаками являются контрасты:- for an excitation wavelength of 337 nm, the classification problem can be solved using spectral ranges with centers at wavelengths of 395, 402, 408, 411 nm. Thus, for the excitation wavelength of 337 nm, the classifying features are contrasts:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

На Фиг.2 представлены: 1 - модельная проба воды, 2 - вода Черного моря, 3 - белок, растворенный в воде, 4 - водоросль хлорелла в воде, 5 - водоросль хлорококкум в воде, 6 - гадливая и гуминовые кислоты в воде, 7 - нефть Ливийская в воде №1, 5 - нефть Шаимская в воде, 9 - нефть в воде, 10 - нефть Ливийская в воде №2, 11 - мазут в воде, 12 - дизельное топливо в воде, 13 - топливо для реактивных самолетов в воде, 14 - керосин в воде.Figure 2 presents: 1 - a model sample of water, 2 - water of the Black Sea, 3 - protein dissolved in water, 4 - chlorella algae in water, 5 - chlorococcus algae in water, 6 - despicable and humic acids in water, 7 - Libyan oil in water No. 1, 5 - Shaim oil in water, 9 - oil in water, 10 - Libyan oil in water No. 2, 11 - fuel oil in water, 12 - diesel fuel in water, 13 - fuel for jet aircraft in water, 14 - kerosene in water.

На Фиг.3 представлены: 1 - растворенное органическое вещество (РОВ), 2 - вода р. Дон, 3 - вода ручья Оуквилл, 4 - вода ручья Твелф-майл, 5 - нефть Ливийская, 6 - нефть фирмы Esso (высший сорт), 7 - нефть фирмы Esso, 8 - соляное масло, 9 - дизельное топливо, 10 - керосин.Figure 3 presents: 1 - dissolved organic matter (DOM), 2 - water p. Don, 3 - water from Oakville Creek, 4 - water from Creek Tvelf-mail, 5 - Libyan oil, 6 - Esso oil (premium), 7 - Esso oil, 8 - hydrochloric oil, 9 - diesel, 10 - kerosene .

При математическом моделировании работы метода классификации нефтяных загрязнений на поверхности воды считалось, что из-за шумов и погрешностей измерения интенсивности в спектрах флуоресценции распределены по нормальному закону. Полагалось, что каждый класс состоит из множества веществ; каждое вещество определяется нормально распределенными классифицирующими признаками; параметры распределений определяются для каждого вещества отдельно.In mathematical modeling of the operation of the oil pollution classification method on the water surface, it was believed that due to noise and errors, the intensity measurements in the fluorescence spectra are distributed according to the normal law. It was believed that each class consists of many substances; each substance is determined by normally distributed classification features; distribution parameters are determined for each substance separately.

Полученные классы разделяют при помощи гиперплоскостей (см., например, [7]). Разделение классов с помощью линейно-кусочных границ (h(K1, K2)) представлено на Фиг.4 и Фиг.5 для длин волн возбуждения 226 и 337 нм соответственно. Верхние индексы I, II, III, IV указывают на пары разделяемых классов (I - вода, белок или водоросли в воде; II - сырая нефть; III - тяжелые нефтепродукты, IV - легкие очищенные нефтепродукты).The resulting classes are separated using hyperplanes (see, for example, [7]). Class separation using linear piecewise boundaries (h (K 1 , K 2 )) is presented in FIG. 4 and FIG. 5 for excitation wavelengths of 226 and 337 nm, respectively. The superscripts I, II, III, IV indicate pairs of shared classes (I - water, protein or algae in water; II - crude oil; III - heavy petroleum products, IV - light refined petroleum products).

Находилась вероятность правильной классификации нефтяных загрязнений по четырем группам: вода, белок или водоросли в воде; сырая нефть; тяжелые нефтепродукты; легкие очищенные нефтепродукты.The probability was found of the correct classification of oil pollution into four groups: water, protein, or algae in water; raw oil; heavy petroleum products; light refined petroleum products.

В Таблицах 1 и 2 приведены результаты математического моделирования классификации нефтяных загрязнений на водной поверхности предлагаемым способом. Математическое моделирование проводилось для длин волн возбуждения 337 нм и 266 нм и разной величины относительного среднеквадратического значения шума регистрирующей аппаратуры.Tables 1 and 2 show the results of mathematical modeling of the classification of oil pollution on the water surface by the proposed method. Mathematical modeling was carried out for excitation wavelengths of 337 nm and 266 nm and different values of the relative rms noise value of the recording equipment.

Таблица 1. Вероятности правильной классификации для длины волны возбуждения 266 нмTable 1. Probabilities of correct classification for an excitation wavelength of 266 nm σ, %σ,% 1one 22 33 4four 55 ВеществоSubstance Модельная проба водыModel water sample 1,0001,000 0,9580.958 0,8880.888 0,8410.841 0,8210.821 Вода Черного моряBlack Sea Water 1,0001,000 1,0001,000 1,0001,000 0,9990,999 0,9920,992 Белок, растворенный в водеProtein dissolved in water 1,0001,000 0,9880.988 0,9120.912 0,8210.821 0,7460.746 Водоросль хлорелла в водеChlorella seaweed in water 0,9850.985 0,8560.856 0,7590.759 0,7000.700 0,6570.657 Водоросль хлорококкум в водеAlga chlorococcus in water 1,0001,000 1,0001,000 1,0001,000 0,9940,994 0,9760.976 Гадливая и гуминовые кислоты в водеDespicable and humic acids in water 1,0001,000 1,0001,000 1,0001,000 1,0001,000 1,0001,000 Нефть Ливийская в водеLibyan oil in water 0,9990,999 0,9130.913 0,8210.821 0,7520.752 0,6950.695 Нефть Шаимская в водеShaim oil in water 1,0001,000 0,9630.963 0,8890.889 0,8150.815 0,7580.758 Нефть в водеOil in water 1,0001,000 0,9560.956 0,8610.861 0,7670.767 0,6980.698 Нефть Ливийская в водеLibyan oil in water 1,0001,000 0,9960,996 0,9510.951 0,8670.867 0,7790.779 Мазут в водеFuel oil in water 0,9870.987 0,8720.872 0,7710.771 0,7210.721 0,6740.674 Дизельное топливо в водеDiesel in water 1,0001,000 1,0001,000 0,9990,999 0,9880.988 0,9610.961 Топливо для реактивных самолетов в водеJet fuel in water 0,9980,998 0,9250.925 0,8330.833 0,7720.772 0,7290.729 Керосин в водеKerosene in the water 1,0001,000 0,9670.967 0,8870.887 0,8090.809 0,7370.737

Таблица 2. Вероятности правильной классификации для длины волны возбуждения 377 нмTable 2. Probabilities of correct classification for an excitation wavelength of 377 nm σ, %σ,% 1one 22 33 4four 55 ВеществоSubstance РОВMoat 1,0001,000 0,9870.987 0,9350.935 0,8680.868 0,8190.819 Вода р.ДонWater of the Don River 1,0001,000 1,0001,000 1,0001,000 0,9990,999 0,9940,994 Вода ручья ОуквиллOakville Creek Water 1,0001,000 1,0001,000 0,9940,994 0,9740.974 0,9440.944 Вода ручья Твелф-майлCreek Water Twelf Email 1,0001,000 1,0001,000 1,0001,000 0,9980,998 0,9880.988 Нефть ЛивийскаяLibyan oil 0,9980,998 0,9240.924 0,7940.794 0,6740.674 0,5780.578 Нефть фирмы Esso (высший сорт)Esso Oil (Premium) 1,0001,000 1,0001,000 0,9960,996 0,9790.979 0,9420.942 Нефть фирмы EssoEsso Oil 1,0001,000 1,0001,000 0,9990,999 0,9830.983 0,9550.955 Соляное маслоSalt oil 1,0001,000 0,9960,996 0,9560.956 0,8750.875 0,7780.778 Дизельное топливоDiesel fuel 1,0001,000 0,9970,997 0,9700.970 0,9240.924 0,8900.890 КеросинKerosene 0,9970,997 0,9190.919 0,8110.811 0,7260.726 0,6430.643

Из таблиц 1 и 2 видно, что разработанный метод классификации позволяет надежно классифицировать нефтяные загрязнения на водной поверхности.From tables 1 and 2 it is seen that the developed classification method allows you to reliably classify oil pollution on the water surface.

Для длины возбуждения 266 нм при шуме измерения σ=1% вероятность правильной классификации оказывается не хуже 0,985, а в большинстве случае практически 1 (с точностью до трех знаков после запятой).For an excitation length of 266 nm with a measurement noise of σ = 1%, the probability of a correct classification is no worse than 0.985, and in most cases it is practically 1 (accurate to three decimal places).

Для длины возбуждения 337 нм при шуме измерения σ=1% вероятность правильной классификации оказывается не хуже 0,997, а в большинстве случае практически 1 (с точностью до трех знаков после запятой).For an excitation length of 337 nm with a measurement noise of σ = 1%, the probability of a correct classification is no worse than 0.997, and in most cases it is practically 1 (accurate to three decimal places).

Таким образом, предлагаемый дистанционный способ классификации нефтяных загрязнений на поверхности воды, основанный на регистрации флуоресцентного излучения в четырех узких спектральных диапазонах, позволяет надежно классифицировать нефтяные загрязнения на водной поверхности.Thus, the proposed remote method for the classification of oil pollution on the water surface, based on the registration of fluorescence radiation in four narrow spectral ranges, allows you to reliably classify oil pollution on the water surface.

Источники информацииInformation sources

1. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. - М.: Мир. 1987, - 550 с.1. Mezheris R. Laser remote sensing. - M .: World. 1987, - 550 p.

2. Patent US 3899213. Airborne laser remote sensing system for the detection and identification of oil spills. Date of Patent Aug. 12, 1975. Int. Cl. G01Т 1/169; G01N 21/38.2. Patent US 3899213. Airborne laser remote sensing system for the detection and identification of oil spills. Date of Patent Aug. 12, 1975. Int. Cl. G01T 1/169; G01N 21/38.

3. Патент RU 2233438. Способ дистанционного обнаружения и идентификации объектов органического происхождения. Дата действия патента 26.08.2003. МПК G01N 21/64.3. Patent RU 2233438. A method for remote detection and identification of objects of organic origin. The patent is valid on 08.26.2003. IPC G01N 21/64.

4. Таер Абд Дейдан, Пацаева С.В., Фадеев В.В., Южаков В.И. Спектральные особенности флуоресценции нефтепродуктов в пленках и в объеме воды. //Оптика атмосферы и океана. 1994. Т.7. №4. С.455-463.4. Taer Abd Deydan, Patsaeva S.V., Fadeev V.V., Yuzhakov V.I. Spectral features of fluorescence of oil products in films and in the volume of water. // Optics of the atmosphere and the ocean. 1994. V.7. Number 4. S.455-463.

5. Дистанционный контроль верхнего слоя океана. / В.М.Орлов, И.В.Самохвалов, М.Л.Белов и др. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. 149 с.5. Remote control of the upper ocean. / V.M. Orlov, I.V.Samokhvalov, M.L. Belov and others. Novosibirsk: Science. Sib. Department, 1991.149 s.

6. Глушков С.М., Фадеев В.В., Филиппова Е.М., Чубаров В.В. Проблемы лазерной флуориметрии органических примесей в природных водах. //Оптика атмосферы и океана. - 1994. - Т.7, №4. - С.464-473.6. Glushkov S.M., Fadeev V.V., Filippova E.M., Chubarov V.V. Problems of laser fluorimetry of organic impurities in natural waters. // Optics of the atmosphere and the ocean. - 1994. - T.7, No. 4. - S. 464-473.

7. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Классификация и снижение размерности. - М.: Финансы и статистика. 1989, - 607 с.7. Ayvazyan S.A., Buchstaber V.M., Enyukov I.S., Meshalkin L.D. Applied statistics: Classification and reduction of dimension. - M.: Finance and statistics. 1989, - 607 p.

Claims (1)

Дистанционный способ классификации нефтяных загрязнений на поверхности воды, включающий облучение исследуемой водной поверхности на длине волны возбуждения в ультрафиолетовом диапазоне, регистрацию флуоресцентного излучения от исследуемой водной поверхности в широком спектральном диапазоне и классификацию нефтяных загрязнений по результатам сравнения измеренных спектров флуоресцентного излучения с эталонными (предварительно записанными) спектрами излучения образцов, отличающийся тем, что поверхность воды облучают в ультрафиолетовом диапазоне на длине волны возбуждения λв, регистрируют интенсивность флуоресцентного излучения I(λ1), I(λ2), I(λ3), I(λ4) от исследуемой водной поверхности в четырех узких спектральных диапазонах с центрами на длинах волн λ1, λ2, λ3, λ4, выбранных из условия максимального расстояния между классами в двумерном пространстве классифицирующих признаков
Figure 00000009
и
Figure 00000010
, находят величины K1 и K2 для исследуемой водной поверхности, а о принадлежности нефтяного загрязнения к одному из классов судят по попаданию найденных величин K1 и K2 для исследуемой водной поверхности в область, соответствующую этому классу в двумерном пространстве классифицирующих признаков.
A remote method for classifying oil contaminants on a water surface, including irradiating a test water surface with an excitation wavelength in the ultraviolet range, recording fluorescence radiation from a test water surface in a wide spectral range, and classifying oil contaminants based on a comparison of measured fluorescence radiation spectra with reference (pre-recorded) emission spectra of samples, characterized in that the surface of the water is irradiated in ultraviolet at the excitation wavelength λ in , the fluorescence radiation intensity I (λ 1 ), I (λ 2 ), I (λ 3 ), I (λ 4 ) from the studied water surface is recorded in four narrow spectral ranges with centers at wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 , λ 4 selected from the condition of the maximum distance between classes in the two-dimensional space of classifying features
Figure 00000009
and
Figure 00000010
, find the values of K 1 and K 2 for the studied water surface, and whether the oil pollution belongs to one of the classes is judged by the finding of the found values of K 1 and K 2 for the studied water surface in the region corresponding to this class in the two-dimensional space of classifying features.
RU2011153881/28A 2011-12-29 2011-12-29 Remote classification method of oil impurities on water surface RU2498275C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153881/28A RU2498275C2 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Remote classification method of oil impurities on water surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153881/28A RU2498275C2 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Remote classification method of oil impurities on water surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011153881A RU2011153881A (en) 2013-07-10
RU2498275C2 true RU2498275C2 (en) 2013-11-10

Family

ID=48787331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153881/28A RU2498275C2 (en) 2011-12-29 2011-12-29 Remote classification method of oil impurities on water surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2498275C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625037C1 (en) * 2016-11-02 2017-07-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Method of classification of lubricants on parameters of thermoxidating stability
RU2720050C1 (en) * 2019-01-09 2020-04-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Method of detecting contaminants of coastal waters and a coastal strip with oil or oil products using an unmanned aerial vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3899213A (en) * 1974-03-08 1975-08-12 Us Transport Airborne laser remote sensing system for the detection and identification of oil spills
SU1755129A1 (en) * 1990-02-20 1992-08-15 Специальное Конструкторское Бюро Ан Эстонии Method for diagnostics of oil pollutions of water areas
JP2002214140A (en) * 2001-01-18 2002-07-31 Toshiba Corp Oil film detection device
US6633043B2 (en) * 2002-01-30 2003-10-14 Ezzat M. Hegazi Method for characterization of petroleum oils using normalized time-resolved fluorescence spectra
RU2233438C1 (en) * 2003-08-26 2004-07-27 Брюховецкий Александр Павлович Method for remote finding and identification of organic-origin objects
RU100269U1 (en) * 2010-07-20 2010-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" DEVICE FOR REMOTE DETECTION AND IDENTIFICATION OF OBJECTS OF ORGANIC AND BIOLOGICAL ORIGIN

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3899213A (en) * 1974-03-08 1975-08-12 Us Transport Airborne laser remote sensing system for the detection and identification of oil spills
SU1755129A1 (en) * 1990-02-20 1992-08-15 Специальное Конструкторское Бюро Ан Эстонии Method for diagnostics of oil pollutions of water areas
JP2002214140A (en) * 2001-01-18 2002-07-31 Toshiba Corp Oil film detection device
US6633043B2 (en) * 2002-01-30 2003-10-14 Ezzat M. Hegazi Method for characterization of petroleum oils using normalized time-resolved fluorescence spectra
RU2233438C1 (en) * 2003-08-26 2004-07-27 Брюховецкий Александр Павлович Method for remote finding and identification of organic-origin objects
RU100269U1 (en) * 2010-07-20 2010-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" DEVICE FOR REMOTE DETECTION AND IDENTIFICATION OF OBJECTS OF ORGANIC AND BIOLOGICAL ORIGIN

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625037C1 (en) * 2016-11-02 2017-07-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Method of classification of lubricants on parameters of thermoxidating stability
RU2720050C1 (en) * 2019-01-09 2020-04-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского" Method of detecting contaminants of coastal waters and a coastal strip with oil or oil products using an unmanned aerial vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011153881A (en) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schymanski et al. Analysis of microplastics in drinking water and other clean water samples with micro-Raman and micro-infrared spectroscopy: minimum requirements and best practice guidelines
Hieronymi et al. The OLCI neural network swarm (ONNS): A bio-geo-optical algorithm for open ocean and coastal waters
CN102997856B (en) A kind of marine oil spill oil film thickness high-spectrum remote-sensing evaluation method based on Parameter lookup step
KR20180011762A (en) Particle analysis method
Tao et al. A novel method for discriminating Prorocentrum donghaiense from diatom blooms in the East China Sea using MODIS measurements
Drozdowska et al. Spectral properties of natural and oil polluted Baltic seawater—results of measurements and modelling
Prairie et al. Cryptic peaks: Invisible vertical structure in fluorescent particles revealed using a planar laser imaging fluorometer
WO2016080442A1 (en) Quality evaluation method and quality evaluation device
Schulien et al. Shifts in phytoplankton community structure across an anticyclonic eddy revealed from high spectral resolution lidar scattering measurements
RU2616716C2 (en) Method for evaluating level of water area pollution by hyperspectral space sounding
Achard et al. Hydrocarbon pollution detection and mapping based on the combination of various hyperspectral imaging processing tools
Matteoli et al. Automated underwater object recognition by means of fluorescence LIDAR
RU2298169C1 (en) Bi-spectral method for remotely finding oil spills on water surface
Mahmoud et al. Instant identification of hydrocarbon spill types using laser-induced fluorescence and associated hyperspectral imaging
RU2498275C2 (en) Remote classification method of oil impurities on water surface
RU2440566C1 (en) Method for remote detection of oil contamination on water surface
Drozdowska et al. Study on organic matter fractions in the surface microlayer in the Baltic Sea by spectrophotometric and spectrofluorometric methods
CN106932373A (en) Total organic carbon optics home position sensing
Garmendia et al. Testing the usefulness of a simple automatic method for particles abundance and size determination to derive cost-effective biological indicators in large monitoring networks
Xie et al. Establishment and optimization of the three-band fluorometric indices for oil species identification: implications on the optimal excitation wavelengths and the detection band combinations
JP2013050375A (en) Inspection method of ballast water
CN108986096A (en) A kind of mixed oil liquid discrimination method based on three-dimensional fluorescence spectrum Yu Tchebichef square
Rienecker et al. Mapping phytoplankton in situ using a laser‐scattering sensor
Vasilescu et al. Analysis of seawater pollution using neural networks and channels relationship algorithms
Luo et al. Pulse fluorescence LIDAR system for identification and low concentration measurements of Phaeocystis globosa cells and colonies

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151230