Oil spill and ship detection using high resolution polarimetric X-band SAR data

Among illegal human activities, marine pollution and target detection are the key concern of Maritime Security and Safety. This thesis deals with oil spill and ship detection using high resolution X-band polarimetric SAR (PolSAR). Polarimetry aims at analysing the polarization state of a wave field, in order to obtain physical information from the observed object. In this dissertation PolSAR techniques are suggested as improvement of the current State-of-the-Art of SAR marine pollution and target detection, by examining in depth Near Real Time suitability

Ocean Remote Sensing with Synthetic Aperture Radar

The ocean covers approximately 71% of the Earth’s surface, 90% of the biosphere and contains 97% of Earth’s water. The Synthetic Aperture Radar (SAR) can image the ocean surface in all weather conditions and day or night. SAR remote sensing on ocean and coastal monitoring has become a research hotspot in geoscience and remote sensing. This book—Progress in SAR Oceanography—provides an update of the current state of the science on ocean remote sensing with SAR. Overall, the book presents a variety of marine applications, such as, oceanic surface and internal waves, wind, bathymetry, oil spill, coastline and intertidal zone classification, ship and other man-made objects’ detection, as well as remotely sensed data assimilation. The book is aimed at a wide audience, ranging from graduate students, university teachers and working scientists to policy makers and managers. Efforts have been made to highlight general principles as well as the state-of-the-art technologies in the field of SAR Oceanography

Sistema integrado de modelação para apoio à prevenção e mitigação de acidentes de hidrocarbonetos em estuários e orla costeira

Tese de doutoramento, Ciências Geofísicas e da Geoinformação (Oceanografia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010A temática dos derrames de hidrocarbonetos continua a ser um assunto de extrema importância dados os graves impactes continuadamente causados no meio marinho. O desenvolvimento de ferramentas para auxilio às autoridades responsáveis pela gestão costeira no combate e mitigação deste tipo de acidentes é prioritário nos planos estratégicos governamentais. Neste trabalho propõe-se um novo sistema integrado de análise de hidrocarbonetos desenvolvido para aplicação a derrames em zonas costeiras, portuárias e oceânicas. Desenvolveuse uma nova metodologia baseada na sinergia da modelação numérica com a detecção remota por satélites. Este sistema integra uma componente de modelação numérica flexível (2D/3D) e um novo algoritmo de segmentação de manchas de hidrocarbonetos observadas em imagens SAR. O algoritmo de detecção remota foi concebido para validar os resultados do sistema de modelos. O sistema de modelação baseia-se numa abordagem Euleriana- Lagrangeana para a resolução dos processos de evolução dos hidrocarbonetos, utilizando malhas não-estruturadas para a representação dos domínios de estudo numa perspectiva multi-escala. O modelo de hidrocarbonetos inclui a maioria dos processos relevantes num derrame à superfície e na coluna de água e inclui um novo algoritmo para a retenção costeira que considera a dinâmica intertidal para aplicação a domínios praias, lagunas e estuários. Realizaram-se diversas aplicações sintéticas e reais que comprovaram a precisão, robustez, fiabilidade e flexibilidade do sistema integrado, com custos computacionais e níveis de complexidade variável. A aplicação do sistema ao caso Prestige permitiu demonstrar que a sinergia entre a modelação numérica e a detecção remota é uma mais-valia para a previsão de derrames de hidrocarbonetos no mar e serviu como base para uma análise qualitativa da influência da precisão da previsão do vento como agente forçador. Futuramente, o sistema poderá ser aplicado na optimização de planos de contingência, sustentando análises de risco, e em sistemas de alerta e aviso para acidentes de poluição.The severe impact of oil spill accidents in the marine environment reinforces the great importance of these environmental catastrophes. The development of tools to assist coastal management authorities in the prevention and mitigation of such accidents remains a priority in governmental strategic plans. This work proposes a new integrated system of analysis developed for application to oil spills in coastal areas, harbours and ocean. A new methodology was developed based on the synergy of numerical modeling with satellite remote sensing. The proposed system integrates a flexible component of numerical modeling (2D/3D) and a new segmentation algorithm for hydrocarbons spills observed in SAR images. The remote sensing algorithm was designed to validate the results of the modeling system. The modeling system is based on an Eulerian-Lagrangian approach for solving the oil spill processes, using unstructured grids for the discretization of the study area in a multi-scale perspective. Most processes occurring at the sea surface and in the water column during an oil spill are included in the integrated model. A new algorithm for costal retention that considers the intertidal dynamics for application in beaches, coastal lagoons and estuaries was also developed. Several synthetic and real applications were performed to verify the accuracy, robustness, reliability and flexibility of the integrated models, with varying computational costs and degrees of complexity. The application of the methodology to the Prestige accident demonstrated that the synergy between remote sensing and numerical modeling is an asset to the prediction of oil spills fate in the marine environment, and was the basis for a qualitative analysis of the wind forcings accuracy e ect. In the future, the new system can be applied in the prevention, prediction and optimization of contingency plans, supporting risk analysis studies, and as a key element in alert and warning systems for coastal pollution accidents.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (SFRH/BD/22124/2005); Laboratório Nacional de Engenharia Civil pela cedência de todos os recursos indispensáveis à realização deste trabalho (destacando os projectos "G-Cast: Aplicação da computação GRID num sistema de simulação e previsão da morfodinâmica em zonas costeiras"( GRID/GRI/81733/2006) e "Distribuição e paralelização de modelos numéricos em Hidráulica e Ambiente" pela disponibilização de formação e acesso aos recursos de HPC

Atti del XXXV Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche

La XXXV edizione del Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche (IDRA16), co-organizzata dal Gruppo Italiano di Idraulica (GII) e dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Chimica, Ambientale, e dei Materiali (DICAM) dell’Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, si è svolta a Bologna dal 14 al 16 settembre 2016. Il Convegno Nazionale è tornato pertanto ad affacciarsi all’ombra del “Nettuno”, dopo l’edizione del 1982 (XVIII edizione). Il titolo della XXXV edizione, “Ambiente, Risorse, Energia: le sfide dell’Ingegneria delle acque in un mondo che cambia”, sottolinea l’importanza e la complessità delle tematiche che rivestono la sfera dello studio e del governo delle risorse idriche. Le sempre più profonde interconnessioni tra risorse idriche, sviluppo economico e benessere sociale, infatti, spronano sia l’Accademia che l’intera comunità tecnico-scientifica nazionale ed internazionale all’identificazione ed alla messa in atto di strategie di gestione innovative ed ottimali: sfide percepite quanto mai necessarie in un contesto ambientale in continua evoluzione, come quello in cui viviamo. La XXXV edizione del Convegno di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, pertanto, si è posta come punto d’incontro della comunità tecnico-scientifica italiana per la discussione a tutto tondo di tali problematiche, offrendo un programma scientifico particolarmente ricco e articolato, che ha coperto tutti gli ambiti riconducibili all’Ingegneria delle Acque. L’apertura dei lavori del Convegno si è svolta nella storica cornice della Chiesa di Santa Cristina, uno dei luoghi più caratteristici e belli della città ed oggi luogo privilegiato per l’ascolto della musica classica, mentre le attività di presentazione e discussione scientifica si sono svolte principalmente presso la sede della Scuola di Ingegneria e Architettura dell’Università di Bologna sita in Via Terracini. Il presente volume digitale ad accesso libero (licenza Creative Commons 4.0) raccoglie le memorie brevi pervenute al Comitato Scientifico di IDRA16 ed accettate per la presentazione al convegno a valle di un processo di revisione tra pari. Il volume articola dette memorie in sette macro-tematiche, che costituiscono i capitoli del volume stesso: I. meccanica dei fluidi; II. ambiente marittimo e costiero; III. criteri, metodi e modelli per l’analisi dei processi idrologici e la gestione delle acque; IV. gestione e tutela dei corpi idrici e degli ecosistemi; V. valutazione e mitigazione del rischio idrologico e idraulico; VI. dinamiche acqua-società: sviluppo sostenibile e gestione del territorio; VII. monitoraggio, open-data e software libero. Ciascuna macro-tematica raggruppa più sessioni specialistiche autonome sviluppatesi in parallelo durante le giornate del Convegno, i cui titoli vengono richiamati all’interno del presente volume. La vastità e la diversità delle tematiche affrontate, che ben rappresentano la complessità delle numerose sfide dell’Ingegneria delle Acque, appaiono evidenti dalla consultazione dell’insieme di memorie brevi presentate. La convinta partecipazione della Comunità Scientifica Italiana è dimostrata dalle oltre 350 memorie brevi, distribuite in maniera pressoché uniforme tra le sette macro-tematiche di riferimento. Dette memorie sono sommari estesi di lunghezza variabile redatti in lingua italiana, o inglese. In particolare, la possibilità di stesura in inglese è stata concessa con l’auspicio di portare la visibilità del lavoro presentato ad un livello sovranazionale, grazie alla pubblicazione open access del volume degli Atti del Convegno. Il volume si divide in tre parti: la parte iniziale è dedicata alla presentazione del volume ed all’indice generale dei contributi divisi per macro-tematiche; la parte centrale raccoglie le memorie brevi; la terza parte riporta l’indice analitico degli Autori, che chiude il volume

Summary of Research 1994

The views expressed in this report are those of the authors and do not reflect the official policy or position of the Department of Defense or the U.S. Government.This report contains 359 summaries of research projects which were carried out under funding of the Naval Postgraduate School Research Program. A list of recent publications is also included which consists of conference presentations and publications, books, contributions to books, published journal papers, and technical reports. The research was conducted in the areas of Aeronautics and Astronautics, Computer Science, Electrical and Computer Engineering, Mathematics, Mechanical Engineering, Meteorology, National Security Affairs, Oceanography, Operations Research, Physics, and Systems Management. This also includes research by the Command, Control and Communications (C3) Academic Group, Electronic Warfare Academic Group, Space Systems Academic Group, and the Undersea Warfare Academic Group