Méthode de détection des échappements de méthane des incendies de charbon par imagerie spectrale terrestre panoramique de haute résolution

LIU Yanqiu ,  

QIN Kai ,  

CAO Fei ,  

ZHONG Xiaoxing ,  

TIAN Weixue ,  

COHEN Jason Blake ,  

BAO Xingdong ,  

摘要

La Région autonome Ouïghour du Xinjiang, la Région autonome Hui du Ningxia, la Mongolie Intérieure et d'autres régions riches en ressources de charbon telles que des centaines de champs de charbon répartis dans de telles régions abondent en incendies de charbon. Le charbon brûlant émet une grande quantité de gaz à effet de serre, et la détection non organisée et la quantification sont confrontées à des difficultés, cependant, la contribution du charbon et du méthane aux émissions mondiales de gaz à effet de serre ne peut être ignorée. Compte tenu des restrictions imposées par la résolution satellitaire, la présente étude a utilisé des moyens de télédétection terrestre pour la détection du méthane provenant des incendies de charbon. En utilisant des images panoramiques à largeur à collecte en juin 2023 dans le domaine des incendies de charbon de Fukan, dans le Xinjiang, en combinant les caractéristiques optiques sensibles du méthane dans l'infrarouge à ondes courtes et des méthodes de décomposition spectrale de mélange, une série d'algorithmes adaptés à différents caractéristiques topographiques des échappements de méthane des incendies de charbon chauds et des contrôles de comparaison ont été présentés et évalués. Les résultats montrent: (1) Comparé aux indices de rétrodiffusion de méthane CH4I (CH4 Index) disponibles, l'étude a proposé une méthode améliorée d'amélioration d'image par moindres carrés MLSIE (Modified Least Squares Image Enhancement), une méthode de décomposition spectrale de dérivation basée sur le ratio RCH4I (Ratio-based Derivative Spectral Unmixing for CH4 Index) et l'indice de ratio spectral désaturé DSRCH4I (Deshadowed Spectral Ratio CH4 Index) montrent une meilleure efficacité dans la détection du méthane des sources d'incendies de charbon; (2) 2DSRCH4I3, MLSIE (2.3 μm) et l'algorithme RCH4I1 présentent de meilleurs résultats pour la détection des régions de charbon chaud à terrain complexe, parmi lesquels, 2DSRCH4I2 et MLSIE (2.3 μm) conviennent également aux régions de charbon montagne relativement simples, tandis que l'algorithme RCH4I1 est plus adapté aux zones actives de fuite (combustion vigoureuse); (3) L'algorithme MLSIE (2.3 μm) présente une forte universalité, l'algorithme 2DSRCH4I3 supprime efficacement les ombres fausses/positifs, présentant la meilleure efficacité de détection; (4) Cet article souligne que les échanges de méthane entre les échappements de charbon brûlant coexistent avec les flammes brûlantes et s'échappent sous forme de diffusion libre. Cette étude peut fournir une nouvelle méthode pour utiliser des spectromètres infrarouges à ondes courtes à base terrestre pour la détection du méthane provenant des incendies de charbon, ainsi qu'une nouvelle approche pour l'identification et l'alerte précoce des échappements combustibles de charbon.

关键词

incendies de charbon;méthane;spectroscopie haute résolution;infrarouge à ondes courtes;émissions non structurées;détection de la queue;suppression des ombres;gaz à effet de serre;changement climatique

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