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一、實驗目的
1、保障人類健康
石油中含有多種有毒物質，如苯及其衍生物等，這些物質對人體健康 構成嚴重威脅。當石油泄漏到環境中，特別是水域或土壤中時，這些 有毒物質可能通過食物鏈、水源或空氣等途徑進入人體，導致中毒、 疾病甚至死亡。因此，及時檢測石油泄漏并采取措施進行清理，是保障人類健康的重要措施。
2、保護生態環境
石油泄漏對生態環境的破壞是巨大的。在水域中，石油會形成油膜， 阻隔大氣與水體之間的氣體交換，導致水體缺氧，影響水生生物的生 存。同時，石油中的有毒物質會對水生生物造成直接傷害，甚至導致 生物死亡。在陸地上，石油泄漏會污染土壤，影響植被生長，破壞生 態平衡。因此，檢測石油泄漏并及時處理，是保護生態環境、維護生態平衡的必要手段。
3、減少經濟損失
石油泄漏不僅會對環境和人類健康造成損害，還會帶來巨大的經濟損 失。在漁業方面，石油泄漏會導致魚類死亡或品質下降，降低其經濟 價值；在旅游業方面，受污染的海灘和景觀會失去吸引力，影響旅游 業的發展。此外，石油泄漏后的清理工作需要投入大量的人力、物力 和財力。因此，及時檢測石油泄漏并采取措施進行預防和處理，可以有效減少經濟損失。
4、提高能源運輸安全
石油是現代社會的重要能源之一，其運輸安全直接關系到國家能源安 全和經濟發展。油氣管道是石油運輸的主要方式之一，但管道泄漏現 象時有發生。通過檢測石油泄漏并及時處理，可以確保油氣管道的安全運行，提高能源運輸的可靠性和安全性。
二、實驗器材
實驗測試儀器列表
設備名稱 | 型號 | 配置明細 | 備注 |
FS-23 | 光譜范圍：400- 1000nm； 光譜分辨率：2.5nm | ||
太陽光 | - | 覆蓋光譜范圍：全光譜 |
三、實驗步驟與數據分析
1.在默認太陽光下，搭建油體泄漏場景，過程中用機油模擬，使用高光譜測試能否將兩者進行區分
2.測試過程如圖，在此場景中放入反射率校準板，把機油倒在水中，機油慢慢擴散，并與水體分離，使用相機拍照
3、拍攝影像，使用 figstu 打開
4、原始信號光譜曲線
5、不同區域對比
6、原始信號光譜區分，光譜查看是有差異的，但并沒有明顯體現
7、接下來準備聚類，排除雜物影像，我們把數據進行反射率矯正，圖片空間上進行裁剪
8、反射率光譜曲線查看，也有明顯不同
9、接下來使用非監督聚類功能，聚類個數 4 ，迭代次數 20 ，可以看到對空間中不同物質進行的劃分，有一定效果
非監督聚類功能，聚類個數 5 ，迭代次數 30 ，由于實際拍攝過程 中機油在不斷擴散，導致分布位置很不均勻，有些位置油層較厚，有些則比較薄，得出的聚類結果也不相同。但可以明確可以進行區分
注：圖中還有陰影位置，白板遮住陽光所致，反射率差異也會比較大，被單獨歸為一類
總之，高光譜相機在油體泄漏檢測方面具有獨特的優勢和廣泛的應用前景。隨著技術的不斷發展，高光譜相機將在環境保護、安全生產等領域發揮越來越重要的作用。
