大連港海域油含量時(shí)空變化特征分析

黃妙芬，劉楊，邢旭峰，王忠林，李占強(qiáng)

(1.廣東海洋大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣東 湛江 524088；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

大連港位于遼東半島南端的大連境內(nèi)，始建于1899年，距今已有百余年的歷史。作為中國(guó)“一帶一路”重點(diǎn)建設(shè)的15個(gè)港口城市之一，長(zhǎng)期以來(lái)承擔(dān)著東北原油和成品油轉(zhuǎn)運(yùn)的主要任務(wù)。在原油裝卸的過(guò)程中，由于原油泄漏、大型船舶運(yùn)輸?shù)纫蛩?，?dǎo)致碼頭區(qū)域內(nèi)的水域遭到嚴(yán)重的石油污染，特別是2010年7月16日(簡(jiǎn)稱“7.16”溢油事故)，中石油大連大孤山新港碼頭的一個(gè)儲(chǔ)油罐輸油管線發(fā)生起火爆炸事故，據(jù)估算有1500 t原油進(jìn)入海洋，隨著海流和潮汐的運(yùn)動(dòng)，不可避免地為大連港海域帶來(lái)一定的影響[1]。另外據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2010—2014年期間，大連港發(fā)生油泄漏事件6次以上，加之歷史上的各種油泄漏事件的發(fā)生，對(duì)大連港水環(huán)境已經(jīng)造成了危害。掌握大連港海域油含量空間分布特征，可為海洋環(huán)境監(jiān)管與污染防治、海洋生態(tài)保護(hù)與修復(fù)提供重要的參考依據(jù)。

遙感具有大面積、快速、動(dòng)態(tài)、低成本獲取區(qū)域信息的優(yōu)勢(shì)，目前，利用遙感圖像來(lái)提取水環(huán)境石油類污染信息的相關(guān)研究已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，主要集中在水體石油類物質(zhì)固有光學(xué)特性[2-6]、表觀光學(xué)特征[7-9]、熒光特性[10-13]、石油含量提取[14-19]、海洋溢油監(jiān)測(cè)[20-21]等方面。黃妙芬等[22]利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和Landsat 8/OLI遙感數(shù)據(jù)，采用歸一化處理方法，發(fā)現(xiàn)含油水樣與無(wú)油水樣在綠色、紅色和近紅外波段的遙感反射比存在明顯的差異，由此提出了水體石油污染歸一化遙感反射比指數(shù)NDPRI(Normalized difference petroleum remote sensing reflectance index)，該指數(shù)可用來(lái)判斷水體是否存在油污染，并進(jìn)一步建立了利用NDPRI來(lái)反演水中石油含量的遙感模式，為利用遙感技術(shù)進(jìn)行海域油含量空間分布特征分析奠定了基礎(chǔ)。

本研究中，利用2018年8月25—27日在遼寧大連港海域連續(xù)3 d的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，以及Landsat 8衛(wèi)星數(shù)據(jù)，確定油含量隨時(shí)間變化的參數(shù)化模型，修正利用NDPRI指數(shù)反演石油污染濃度的遙感模型，使其適用于大連港海域，并對(duì)大連港海域油含量的時(shí)空特征進(jìn)行了分析，旨在為海洋環(huán)境油污染的監(jiān)管與防治提供參考依據(jù)。

1 方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)及站位設(shè)置

圖1為大連港海域空間分布圖。2008年8月，《大連港總體規(guī)劃》中提出了大連港以“一島三灣”(大孤山半島、大窯灣、鲇魚(yú)灣、大連灣)綜合運(yùn)輸港區(qū)的發(fā)展布局。目前，石化產(chǎn)業(yè)主要分布在大孤山半島，有西太平洋石油化工公司(簡(jiǎn)稱西太公司)、逸盛大化石化有限公司、福佳大化石油化工公司、大連港油品碼頭、昆侖能源大連LNG碼頭等。石油化工生產(chǎn)及油輪運(yùn)輸不可避免帶來(lái)油污染，這使得大連港成為含油水體光學(xué)特性和油含量變化特征研究的天然試驗(yàn)基地。

試驗(yàn)時(shí)間為2018年8月25—27日，共3 d，試驗(yàn)設(shè)3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。8月25日的觀測(cè)點(diǎn)位于“7.16”石油管道爆炸事故點(diǎn)(圖1的A點(diǎn))，當(dāng)時(shí)事故發(fā)生的處理辦法之一是用油氈吸附原油成塊沉底，2018年8月20號(hào)正好是臺(tái)風(fēng)“溫比亞”經(jīng)過(guò)大連，狂浪把海底的油物質(zhì)攪動(dòng)起來(lái)，攪動(dòng)后水體會(huì)受到油的影響，加上天氣熱水溫高，沉底的油塊揮發(fā)，使得水體含油，該站點(diǎn)水深21.5 m；8月26日的觀測(cè)站點(diǎn)位于大連港的航道上(圖1的B點(diǎn))，船舶過(guò)往對(duì)水體油含量影響較大，該站點(diǎn)水深24.8 m；8月27日的觀測(cè)點(diǎn)位于大山島和小山島之間水域的東側(cè)(圖1的C點(diǎn))，與上兩個(gè)站點(diǎn)相比，船舶經(jīng)過(guò)該站點(diǎn)的頻率小，受到輪船擾動(dòng)小，隨著漲潮和落潮，流速和流向有明顯改變，該站點(diǎn)水深33.0 m。

表1為3個(gè)站點(diǎn)各觀測(cè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的時(shí)間和漲落潮過(guò)程。對(duì)于油含量分析水樣，3 d觀測(cè)時(shí)刻總數(shù)為30個(gè)，每個(gè)觀測(cè)時(shí)刻觀測(cè)深度分別為0、3、5、10、15 m，一共獲取150個(gè)數(shù)據(jù)，其中A站點(diǎn)9:00由于其他配套儀器出現(xiàn)問(wèn)題缺測(cè)，B站點(diǎn)15:00由于流速過(guò)大缺測(cè)。

為了滿足素質(zhì)教育的需要，培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的人才。體育課程成為了當(dāng)下我國(guó)教育教學(xué)課堂十分重要的課程之一，而中長(zhǎng)跑教學(xué)內(nèi)容作為其中的一大重要內(nèi)容其教學(xué)有效性更是得到了體育教師的重視。但不難發(fā)現(xiàn)，教師在開(kāi)展中長(zhǎng)跑教育教學(xué)活動(dòng)時(shí)經(jīng)?！芭e步維艱”，學(xué)生不配合、教學(xué)壓力大成為當(dāng)下中長(zhǎng)跑教學(xué)課堂的最主要問(wèn)題。所以教師必須探究解決對(duì)策、運(yùn)用核實(shí)方法，扭轉(zhuǎn)學(xué)生的抵觸心理，以引導(dǎo)學(xué)生在參與中長(zhǎng)跑活動(dòng)中愛(ài)上中長(zhǎng)跑活動(dòng)，從而提高其教學(xué)效率。

1.2 方法

1.2.1 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集 采用便攜式紫外熒光測(cè)油儀(美國(guó)特納TD-500D)測(cè)量油含量，所使用的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)的《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》(GB17378.3—1998)相符。使用儀器測(cè)量之前，需先將正己烷和石油類標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行混合制備標(biāo)準(zhǔn)油樣，以對(duì)設(shè)備的固體標(biāo)樣進(jìn)行校準(zhǔn)，然后在現(xiàn)場(chǎng)使用該固體標(biāo)樣進(jìn)行標(biāo)定，油標(biāo)樣來(lái)自國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心。

采用水面之上法測(cè)量水體光譜，測(cè)量?jī)x器為可見(jiàn)光-近紅外地物光譜儀(美國(guó)ASD FieldSpec 3，350～2500 nm)，參考板采用30%反射率的標(biāo)準(zhǔn)板。

三是加快建設(shè)墾區(qū)現(xiàn)代熱帶農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新平臺(tái)，促進(jìn)一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。認(rèn)真抓好湛江墾區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目建設(shè)，按熱作農(nóng)業(yè)科技園、農(nóng)產(chǎn)品加工物流及展貿(mào)區(qū)、甘蔗高糖高產(chǎn)高抗示范基地、循環(huán)農(nóng)業(yè)示范基地“一園一區(qū)兩基地”格局規(guī)劃，發(fā)展農(nóng)業(yè)新業(yè)態(tài)，同時(shí)整合墾區(qū)糖業(yè)、畜牧養(yǎng)殖、果蔬種植、市場(chǎng)營(yíng)銷等資源優(yōu)勢(shì)，打造集農(nóng)業(yè)種養(yǎng)、加工、旅游、營(yíng)銷一體化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，實(shí)現(xiàn)循環(huán)綠色發(fā)展。抓好綠色循環(huán)優(yōu)質(zhì)高效特色農(nóng)業(yè)促進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)。

采用數(shù)字直讀式海流儀(SLC9-2DV)測(cè)量流速、流向。測(cè)量船的吃水深度為3 m，為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，海流計(jì)布放深度為6 m。

永光活性湖蘭G在染色時(shí)加入適量的元明粉，可以促進(jìn)染料上染。但是過(guò)量的電解質(zhì)會(huì)造成染色不勻，引起染料聚集和沉淀同時(shí)帶來(lái)環(huán)境污染，因此從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素考慮要加入適量的元明粉。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)改變?cè)鞣塾昧浚謩e為20 g/L、30 g/L、40 g/L、50 g/L、60 g/L，研究不同元明粉質(zhì)量濃度對(duì)棉條染色深度的影響。染色工藝見(jiàn)表1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

本研究中研究區(qū)域沒(méi)有潮汐觀測(cè)站，試驗(yàn)期間也沒(méi)有相應(yīng)的潮汐測(cè)量裝置，故采用由海事服務(wù)網(wǎng)http://ocean.cnss.com.cn提供的潮汐數(shù)據(jù)。試驗(yàn)站點(diǎn)的位置與遼寧省大連市大窯灣(南大圈)港口距離最短(圖1的黃色圓圈點(diǎn))，因而采用大窯灣(南大圈)的潮汐數(shù)據(jù)。

在海洋遙感中，遙感反射率定義為[25]

旅游者的旅游偏好受到旅游者知識(shí)集的影響，互聯(lián)網(wǎng)上豐富的信息資源以及較低的信息收集成本改變了人的知識(shí)集，也改變了旅游者的旅游偏好。［2］在“互聯(lián)網(wǎng) +”背景下，大部分旅游者已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的大眾化消費(fèi)者，也不再簡(jiǎn)單地追求單一的旅游體驗(yàn)，傳統(tǒng)的農(nóng)家樂(lè)、采摘園等鄉(xiāng)村旅游產(chǎn)品已無(wú)法滿足當(dāng)前鄉(xiāng)村旅游者的需要。鄉(xiāng)村旅游者更注重自身的體驗(yàn)和興趣愛(ài)好，消費(fèi)需求更加多樣化、差異化、個(gè)性化和小眾化，旅游者對(duì)鄉(xiāng)村旅游產(chǎn)品的品質(zhì)體驗(yàn)要求更高、參與性更強(qiáng)，自助、個(gè)性和休閑成為當(dāng)前鄉(xiāng)村旅游需求的特征，鄉(xiāng)村旅游消費(fèi)呈現(xiàn)出精眾化的特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 潮汐特征分析

從圖2可見(jiàn)：根據(jù)日變化特征來(lái)看，大連港主要為不正規(guī)半日混合潮港，一天內(nèi)有兩個(gè)漲落潮過(guò)程；一天中兩次漲落潮的漲潮時(shí)時(shí)長(zhǎng)和最高潮高及最低潮高不等，漲潮時(shí)要長(zhǎng)于落潮時(shí)，兩次高潮的潮高位置不同，但兩個(gè)低潮位置相差不是很明顯。

分析圖2還可以看出，A站點(diǎn)、B站點(diǎn)和C站點(diǎn)的最大高潮與次大高潮潮高分別相差0.67、0.63、0.58 m，最低潮與次低潮潮高分別相差為0.05、0.17、0.22 m，可見(jiàn)，連續(xù)3 d，最大高潮與次大高潮潮高之差在逐漸減小，而最低潮與次低潮潮高之差在逐漸增大。

2.2 海流特征分析

圖3為觀測(cè)期的流速和流向，圖中0°表示正北方向，線條的長(zhǎng)度表示流速的大小，箭頭所指方向?yàn)榱飨颉?/p>

分析圖3可以看出，所有站點(diǎn)處于不同漲落潮時(shí)刻，海流方向和流速不同。A站點(diǎn)受潮汐影響明顯，漲潮為西向流，落潮為東向流，流速為27～65 cm/s。B站點(diǎn)漲潮為東南向流，落潮為西南向流，總體看南向流為主，該站點(diǎn)位于航路上，海流的測(cè)量受到過(guò)往船舶的影響比較大，流速為22～75 cm/s。C站點(diǎn)位于大三山島和二三山島之間的偏東方向，兩島之間形成的水道對(duì)海流產(chǎn)生一定程度的影響，總體看漲潮時(shí)為南向流，落潮時(shí)為西向流，流速為21～85 cm/s。

2.3 水體油含量隨深度的變化特征

表2為六次方多項(xiàng)式擬合的R2匯總。分析表2可以看出：A站點(diǎn)擬合的R2為0.70～0.92，B站點(diǎn)擬合的R2為0.89～0.98，C站點(diǎn)擬合的R2為0.73～0.94，均有較好的擬合效果；5 m和10 m水深擬合效果都較好，均在0.83～0.98之間。這表明，油含量隨時(shí)間的變化可以用6次方多項(xiàng)式函數(shù)來(lái)描述。

淋巴結(jié)反應(yīng)性增生以及淋巴結(jié)結(jié)核L/S比值明顯較淋巴瘤以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移癌高，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），淋巴結(jié)反應(yīng)性增生以及淋巴結(jié)結(jié)核短徑明顯高于淋巴瘤短徑以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移癌，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），淋巴結(jié)反應(yīng)性增生L/S比值明顯高于淋巴結(jié)結(jié)核，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），淋巴結(jié)反應(yīng)性增生PSV明顯低于淋巴結(jié)結(jié)核、淋巴瘤以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移癌，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），淋巴瘤與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移癌PSV差異不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表2。

(1)A站點(diǎn)呈U型變化特征，漲潮時(shí)刻油含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，因?yàn)闈q潮時(shí)海水從東邊過(guò)來(lái)，外海水會(huì)沖淡該站點(diǎn)本身具有的油含量；落潮后海水從西邊過(guò)來(lái)，帶來(lái)西面的高油含量水，使得油含量有明顯的增加。

(3)C站點(diǎn)從7：00—11:00平穩(wěn)變化，油含量相對(duì)比較高，這是由于漲潮時(shí)海水為從西北大連灣海域過(guò)來(lái)，帶來(lái)一定的油污水，使得油含量相對(duì)較高，11:00—13:00出現(xiàn)一個(gè)陡降后，13:00—16:00油含量又是平穩(wěn)變化，但處于一個(gè)低值范圍，這主要是因落潮時(shí)為西向流，海水從外海過(guò)來(lái)，加上這個(gè)區(qū)域遠(yuǎn)離油污水的影響，故油含量比較低。

(2)B站點(diǎn)在漲潮時(shí)刻不同深度的變化比較平穩(wěn)，11:00落潮后，0、3、5、10 m深度的油含量急劇上升，15 m深度變化不大，到16:00停潮時(shí)油含量又開(kāi)始下降。

(4)從濃度的變化值來(lái)看，A站點(diǎn)油含量為0.7～4.1 mg/L，B站點(diǎn)油含量為1.0～9.3 mg/L，C站點(diǎn)油含量為0.2～7.8 mg/L，3個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)中，B站點(diǎn)油含量全天處于高值狀態(tài)。

對(duì)所有油含量隨時(shí)間變化曲線進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖5所示，發(fā)現(xiàn)可以用六次方的多項(xiàng)式來(lái)擬合曲線,即

Cp=az6+bz5+cz4+dz3+ez2+fz+g。

(1)

其中：Cp為水中石油物質(zhì)濃度(mg/L)；z為深度(m)；a(L/mg·m-6)、b(L/mg·m-5)、c(L/mg·m-4)、d(L/mg·m-3)、e(L/mg·m-2)、f(L/mg·m-1)、g(L/mg)為系數(shù)。

圖4為8月25—27日3 d油含量觀測(cè)值。分析圖4可以看出：

2.4 油含量遙感反演

從網(wǎng)站https://earthexplorer.usgs.gov/下載2018年8月25日在大連港過(guò)境的衛(wèi)星數(shù)據(jù)Landsat-8/OLI，所下載的遙感圖像屬于一級(jí)產(chǎn)品，其像元數(shù)值用灰度值(Digital Number，DN)表示，不具有物理意義，因而需要對(duì)其進(jìn)行輻射定標(biāo)。將像元DN值轉(zhuǎn)為入瞳光譜輻亮度，轉(zhuǎn)換公式為[23]。

表2 六次方多項(xiàng)式擬合的R2匯總表

Tab.2 Summary ofR2fitted by the sixth power polynomial

深度depth/mA站點(diǎn)siteAB站點(diǎn)siteBC站點(diǎn)siteC00.820.930.7330.700.910.7550.860.980.94100.830.890.85150.920.940.86

Lλ=ML×Qcal+AL

(2)

其中：Lλ為入瞳光譜輻亮度[W/(m2·sr·μm)]；ML為各波段的增益量[W/(m2·sr·μm)]；AL為各波段的偏移量[W/(m2·sr·μm)]；Qcal為L(zhǎng)andsat 8/OLI遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品中的灰度值(DN值，無(wú)量綱)；ML和AL可從相應(yīng)的遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的元數(shù)據(jù)文件中獲取。

Lλ可由下式表示[24]:

Lλ=Lr(λ)+La(λ)+t0(λ,θ0)Lw(λ)。

(3)

其中：Lλ含義同上；λ為波長(zhǎng)(μm)；Lr(λ)為空氣分子瑞利散射的輻亮度[W/(m2·sr·μm)]；La(λ)為大氣氣溶膠米氏散射的輻亮度[W/(m2·sr·μm)]；Lw(λ)為離水輻亮度[W/(m2·sr·μm)]；t0(λ,θ0)為太陽(yáng)方向的大氣漫射透射率(無(wú)量綱)；θ0為太陽(yáng)天頂角(°)。

ENVI軟件提供了FLAASH大氣校正模塊，該模塊適用于對(duì)高光譜遙感數(shù)據(jù)和多光譜數(shù)據(jù)(包括陸地資源衛(wèi)星等)進(jìn)行大氣校正?；贔LAASH大氣校正模塊，結(jié)合Landsat 8/OLI波段9數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正，可得到Lr(λ)、La(λ)和t0(λ,θ0)。將公式(2)計(jì)算得到的Lλ和這些大氣參數(shù)代入公式(3)，就可得到經(jīng)過(guò)大氣校正后的離水輻亮度Lw(λ)。

1.2.2 衛(wèi)星數(shù)據(jù) 本研究中主要用到的Landsat 8衛(wèi)星數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于該衛(wèi)星的官方數(shù)據(jù)發(fā)布網(wǎng)站(https://earthexplorer.usgs.gov/)。Landsat 8搭載的陸地成像儀(Operational Land Imager，OLI)在可見(jiàn)光近紅外及短波紅外設(shè)置了7個(gè)波段，波長(zhǎng)范圍分別為B1，433～453 nm；B2，450～515 nm；B3，525～600 nm；B4，630～680 nm；B5，845～885 nm；B6 SWIR1，1570～1650 nm；B7 SWIR2，2110～2290 nm；另外設(shè)置了針對(duì)大氣校正的波段9，波長(zhǎng)范圍為B9，1360～1380 nm；空間分辨率均為30 m，軌道周期/重訪周期為16 d。

下文的算法1中顯示了RAR的過(guò)程.在協(xié)議中，源節(jié)點(diǎn)初始化了數(shù)據(jù)包傳送過(guò)程.對(duì)于發(fā)射機(jī)，它檢查其位置是否為第一步.當(dāng)發(fā)射機(jī)位于交點(diǎn)上時(shí)，會(huì)發(fā)生交叉模式.根據(jù)發(fā)射機(jī)的定位，發(fā)射機(jī)選擇一個(gè)方向進(jìn)行發(fā)送.然后，轉(zhuǎn)到段模式進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā).如果變送器位于路段上，則使用段模式.根據(jù)所提出的GOF算法，在所選擇的方向上逐跳地發(fā)送分組.特別地，如果沒(méi)有可用的鄰居，則發(fā)射機(jī)將攜帶分組，直到它接觸可用的中繼.該過(guò)程重復(fù)直到目的地接收包.兩種模式的細(xì)節(jié)描述如下.

Rrs=Lw(λ)/Ed(0+)。

(4)

其中：Rrs為遙感反射比(sr-1)；Ed(0+)為水表面上總的入射輻照度,可由大氣輔助數(shù)據(jù)或模型反演而得。根據(jù)公式(4)可計(jì)算出Landsat 8/OLI傳感器過(guò)境時(shí)的遙感反射比。

取平均值ΔL為17.5 dB/m，ΔL0對(duì)于本設(shè)備取120 dB，計(jì)算出消聲器長(zhǎng)度為L(zhǎng)=1 010 mm.

水體邊界提取采用二次改進(jìn)的歸一化水體指數(shù)(Second modified normalized difference water index，SMNDWI)[26]，其計(jì)算公式如下：

SMNDWI=(B7-B3)/(B7+B3)。

(5)

其中：B7和 B3分別對(duì)應(yīng)的是短波紅外波段(SWIR 2)和綠光波段，波段范圍分別為2110～2290 nm和525～600 nm，SMNDWI值大于-0.1時(shí)作為水體處理。

在得到遙感反射比Rrs后需要進(jìn)一步進(jìn)行歸一化處理，歸一化處理的表達(dá)式為

其中：Rrs′為歸一化后的遙感反射率(無(wú)量綱)；Rrs,i為第i波段對(duì)應(yīng)的遙感反射比(sr-1)；本研究中采用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)是Landsat 8/OLI，所以n取值5。將在每個(gè)波長(zhǎng)處的遙感反射比除以所研究波長(zhǎng)范圍的所有遙感反射比的總和，這樣將原始光譜范圍變?yōu)?0，1)范圍，同時(shí)通過(guò)比值，把有量綱表達(dá)式的遙感反射比(單位sr-1)變?yōu)闊o(wú)量綱表達(dá)式。

(6)

兩組排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）近1個(gè)月內(nèi)未發(fā)生糖尿病急性并發(fā)癥；（2）合并心肝腎功能不全、心腦血管病變及免疫缺陷性疾病者；（3）合并精神疾病及惡性腫瘤者；（4）使用激素或免疫抑制劑者；（5）2周內(nèi)有炎癥、感染性疾病者；（6）高血壓性心臟病、冠狀動(dòng)脈疾病、先天性心臟病、心包疾病等。兩組患者年齡和性別構(gòu)成比具有可比性（P＞0.05）。兩組患者均簽署知情同意書(shū)，且研究方案經(jīng)宜昌市第一人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

水體石油污染歸一化遙感反射比指數(shù)NDPRI(Normalized difference petroleum remote senising reflectance index)，其計(jì)算公式[22]為

用尊重孩子、尊重自己的方式，化解每一次孩子帶來(lái)的挑戰(zhàn)，不僅是孩子的成長(zhǎng)，也是媽媽的成長(zhǎng)?！奥仿湫捱h(yuǎn)兮，吾將上下而求索?！焙⒆映砷L(zhǎng)不止，媽媽學(xué)習(xí)不止，這是我從正面管教里學(xué)到的，并且正在日復(fù)一日地練習(xí)。

NDPRI=Rrs, G′-Rrs,NIR′/Rrs, G′+Rrs,NIR′。

兩路光電容積脈搏波結(jié)合法利用人體兩個(gè)不同部位，如手指、手腕、耳垂間等。根據(jù)測(cè)得的兩路脈搏波信號(hào)特征點(diǎn)的脈搏到達(dá)時(shí)間差（Pulse Arrive Time Difference，PATD），通過(guò)PATD模型來(lái)估算血壓[14]。該方法相比ECG與PPG結(jié)合法，在設(shè)備復(fù)雜度上更加簡(jiǎn)單，成本較低。但需要佩戴多個(gè)傳感器，且傳感器的時(shí)間同步要求度高，一定程度上加大了測(cè)量難度。

(7)

其中：NDPRI為歸一化遙感反射比指數(shù)(無(wú)量綱)；Rrs, G′為綠光波段G(green band)的歸一化遙感反射比(無(wú)量綱)，即Landsat 8/OLI對(duì)應(yīng)的波段3(B3)的歸一化遙感反射比；Rrs,NIR′為近紅外波段NIR(near infrared band)的歸一化遙感反射比(無(wú)量綱)，即Landsat 8/OLI對(duì)應(yīng)的波段5(B5)的歸一化遙感反射比。試驗(yàn)表明，在本研究區(qū)域，對(duì)應(yīng)像元的NDPRI值小于0.49時(shí)，該像元有油污染。

文獻(xiàn)[22]中給出了NDPRI反演水體油含量的遙感模式，即

Cp=-7.4629ln(x)-4.6031。

(8)

其中：Cp為水體油含量(mg/L)；x為NDPRI值(無(wú)量綱)。直接利用公式(8)反演大連港水體油含量時(shí)發(fā)現(xiàn)反演的值偏高，主要原因是公式(8)的參數(shù)是基于盤(pán)錦遼河油田污水處理廠和配比試驗(yàn)油含量數(shù)據(jù)而確定，油含量值屬于高值范圍。因而在將該模式用于本試驗(yàn)區(qū)時(shí)需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行修正，利用現(xiàn)場(chǎng)光譜數(shù)據(jù)模擬Landsat 8/OLI波段，對(duì)參數(shù)進(jìn)行了修正(篇幅所限，不在此贅述過(guò)程)，得到適合大連港的油含量反演模型為

此門課程涉及到硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩方面的知識(shí)和技能，學(xué)習(xí)難度較大，三個(gè)年級(jí)的學(xué)生學(xué)完此門課之后，普遍反應(yīng)上課猶如聽(tīng)天書(shū)，學(xué)不了一半課程絕大多數(shù)學(xué)生就毅然而然的放棄了，學(xué)完之后入門者少之又少。傳統(tǒng)的內(nèi)容安排和學(xué)習(xí)方式如下：

Cp=-6.019ln(x)-9.89。

(9)

2.5 大連港油含量的空間分布特征

將公式(9)應(yīng)用于2018年8月25日過(guò)境的LANDSAT 8衛(wèi)星數(shù)據(jù)，反演出大連港海水表層的油含量，結(jié)果如圖6所示。對(duì)比圖4和圖6可以看出：在8月25日10:34(Landsat-8衛(wèi)星過(guò)境)的時(shí)候，A站點(diǎn)的遙感反演值在2.7 mg/L左右，與當(dāng)天11：00的實(shí)測(cè)值(2.2 mg/L)非常接近；此時(shí)B站點(diǎn)的遙感反演值在3.9 mg/L左右，與8月26日的實(shí)測(cè)值4.2 mg/L比較接近；C站點(diǎn)遙感反演值在3.5 mg/L左右，與8月27日的實(shí)測(cè)值3.8 mg/L比較接近。這表明，公式(9)適用于大連港海域，有較好的油含量反演精度。

從空間分布上來(lái)看，大連港海域油含量分布具有明顯的差異，濃度值的變化范圍為0.4～5.0 mg/L；緊貼沿岸的海域油含量相對(duì)較低，鲇魚(yú)灣東邊及三山島的東邊、北邊呈現(xiàn)高值區(qū)，而大窯灣、三山島西側(cè)及A站點(diǎn)的南邊為低值區(qū)。在大窯灣灣內(nèi)沒(méi)有石化工業(yè)，油含量相對(duì)比較低，在1.5 mg/L以下；鲇魚(yú)灣東邊及三山島的東邊、北邊都屬于油含量高值區(qū)，可達(dá)3.5 mg/L以上；在三山島西側(cè)及A站點(diǎn)的南邊出現(xiàn)低值區(qū)域。A站點(diǎn)在衛(wèi)星過(guò)境時(shí)，處于漲潮階段，為西向流，海水從外海過(guò)來(lái)，油含量相對(duì)較低；B站點(diǎn)為偏西南向流，該站點(diǎn)位于航道上，觀測(cè)期內(nèi)油濃度一直都比較高；C站點(diǎn)處于大連灣灣口，北邊受油碼頭和石化生產(chǎn)污水影響較大，而且大量的傾廢物質(zhì)會(huì)流經(jīng)這個(gè)站點(diǎn)，在觀測(cè)階段經(jīng)常能看到成片的油花。

3 討論

掌握水體油含量隨潮汐的時(shí)間變化及水平空間分布特征，對(duì)于利用水色遙感反演水體油含量模型精度的提高、研究含油水體輻射傳射特性具有重要的意義。大連港周邊由于石油化工生產(chǎn)企業(yè)的存在，加上歷年所發(fā)生的溢油事故，不可避免地給港口水域環(huán)境帶來(lái)一定油污染。

通過(guò)分析大連港海域油含量隨潮汐變化數(shù)據(jù)，初步掌握了油含量的時(shí)間分布特征并確定了參數(shù)化模型。大連港油含量隨時(shí)間變化比較復(fù)雜，與潮汐和海流有著密切的關(guān)系，但可以用六次方多項(xiàng)式來(lái)描述，這為利用潮汐數(shù)據(jù)推斷油含量的時(shí)間變化特征提供了一種有效的方式。通過(guò)修正水體石油污染歸一化遙感反射比指數(shù)NDPRI反演水中石油含量遙感模型的參數(shù)，確定了適用于大連港的油含量遙感反演模型，并計(jì)算出大連港海域的油含量。通過(guò)對(duì)油含量的空間分布圖及實(shí)測(cè)數(shù)值進(jìn)行比對(duì)分析，表明修正后的模式所反演的結(jié)果與實(shí)際情況比較吻合。

本研究中提出的油含量隨潮汐的時(shí)間變化模型及利用遙感技術(shù)提取油含量空間分布信息的模型，有助于實(shí)時(shí)掌握大連港油含量變化特征，研究成果可為“陸海統(tǒng)籌、以海定陸”的環(huán)境治理思想提供科學(xué)、及時(shí)、有效的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)與技術(shù)支撐，還可為水體石油類污染監(jiān)測(cè)提供技術(shù)手段。

根據(jù)數(shù)模結(jié)果，采注比為1.2左右時(shí)，采收率和經(jīng)濟(jì)效益最好。井組日注汽120t，日產(chǎn)液144t左右。采油井按平均原則配產(chǎn)，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)液面調(diào)整生產(chǎn)制度。因此，館一井組單井采液量24 t／d；館二井組平均單井采液量29t／d。

本研究中數(shù)據(jù)取自大連港海域，所得結(jié)論和所建立的遙感模型是否具有普適性，還需要更多的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)支撐。發(fā)展普適模型而無(wú)需根據(jù)不同區(qū)域的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)修正相關(guān)系數(shù)，這是今后需要進(jìn)一步研究的工作。

致謝：感謝所有參加實(shí)驗(yàn)的人員！