Ứng dụng kỹ thuật viễn thám trong xác định sự cố tràn dầu: Tổng quan nghiên cứu

Với mật độ giao thông dày đặc, Biển Đông là một trong những tuyến vận tải bận rộn nhất và quan trọng nhất thế giới và cũng là nơi nhạy cảm cao đối với sự cố tràn dầu do các hoạt động hàng hải gây ra. Sự cố tràn dầu trên biển có thể gây ra thiệt hại lớn cho nền kinh tế - xã hội và tổn thương môi trường biển.

TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ GIAO THƠNG VẬN TẢI, SỐ 29-08/2018 81 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT VIỄN THÁM TRONG XÁC ĐỊNH SỰ CỐ TRÀN DẦU: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU APPLICATION OF REMOTE SENSING TECHNIQUES IN OIL SPILL EVENT: AN OVERVIEW Phan Minh Thụ1, Phạm Thị Phương Thảo2, Hồ Đình Duẩn3, Phạm Thị Anh4 Viện Hải dương học, 2Viện Vật lý Tp Hồ Chí Minh, 3Viện Địa lý Tài nguyên Tp Hồ Chí Minh (Viện Hàn lâm KHCNVN) Viện Nghiên Cứu Môi Trường Giao Thông, Trường Đại học Giao Thơng Vận Tải Tp.HCM Tóm tắt: Với mật độ giao thông dày đặc, Biển Đông tuyến vận tải bận rộn quan trọng giới nơi nhạy cảm cao cố tràn dầu hoạt động hàng hải gây Sự cố tràn dầu biển gây thiệt hại lớn cho kinh tế - xã hội tổn thương môi trường biển Vì vậy, việc xác định phạm vi vết dầu loang từ cố tràn dầu cần thiết để từ cung cấp liệu đầu vào cho mơ hình mơ lan truyền dầu biển, từ hỗ trợ đưa biện pháp ngăn chặn, giảm thiểu tác hại kinh tế mơi trường, viễn thám cơng cụ hỗ trợ hữu ích, nhanh chóng hiệu Bài báo tổng quan phương pháp ảnh viễn thám với nhiều nguồn liệu khác để xác định cố tràn dầu Biển Đông nói riêng giới nói chung Từ khóa: Môi trường biển, tràn dầu, viễn thám Chỉ số phân loại: 2.5 Abstract: Bien Dong is one of the busiest and densest marinetime routes in the world, and it is also highly sensitive to oil spills caused by shipping navigation Oil spills on the sea could cause major damage to socio-economy and marine environment It is therefore necessary to identify the scale of the oil spill to provide input data to marine oil spill simulation models, thereby supporting measures to prevent and minimize the damage to the economy and the environment, in which remote sensing is one of the most effective aid tools The paper presents an overview of remote sensing methods with various data sources to identify oil spills in Bien Dong in particularly and on the world in generally Keywords: Marine environment, oil spill, remote sensing Classification number: 2.5 Giới thiệu Tràn dầu có ảnh hưởng lớn sâu rộng gây tác hại nặng nề lâu dài đến đời sống kinh tế, xã hội tự nhiên Chính vậy, trường hợp xảy cố tràn dầu, công cụ giám sát công chúng truyền thông thể phản ứng dội bên liên quan đến cố Với mong muốn biết thông tin mức độ vị trí tràn dầu cách xác, qua giúp cho việc ứng phó cố tràn dầu thực cách hợp lý để giảm thiểu tác động cố, việc hỗ trợ tích cực từ cơng cụ phân tích viễn thám trở nên cần thiết Cùng phát triển hệ thống hạ tầng sở, loại vệ tinh công nghệ hỗ trợ, viễn thám sử dụng để kiểm tra cố tràn dầu biển trường hợp bất khả kháng chủ quan người, ví dụ xả thải dầu bất hợp pháp từ tàu Viễn thám cho phép xác định, phân vùng tác động tràn dầu tự nhiên kinh tế xã hội Bên cạnh đó, với hỗ trợ trạm quan sát mặt đất, công nghệ viễn thám ngày thể vai trị Ứng dụng viễn thám giám sát tràn dầu phổ biến lập đồ vết dầu tràn từ ảnh chụp địa tĩnh, ảnh máy bay không người lái ảnh vệ tinh radar Các kỹ thuật ứng dụng liệu vệ tinh để giám sát cách trực quan cố tràn dầu, diễn biến chúng cải thiện hạn chế để xác định vị trí cố tràn dầu xảy Bằng việc đánh giá tính cấp thiết ảnh hưởng cố tràn dầu, báo tổng quan ứng dụng kỹ thuật viễn thám để xác định cố tràn dầu biển Từ đề xuất quy trình giám sát cố tràn dầu kỹ thuật viễn thám 82 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 29, Aug 2018 Biển Đông: Khu vực nhạy cảm hoạt động hàng hải cố mơi trường Hình Tình hình hoạt động hàng hải Biển Đơng Ấn Độ Dương năm 2017 (https://www.marinetraffic.com) Biển Đông khu vực nhạy cảm giới hoạt động giao thông vận tải biển Tổng hợp tuyến vận tải thể hình Chính vậy, Biển Đơng nơi nhạy cảm cao cố tràn dầu hoạt động hàng hải gây Với mật độ giao thông dày đặc, Biển Đông tuyến vận tải bận rộn quan trọng giới, với nửa số tàu thương mại (trên 100.000 lượt năm) 1/3 lượng hàng hóa đường biển tồn cầu qua, có lẽ khơng có đáng ngạc nhiên nguy hàng hải Biển Đông tiếp tục gây ảnh hưởng đến tàu q trình vận chuyển hàng hố khu vực Một số vụ tai nạn điển hình gần đây: Tàu Bright Ruby bị chìm (do bão lớn, tháng 11/2011), tàu Royal Prime (mắc vào rạn bị chìm, tháng 12/2012), tàu Harita Bauxite (chìm sau động hỏng, tháng 2/2013), tàu Jung Soon (chìm thân tàu bị thủng, tháng 9/2013) Chỉ riêng tháng đầu năm 2017, nhiều tai nạn giao thông vận tải đường thuỷ xảy vùng biển đặc quyền kinh tế Việt Nam: Tàu Nhật Anh 18-BIDV chở khoảng 1873 than cám từ Cẩm Phả Đồng Nai gặp tai nạn vùng biển Thanh Hố (ngày 18/2/2017) bị chìm; tàu Cam Ranh 68 bị trôi neo mắc cạn vị trí gần phao hai luồng hàng hải Định An – Cần Thơ (ngày 13/2/2017); tàu Minh Đức Phát 68 từ cảng An Giang cảng Hải Phòng chở hàng hóa gồm 3038 gạo, cám đóng bao gặp tai nạn bị chìm vùng biển tỉnh Thái Bình (ngày 09/3/2017); tàu Lộc Phát Fortume chở 43.990 clinker rời đâm va với tàu container Sky Challenge chở 830TEU (15.958 tấn) hàng hoá khu vực phao số 8a luồng Sài Gòn – Vũng Tàu (ngày 11/3/2017) khơng có thiệt hại người hàng hố; tàu Hải Thành 26 - BLC trọng tải 3.000 chở clinker từ Hải Phòng Cần Thơ va chạm với tàu Petrolimex 14 vùng biển cách Vũng Tàu 44 hải lý phía Đơng (ngày 27/3/2017) bị chìm; tàu Minh Dương 8888 hành trình từ Sài Gịn Hải Phịng chở 2.786 tơn cuộn bị hỏng máy không khắc phục cách đảo Bình Ba, Khánh Hịa khoảng hải lý hướng Đơng Bắc (ngày 1/4/2017); tàu Bình Dương 658 chở 970 xi măng đóng bao từ Hải Phịng Nha Trang va chạm với tàu Hải Linh 02 chở 9850 dầu DO từ Vũng Tàu Hải phịng tàu Bình Dương 658 bị chìm (ngày 19/5/2017); tàu chở than VTB 26 với 4.700 than bị chìm sóng lớn từ bão số (ngày 17/7/2017); tàu Hợp Tiến 36 chở khoảng 2000 vật liệu xây dựng bị thủng vách ngăn bị chìm bờ biển Nha Trang khoảng 146 hải lý (ngày 2/8/2017); tàu vận tải Đức Cường trọng tải 4.811 chở 4.597.44 clinker gặp cố, nước tràn vào buồng máy, tàu thả trôi tự chìm dần qua vùng nước vị trí cách phao số cảng Nghi Sơn khoảng 0,32 hải lý phía Đơng Nam (ngày 6/8/2017); tàu Việt Hải 06 chở 3.000 thép ngang qua biển Ninh Thuận bất ngờ thủng vỏ bị chìm trình lai dắt vào cách bờ biển Ninh Chữ 500 m 21.000 lít dầu có nguy tràn biển (ngày 23/8/2017) Như tần suất xảy tai nạn hàng hải Biển Đông ngày diễn nhiều hơn, đó, nguy tràn dầu từ tai nạn ngày tăng Vì vậy, quan trắc giám sát cố tràn dầu biển góp phần quan trọng việc bảo vệ tài nguyên môi trường biển trình phát triển kinh tế hội nhập quốc tế Hệ thống quan trắc đại dương, kỹ thuật viễn thám cố tràn dầu Kể từ đời công nghệ không gian vào cuối năm 1950, phát triển hệ thống vệ tinh không gian công nghệ cảm biến, khả lưu trữ truyền liệu, kết hợp với nhu cầu ngày tăng sản phẩm liệu vệ tinh giúp cho việc mở rộng nhanh chóng ứng dụng ảnh viễn thám vào mục đích dân dụng, ví dụ khí tượng học, hàng khơng, định vị, truyền thơng Ngồi ra, kết nghiên cứu ứng dụng từ TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 29-08/2018 ảnh viễn thám chứng minh cơng cụ hữu ích lĩnh vực ứng dụng khác nông nghiệp, sử dụng đất thủy văn Các liệu viễn thám trở thành công cụ quan trọng để theo dõi biến động mơi trường (ví dụ q trình sinh địa hố hải dương học) cơng cụ đầy hứa hẹn để giám sát cảnh báo mơi trường (hình 2) [30, 38, 43, 46, 50] Hình Tương quan thời gian độ phân giải ảnh viễn thám với lĩnh vực nghiên cứu Trong lĩnh vực hải dương, kỹ thuật viễn thám lại góp phần khơng nhỏ cho nhiều nghiên cứu vùng biển xa, không gian rộng lớn mà chuyến khảo sát khó mà đạt Những kết giải đoán từ ảnh viễn thám nhiệt độ bề mặt biển, chl-a tầng mặt, độ mặn bề mặt biển, gió, dịng chảy, từ quy mơ nhỏ (địa phương) đến quy mơ tồn cầu (hình 1), mặt cho ta biết trạng phân bố tính chất bề mặt nước biển, mặt khác cịn sử dụng liệu đầu vào cho mơ hình sinh thái hải dương học, mơ hình cảnh báo cố mơi trường, mơ hình dự báo tiềm ngư trường biển Hệ thống quan trắc đại dương cung cấp thông tin liên quan đến hải dương học bề mặt toàn cột nước gần thời gian thực Hệ thống thực từ kỷ XIX nay, kỹ thuật cổ điển đến kỹ thuật quan trắc đại, tự động Những liệu khí tượng, thuỷ văn, hải dương, sinh học môi trường thực từ dự án hay chương trình nghiên cứu cấp quốc gia hợp tác quốc tế Bộ liệu thu thập số liệu khí tượng thực tàu Hải quân Mỹ giới thiệu từ năm 1853 [55] Tuy nhiên, liệu khí tượng, thủy văn, sinh học môi trường thu thập cách rời rạc, không lưu trữ cách hệ 83 thống năm 1980 Chính tác động mạnh mẽ tượng El Nino 1982/1983 lên hệ thống thủy văn, động lực, môi trường hải dương học, gây thiệt hại nặng nề cho kinh tế toàn cầu [4, 41], đặt yêu cầu cho việc giám sát quan trắc hải dương học toàn cầu Bắt đầu từ hệ thống TAO (Tropical Atmosphere Ocean) với hệ thống trạm đo cố định vùng quanh đai xích đạo Thái Bình Dương (1985–1994) [32] Hệ thống sau đổi thành TAO/TRITON bổ sung thêm TRITON (Triangle Trans-Ocean Buoy Network) vùng Tây Thái Bình Dương vào năm 2000 [20] Trong năm gần đây, vùng Đại Tây Dương Ấn Độ Dương thiết lập trạm quan trắc tự động PIRATA (Prediction and Research Moored Array in the Tropical Atlantic) [6] RAMA (Research Moored Array for African-Asian– Australian Monsoon Analysis and Prediction) [33] Năm 1988, với triển khai Chương trình Phao trơi Tồn cầu (Global Drifter Program) [40], hệ thống trạm quan trắc hải dương học tăng lên đáng kể số lượng liệu phục vụ cho nghiên cứu thủy động lực biển đại dương [27, 28] Tương tự yếu tố khí tượng, thủy văn, hải dương mơi trường, quan sát mực nước biển thực từ nhiều kỷ, đến năm 1985, Hệ thống Quan trắc Biển toàn cầu (Global Sea-Level Observing System GLOSS) thành lập Ủy ban Hải dương Liên Chính phủ (IOC) với hợp tác cung cấp liệu từ 70 quốc gia thành viên [36] GLOSS tiền thân PSMSL (Permanent Service for Mean Sea-Level) Hệ thống quan trắc Profiling floats trơi dạt, lặn sâu trồi lên mặt biển khoảng cách cố định thử nghiệm World Ocean Circulation Experiment, đến năm 1998, đề xuất việc hình thành mạng lưới phao trơi tồn cần Argo [3] xây dựng Đề xuất UNESCO cộng đồng khoa học chấp thuận Hội nghị thường niên OceanObs'99 Pháp Kết hợp tác 30 quốc gia, năm 2000 với tốc độ thiết lập khoảng 800 phao trôi năm, tồn khoảng 3800 toàn đại dương [2], liệu cung cấp thơng tin hải dương đến độ sâu 2000m 84 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 29, Aug 2018 Thêm vào đó, Chương trình Quan trắc Đại dương Tồn cầu (Global Ocean Observing System) nhận hợp tác tàu viễn dương toàn giới Tất số liệu khí tượng, thủy văn, hải dương môi trường chia sẻ sở liệu giới Hình Hệ thống trạm quan trắc TAO/TRI TON, PIRATA RAMA [19] Hệ thống quan trắc biển đại dương phương pháp viễn thám thực triển khai từ năm 1950 có nhiều ưu Dữ liệu viễn thám giải vấn đề phân bố khơng gian gia tăng tần suất quan trắc, giám sát hải dương học, giám sát đối tượng nghiên cứu khu vực mà biện pháp quan trắc truyền thống thực [24] Sự cố tràn dầu tràn biển xảy tương đối thường xuyên, đặc biệt tuyến vận tải (như vùng biển Đơng Nam Á [26, 47][13], Biển Đen Đông Hải [19, 49] từ khu vực khai thác dầu khí ngồi khơi [1, 16] Hàng năm, tổng lượng dầu thải bề mặt biển có nguồn gốc từ 48% nhiên liệu, 29% dầu thô 5% đến từ tai nạn tàu vận chuyển dầu Pavlakis cs [44] phương pháp phân tích 190 ảnh SAR ERS-1, cố tràn dầu xảy Địa Trung Hải có tần suất cao đáng kể so với báo cáo vụ tai nạn tàu cho nhà chức trách Theo Cơ quan Vũ trụ châu Âu (European Space Agency) (năm 1998), 45% lượng dầu thải biển có nguồn gốc từ hoạt động vận tải biển Mặc dù chưa có nghiên cứu mối quan hệ tổng lượng dầu tràn có cố thiệt hại sinh thái kinh tế cố gây ra, chúng gây thiệt hại to lớn tự nhiên, sinh thái, kinh tế sức khoẻ người [39] Do đó, việc giám sát cố tràn dầu dự báo diễn biến cố góp phần giảm thiểu thiệt hại Công nghệ viễn thám ngày đóng vai trị quan trọng việc xác định cố tràn dầu [14, 15] Khả giám sát cố dựa liệu viễn thám chứng minh cơng trình cơng bố nhiều vùng biển khác loại ảnh vệ tinh khác Ví dụ, ảnh vệ tinh ERS-1 sử dụng để xác định cố tràn dầu vùng biển Na Uy [5, 54] ảnh ERS bờ biển Tây Ban Nha [31] Cho đến nay, hình ảnh vệ tinh SAR lựa chọn tốt để theo dõi cố tràn dầu Bên cạnh đó, ảnh vệ tinh quang học laser góp phần đáng kể việc xác định cố Xử lý ảnh SAR để xác định cố tràn dầu biển đại dương nghiên cứu rộng rãi Có ba loại thuật tốn để xác định có tràn dầu Loại dựa chế vật lý việc phân loại phản xạ đối tượng [7, 8]; loại thứ hai dựa đặc trưng thống kê điểm ảnh vị trí xảy cố tràn dầu [9, 34, 51, 57, 59] thứ ba phương pháp dựa kỹ xử lý ảnh SAR chuyên gia [10, 21, 25] Trong hầu hết trường hợp xác định cố tràn dầu, phương pháp phân tích ảnh SAR chia thành phương pháp khơng giám sát (unsupervised classification) phương pháp giám sát (supervised classification) Một số tác giả sử dụng ma trận hiệp phương sai Wishart để mô tả cố tràn dầu từ liệu SAR [8, 56] Yu cs [58] sử dụng phương pháp phát triển vùng biên thời hạn để thực phân đoạn phân nhóm ảnh SAR, đó, Horta cs [18] tích hợp phương pháp với phân lớp không giám sát cho liệu SAR để chuyển lớp chưa phân chia hoàn thành thành lớp phân chia hồn tồn, từ đạt kết xác định tốt Zhen Chang [60] hàm biến đổi Wavelet thuật toán phân loại khơng giám sát với mơ hình ẩn Markov để xác định vị trí tràn dầu Tuy nhiên, kết phương pháp phân loại không giám sát khơng thể đảm bảo mức độ tối ưu hóa quy mơ tồn cầu, cho kết tốt khởi đầu tính khả thi kết không mạnh cần số giả định sơ [37] Trong đó, phương pháp phân loại có giám sát khơng địi hỏi giả định TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ GIAO THƠNG VẬN TẢI, SỐ 29-08/2018 đạt độ xác phân loại cao Ersahin cs [12] dựa vào lý thuyết phổ để phân loại có giám sát liệu SAR; Kiranyaz cs [22] nương theo kết phân loại có giám sát tích hợp với mơ hình mạng nơ-ron cho kết có độ xác cao Hơn nữa, việc tích hợp phân tích ảnh SAR với mơ hình hải dương học cho phép xác định nguồn gốc gây cố tràn dầu [29] Bên cạnh thành công việc dùng SAR để giám sát cố tràn dầu, ảnh viễn thám thụ động quang học sử dụng trường hợp Haule cs [17] tỷ lệ band xanh band đỏ xác định nơi phân bố dầu Petrobaltic Như vậy, nghiên cứu thời gian qua cải thiện nâng cao hiệu xác định cố tràn dầu Tuy nhiên, vấn đề quan trọng không xác định cố tràn dầu mà làm để giảm thiểu thiệt hại cố tràn dầu gây cảnh báo xảy cố tràn dầu Ngày này, hàng loại công cụ giám sát từ xa triển khai toàn giới (các vệ tinh, trạm quan trắc cố định di động, máy bay không người lái ) Việc phát triển hệ thống vệ tinh SAR mở rộng nhanh tín hiệu đáng mừng cho việc giám sát cố tràn dầu Các hệ thống vệ tinh giám sát biển chắn khác với hệ thống sử dụng để phát dầu bờ biển Do đó, hệ thống khơng thể đáp ứng chức giám sát tất khu vực Đối với chức định, nhiều loại hệ thống giám sát thực cần thiết quan trọng phải xem xét đến mục tiêu cuối việc sử dụng liệu, từ định đến độ phân giải đặc tính liệu viễn thám Đây nhu cầu đặt không riêng quốc gia Mục tiêu cuối việc giám sát cố tràn dầu vị trí cố tràn dầu, thực thi hỗ trợ việc giải hậu cố Một hệ thống cảnh báo cố tràn dầu hồn chỉnh đáp ứng nội dung sau: - Xác định vị trí xảy cố tràn dầu; - Giám sát phát vết dầu loang; - Cung cấp chứng cụ thể để truy vấn nguồn gốc cố tràn dầu; - Hỗ trợ thực thi pháp luật xảy cố tràn dầu, tàu xả dầu; 85 - Hiển thị hướng dẫn biện pháp đối phó cố tràn dầu - Truy xuất, xác định phương hướng di chuyển dầu tràn Ở Việt Nam, việc ứng dụng viễn thám xác định cố tràn dầu biển đề cập số trường hợp cụ thể Việc phát sớm, ứng phó cố tràn dầu nhiễm mơi trường biển có bước tiến nhảy vọt nhờ cơng nghệ tiên tiến, có cơng nghệ viễn thám GIS [11, 35, 42, 45, 52, 53] Các nguồn ảnh vệ tinh, quang học radar, với mơ hình động lực phần mềm tiên tiến xử lý ảnh, công cụ đắc lực lĩnh vực Sự đa dạng nguồn ảnh vệ tinh, từ khoảng che phủ rộng với độ phân giải không gian thấp, đến độ phân giải không gian siêu cao, độ phân giải phổ siêu cao tần suất ảnh lớn, giúp cho cơng việc phát hiện, ứng phó với cố tràn dầu biển thuận lợi hết Quy trình xác định cố tràn dầu biển kỹ thuật viễn thám Dựa kết nghiên cứu việc ứng dụng công nghệ viễn thám giám sát cố tràn dầu, nhóm nghiên cứu đề xuất quy trình cảnh báo tràn dầu theo sơ đồ hình với nguồn liệu đầu vào ảnh vệ tinh radar ảnh quang học có hỗ trợ liệu khí tượng, thuỷ văn động lực, mơ hình động lực Hình Sơ đồ khối xây dựng quy trình cảnh báo tràn dầu Nền tảng quy trình trình xử lý, phân lớp vết dầu tràn dấu vết tương tự Tùy thuộc vào loại ảnh viễn thám khác nhau, mà kỹ thuật phân tích để giám sát cố tràn dầu biển khác Hiện liệu viễn thám sử dụng để xác định dầu tràn biển sau: Phương pháp thụ động để phát lập đồ: Đây phương pháp phổ biến để phát lập đồ tràn dầu, bao 86 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 29, Aug 2018 gồm kỹ thuật sử dụng ảnh quang phổ khả kiến hồng ngoại, bước sóng khác tia cực tím cận hồng ngoại thường sử dụng Phương pháp phân tích quang học: Dầu hiển thị thuộc tính quang học nhỏ vùng từ tia cực tím đến gần hồng ngoại với mức độ phản xạ độ hấp thụ khác Sự khác biệt đặc tính quang họccủa loại dầu phụ thuộc vào mức độ bốc hơi, điều kiện thời tiết ánh sáng Mặt trời Sự khác biệt đặc tính quang học dầu nước khơng thể rõ vùng ánh sáng khả kiến, khơng thể xác định phân loại dầu cách sử dụng liệu quang học vùng ánh sáng khả kiến, đặc biệt trường hợp chưa biết vị trí cố tràn dầu Kỹ thuật phân tích phổ ánh sáng khả kiến: Phổ ánh sáng khả kiến có bước sóng từ 400 đến 700 nm Trong vùng này, phản xạ ánh sáng dầu lớn nước, không cho thấy xu hướng hấp thụ phản xạ cụ thể Các lớp dầu bóng lớp bóng mượt xuất màu bạc với mắt người phản ánh ánh sáng dãy phổ rộng - xa màu xanh dương Các lớp dầu dày dường có màu với dầu rời, điển hình màu nâu đen Dầu có hiệu ứng phân cực ánh sáng, để phân biệt nước với dầu, ống kính phân cực cải thiện độ tương phản Đặc biệt ánh sáng phản xạ từ mặt nước phản xạ góc 53 độ (góc Brewster), kỹ thuật chụp ảnh quang học với góc chụp 53 độ làm tăng độ tương phản lên tới 100% Điều chứng tỏ liệu ảnh viễn thám vùng ánh sáng khả kiến sử dụng để xác định dầu tràn cần thêm công cụ bỗ trợ khác Kỹ thuật sử dụng ảnh hồng ngoại (Infrared – IR): Dầu có độ dày lớn 10 μm hấp thụ ánh sáng khả kiến phản xạ phần ánh sáng phổ hồng ngoại, chủ yếu bước sóng 8-14 μm Dưới ánh sáng lượng Mặt trời, dầu phát xạ hồng ngoại Dầu dày đặc "nóng" so với nước khu vực xung quanh ảnh hồng ngoại, lớp dầu dày trung bình có lẽ "mát" lớp dầu mỏng không phân biệt với nước Độ dày vùng chuyển tiếp đến, khác biệt lớp "lạnh" "nóng" khoảng 50 150 μm, độ dày khoảng 10-70 μm phát Tuy nhiên, sử dụng cảm biến hồng ngoại cho tràn dầu bước sóng 8-14 μm, kết cho thấy khơng có khác biệt quang phổ với độ dày điều kiện khác [48], kết kiểm tra camera hồng ngoại vào ban đêm cho thấy phát dầu (dầu thường lạnh vùng xung quanh) vào ban ngày dường khơng có khác Do chi phí thấp cho cảm biển IR nên liệu viễn thám vùng ánh sáng sử dụng, nhiên kết không cho phép đánh giá độ dày mỏng lớp dầu tràn Kỹ thuật sử dụng ánh sáng cận hồng ngoại (NIR): Các tia NIR có bước sóng 0,751,4 μm sử dụng để xác định vết dầu tràn thời gian ngắn Dữ liệu NIR sử dụng để xác lập đồ tràn dầu Dữ liệu AVRIS dùng để xác định vết dầu tràn cịn sót lại vịnh Barataria, Louisiana, sau vụ tràn dầu Deepwater Horizon với độ xác lên đến 87,5-93,3% Vùng dầu loang mở rộng vào vùng ngập lầy đến 10,5 m làm thay đổi vùng bờ biển Một cách tổng quát cần tiếp tục nghiên cứu việc sử dụng IR gần để mở rộng ứng dụng cho cố tràn dầu Sử dụng liệu ảnh cực tím (UV): Dầu hiển thị rõ ràng ánh sáng Mặt trời vùng tia UV Do đó, cảm biến tia cực tím sử dụng để lập đồ lớp phủ dầu bóng có độ phản xạ UV cao độ dày thấp (