Results of the experiments using synthetic aperture radar onboard the European Remote Sensing Satellite 1. 4: Artificial oil pollution detection

Abstract

The Communications Research Laboratory made experiments on detecting artificial oil pollution areas using the C-band Synthetic Aperture Radar (SAR) on the European Remote Sensing Satellite-1 (ERS-1) in November, 1991 and in October and November, 1992. Artificial oil pollution areas were produced by spilling oleyl alcohol from a small ship in the Pacific Ocean about 100 km off the coast of Japan. Sea truth data were collected by both a research vessel and the small ship which is used to spill alcohol. The ERS-1 SAR images were processed by the National Space Development Agency of Japan. Artificial oil pollution areas appeared as dark patch areas on the SAR image. This is because the slick damps surface capillary waves and makes the ocean surface smooth. Artificial oil pollution areas were clearly detected by the ERS-1 SAR at various surface wind speeds of less than 11 m/s. While it was expected that the damping would decrease as the wind speed increased, the damping of the backscattered power was nearly the same (3 dB) for all wind speeds of less than 11 m/s. However, the ERS-1 SAR did not detect the artificial oil pollution areas when the wind speed was 13.7 m/s.

通信総合研究所ではERS(欧州リモートセンシング衛星)-1搭載のCバンドSAR(合成開口レーダ)を用いて、1991年11月および1992年10月と11月における人為的油汚染海域の検出実験を行った。日本の沿岸から約100km離れた太平洋で、小船よりオレイルアルコールを流して、油汚染海域を人為的に作った。海の実データは調査船およびアルコール流出に用いた小船の両方で収集した。ERS-1搭載SAR画像を日本宇宙開発事業団で処理した。人為的油汚染海域はSAR画像上に黒い斑点部として出現した。これは油層が表面張力波を減衰し、海面を平滑化するためである。11m/s以下の種々の海面風速において、ERS-1搭載SARにより人為的油汚染海域を明確に検出した。減衰が風速増加とともに減少することが期待される一方で、11m/s以下の風速で後方散乱力の減衰はほぼ同一値(3dB)となった。しかしながら、風速が13.7m/sの時、ERS-1搭載SARは人為的油汚染海域を検出しなかった。