ASTRIIS contribui para a deteção e classificação de derrames de petróleo e outros perigos oceânicos

Com uma grande variedade de recursos provenientes do oceano, há uma necessidade crescente de serviços de vigilância e monitorização da superfície da água do mar. Perigos tais como derrames de petróleo, algas tóxicas e manchas de plástico constituem uma ameaça iminente para a saúde do oceano, perturbando o seu ambiente e biodiversidade, enquanto têm impacto em indústrias da economia azul como a pesca e a aquacultura. Ter meios para detetar, classificar e monitorizar tais perigos, não só ajudará a reduzir os danos que causam, como também poderá ajudar a preveni-los e a identificar quem é responsável.

ASTRIIS está a desenvolver uma solução que consiste numa fusão de diferentes sensores e plataformas. Sob a liderança da Tekever, tal atividade está centrada em sensores para além das câmaras RGB padrão, nomeadamente SAR (synthetic aperture radar) e uma câmara híper espectral.

SAR é um tipo de sensor destinado a ser operado por via aérea e serve para obter imagens a partir de uma aeronave ou de um satélite. Esta tecnologia faz uso de ondas de rádio, algum processamento de sinais e o próprio movimento do veículo aéreo para adquirir um mapeamento detalhado da superfície terrestre em relevo. O método é rápido e pode cobrir grandes áreas rapidamente.

Num contexto marinho, a textura da superfície da água do mar pode revelar a presença de contaminantes. Por exemplo, uma vez que o petróleo tem uma viscosidade superior à da água, num cenário de derrame de petróleo, o vento não criará ondulações no petróleo. Desta forma, em SAR, um derrame aparecerá como uma área mais lisa numa superfície oceânica de outro modo mais áspera.

Uma imagem SAR de um derrame de petróleo. Áreas mais claras representam mudanças no relevo, o derrame de petróleo é a área mais lisa e mais escura. (De: ESA Ocean Virtual Laboratory).

Outros perigos, tais como a proliferação de algas nocivas (HAB), plásticos ou mesmo fezes de animais, podem também causar anomalias na superfície do oceano. Desta forma, utilizando apenas SAR não seria possível distingui-los. Para fazer esta distinção, ASTRIIS propõe a utilização de um método auxiliar: a imagem híper espectral.

As câmaras RGB padrão, como as câmaras de fotografia digital, adquirem três valores de dados por pixel: vermelho, verde e azul. No entanto, o verdadeiro espectro de luz é contínuo, com cores no meio do espetro e como uma combinação daquelas. Uma câmara multiespectral ou híper espectral subdivide o espectro da luz e adquire de dezenas a centenas de valores por pixel. Desta forma, existe o potencial de distinguir entre materiais, mesmo que estes apareçam como a mesma cor ao olho humano. Este processo produz, no entanto, grandes quantidades de dados, o que é mais difícil de transmitir e processar se forem cobertas áreas maiores.

Uma imagem híper espectral de um derrame de petróleo. À esquerda, uma imagem RGB reconstruída a partir dos dados. No meio, os dados de uma única banda do espectro. À direita, uma imagem na qual os componentes da água foram removidos, destacando o derrame de petróleo como regiões mais escuras. (De: ESA Ocean Virtual Laboratory, pós-processado pela Tekever)

Desta forma, ASTRIIS propõe uma combinação de técnicas, em que uma área maior é digitalizada usando SAR, e uma vez detetados os perigos, usando imagens híper espectrais apenas sobre a área de interesse, o evento é classificado. Os sensores devem ser montados num sistema AR5; um veículo aéreo não tripulado desenvolvido pela Tekever com uma autonomia de 12 horas.

Um sistema AR5 com um sensor SAR equipado. As antenas para o sensor estão incorporadas nos retângulos escuros nos lados da fuselagem. (De: Tekever)

Fique atento ao website e LinkedIn do ASTRIIS para mais desenvolvimentos sobre esta e outras atividades em curso no projeto.