Ground-Based Hyperspectral Imaging Detection Method for Methane Escape from Coal Fire Sources
摘要
مناطقنا الغنية بموارد الفحم مثل شينجيانغ ونينغشيا ومنغوليا الداخلية تحتوي على مئات من مناطق اندلاع الفحم. تنبعث من نيران الفحم كميات كبيرة من الغازات الدفيئة، وصعوبة عملية الكشف والقياس ينجم عن فوضى هذه الانبعاثات تجعلها كربون مفقود في قائمة الارصاد الحالية. لكن مساهمة الفحم والميثان في انبعاثات الغازات الدفيئة على مستوى عالمي لا يمكن تجاهلها. نظرًا لقيود دقة الأقمار الصناعية، اعتمدت هذه الدراسة على وسائل الاستشعار النشطة للوصول إلى كشف الميثان من مناطق اندلاع الفحم. باستخدام مجموعة صور فضائية عريضة النطاق لمنطقة اندلاع الفحم في فوكان بشينجيانغ في يونيو 2023، وباستخدام خصائص الامتصاص البصري للميثان في الأشعة تحت الحمراء القصيرة وتحليل البكسلات المختلطة للصور الفضائية ذات الطيف العالي، تم إعداد مجموعة من الخوارزميات المناسبة للكشف عن ميثان من مناطق الفحم الساخنة ذات الطبيعة المختلفة، وتمت مقارنة الأداء وتقييم النتائج لكل منها. أظهرت النتائج: (1) أن خوارزميات MLSIE و RCH4I وDSRCH4I التي اقترحت في هذه الدراسة من حيث كشف ميثان من مناطق اندلاع الفحم تظهر أداءً أفضل. (2) أن خوارزميات 2DSRCH4I3 و MLSIE (2.3μm) و RCH4I1 تظهر أداءًا جيدًا لكشف مناطق اندلاع الفحم ذات التضاريس الكثيفة، بينما تعتبر خوارزميتان 2DSRCH4I وMLSIE (2.3μm) مناسبتان أيضًا لمناطق الفحم الجبلية النسبية الأحادية، بينما تظهر خوارزمية RCH4I1 أفضلية لمناطق اندلاع الفحم النشطة بكميات تسرب كبيرة. (3) أن خوارزمية MLSIE (2.3μm) لها تطبيق عام قوي، وأن خوارزمية 2DSRCH4I3 تكبح الحاصلات الكاذبة بشكل فعال، وتظهر الكفاءة الأفضل. (4) أن الخوارزميات في هذه الدراسة أظهرت وجود تسرب ميثان من مناطق الفحم بصورتين: وجود مع اللهب المشتعل والتسرب بشكل حر. قدمت هذه الدراسة طريقة جديدة لاستخدام جهاز تصوير الطيف العالي من الأشعة تحت الحمراء القصيرة بالأقمار الصناعية لكشف ميثان الفحم، وتوفرت فكرة جديدة لمرحلة التعرف والتنبيه المبكر لاندلاع الفحم من منظور تسرب الميثان.
关键词
coal fire;methane;Hyperspectral imaging;SWIR;Unorganized emissions;Plume detection;Artifact suppression;Greenhouse gas;climate change