다중 원천 국산 하이퍼스펙트럼 위성을 이용한 유전 메탄 배출 시간 변화 분석

YANG Keyi ,  

HAN Ge ,  

HE Hu ,  

PEI Zhipeng ,  

MAO Huiqin ,  

LI Siwei ,  

CHEN Cuihong ,  

GONG Ruxiang ,  

GONG Wei ,  

摘要

석유 및 가스 산업의 메탄 배출은 간헐적(높은 가변성과 무작위성) 배출과 지속적 배출 두 가지 형태를 보인다. 단일 위성 데이터 소스는 유효 관측 횟수 제한으로 인해 고간헐성 메탄 배출 사건을 누락할 수 있다. 본 연구에서는 중국산 하이퍼스펙트럼 위성 3기(ZY-1E(자원 1호 02D), GF-5B(고분 5호 02), GF-5A(고분 5호 01A))에 탑재된 가시광 및 단파 적외선 고분해능 영상장비 AHSI 데이터를 활용하여 미국 페름기 분지의 메탄 배출을 탐지하였다. 탐지 플룸 빈도(f) 계산을 통해 점원 지속성을 분석하고, Carbon Mapper가 제공한 메탄 점원 데이터를 결합하여 특정 점원의 시간 변화 특성을 분석함으로써 석유 및 가스 산업 메탄 배출의 공간적 불균질성과 시간적 변이성에 대한 세밀한 정보를 제공하였다. 실험 결과는 다음과 같다: (1) L1 가중 재귀 ISTA 매칭 필터 알고리즘 실험은 ±18%에서 -16% 범위의 정확도를 보였으며 역산 결과가 비교적 정확하였다. 또한, ‘品’자형 중첩 영역에 위치한 두 점원에 대한 평균 관측 오차는 2.38%였다. (2) 연구구역에서 총 56개의 메탄 점원이 탐지되었으며, 분포 비율은 약 55.36%가 생산 과정, 약 33.93%가 수집 과정, 약 10.71%가 가공 과정에서 발생했고 배출량 비율은 약 58.19%가 생산, 약 28.74%가 수집, 약 13.07%가 가공 과정에서 나타났다. (3) 탐지된 점원 중 고간헐점원(0 < f ≤ 0.25)은 수량의 77.97%, 배출량의 67.35%를 차지하며, 지속성이 높은 배출원(0.50 < f ≤ 1)은 수량 5.56%, 배출량 10.59%를 차지하였다. (4) 선택한 세 점원의 배출 속도는 모두 12월에 최고, 8월에 최저를 기록하였으며, 이는 미국 석유 및 가스 생산량의 계절적 변동성(6~8월 저조, 12월 고조)과 관련이 있을 수 있다. (5) 또한, 헤인스빌, 루마일라, 투르크메니스탄 서부 유전 등 3곳의 대표 유전에서 총 6개의 메탄 배출 점원이 탐지되었으며, 그중 투르크메니스탄 서부 유전에는 지속적 배출원이 존재하였다. 해당 점원의 유효 횡단 영상 수는 2회였으나 두 번 모두 메탄 배출이 확인되었다.

关键词

고분 5호 02; 고분 5호 01A; 자원 1호 02D; 메탄 배출원 탐지; 탐지 플룸 빈도; 페름기 분지

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