Petrol sızıntıları, deniz ekosistemleri ve kıyı ekonomileri için önemli bir tehdit oluşturmakta ve etkili ve doğru tespit yöntemleri gerektirmektedir. Çeşitli çevresel koşullarda güvenilir izleme gerekliliğinden hareketle, bu çalışmada petrol sızıntılarını tespit etmek ve tanımlamak için Sentinel-1 Sentetik Açıklıklı Radar (SAR) verileri ve Mask R-CNN derin öğrenme modeli kullanılmıştır. Sentinel-1, hava koşullarından veya günün saatinden bağımsız olarak veri elde etme kapasitesi nedeniyle seçilmiştir, böylece tutarlı bir izleme sağlanmıştır. Mask R-CNN modeli, hassas, piksel düzeyinde segmentasyon yapabilmesi ve doğru sızıntı alanı tespitine olanak sağlaması nedeniyle seçilmiştir. Modelin performansı, farklı coğrafi ve çevresel bağlamlardan alınan 381 Sentinel-1 görüntüsünden oluşan bir veri seti kullanılarak değerlendirilmiştir. Model, MV Wakashio için %80 ve MK Princess Empress için %81 genel doğruluk gösterirken, IoU sırasıyla %76 ve %74,8 olmuştur. Bu sonuçlar, modelin petrol sızıntılarını alg patlamaları ve tortu örüntüleri gibi yanlış pozitiflerden ayırt etmedeki etkinliğinin altını çizmektedir. Önerilen metodoloji, geleneksel tekniklere göre açık bir avantaj sağlamakta ve gerçek zamanlı uygulamalar için ölçeklenebilirlik sergilemektedir.
Petrol Sızıntısı Tespiti Sentinel-1 Çevresel Koruma Afet Yönetimi Sentetik Açıklıklı Radar
Oil spills present a substantial threat to marine ecosystems and coastal economies, necessitating efficient and accurate detection methods. Driven by the necessity for dependable monitoring in a variety of environmental conditions, this study utilizes Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) data and the Mask R-CNN deep learning model to detect and delineate oil spills. Sentinel-1 was selected for its capacity to acquire data irrespective of weather conditions or time of day, thereby ensuring consistent monitoring. The Mask R-CNN model was selected for its ability to perform precise, pixel-level segmentation, enabling accurate spill boundary detection. The model's performance was evaluated using a dataset comprising 381 Sentinel-1 images from diverse geographic and environmental contexts. The model demonstrated an overall accuracy of 80% for MV Wakashio and 81% for MK Princess Empress, with an Intersection over Union (IoU) of 76% and 74.8%, respectively. These results underscore the model's efficacy in discerning oil spills from false positives, such as algal blooms and sediment patterns. The proposed methodology demonstrates a clear advantage over traditional techniques and exhibits scalability for real-time applications.
Oil Spill Detection Sentinel-1 Environmental Protection Disaster Management Synthetic Aperture Radar
The authors thank to the ESA for free satellite data. This study was presented as a paper at the 12th Global Conference on Global Warming (GCGW-2024).
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Çevresel Değerlendirme ve İzleme, Çevre Kirliliği ve Önlenmesi |
Bölüm | Makaleler |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 30 Nisan 2025 |
Gönderilme Tarihi | 7 Kasım 2024 |
Kabul Tarihi | 21 Ocak 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 41 Sayı: 1 |
✯ Etik kurul izni gerektiren, tüm bilim dallarında yapılan araştırmalar için etik kurul onayı alınmış olmalı, bu onay makalede belirtilmeli ve belgelendirilmelidir.
✯ Etik kurul izni gerektiren araştırmalarda, izinle ilgili bilgilere (kurul adı, tarih ve sayı no) yöntem bölümünde, ayrıca makalenin ilk/son sayfalarından birinde; olgu sunumlarında, bilgilendirilmiş gönüllü olur/onam formunun imzalatıldığına dair bilgiye makalede yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, makalelerde Araştırma ve Yayın Etiğine uyulduğuna dair ifadeye yer verilmelidir.
✯ Dergi web sayfasında, hakem, yazar ve editör için ayrı başlıklar altında etik kurallarla ilgili bilgi verilmelidir.
✯ Dergide ve/veya web sayfasında, ulusal ve uluslararası standartlara atıf yaparak, dergide ve/veya web sayfasında etik ilkeler ayrı başlık altında belirtilmelidir. Örneğin; dergilere gönderilen bilimsel yazılarda, ICMJE (International Committee of Medical Journal Editors) tavsiyeleri ile COPE (Committee on Publication Ethics)’un Editör ve Yazarlar için Uluslararası Standartları dikkate alınmalıdır.
✯ Kullanılan fikir ve sanat eserleri için telif hakları düzenlemelerine riayet edilmesi gerekmektedir.