Científicos chinos han logrado un importante avance en el campo de la obtención de imágenes tridimensionales mediante teledetección de gases.
Avance tecnológico: del plano bidimensional al sólido tridimensional.
Las tecnologías tradicionales de detección de fugas de gas normalmente solo adquieren información de imagen bidimensional desde un único ángulo, lo que dificulta determinar con precisión la distribución espacial, el volumen y la dirección de difusión de las columnas de gas. Sin embargo, el sistema de imágenes de teledetección de gases multiespectrales desarrollado por el Instituto de Óptica de Anhui y Fine Mechanics ha cambiado por completo esta situación.
La característica más impresionante del sistema es su capacidad para detectar fugas de nubes de gas. en tan solo 200 milisegundos , con una similitud estructural de 0,940. Esto significa que, en caso de una fuga repentina de gas en un parque industrial químico, el sistema de monitoreo puede detectar el peligro en el abrir y cerrar de ojos , ganando un tiempo valioso para la respuesta ante emergencias.
Aún más emocionante es que este sistema puede realizar un monitoreo tridimensional remoto a gran escala de hasta 490 tipos de gases contaminantes utilizando un solo instrumento. Ya se trate de gases residuales industriales comunes o de contaminantes químicos complejos, nada escapa a su mirada perspicaz.
Tecnología clave: El aprendizaje profundo permite la reconstrucción 3D.
Para escenarios de fugas de gas espaciales a gran escala, el equipo desarrolló de forma independiente un Red de generación y reconstrucción de columnas de gas 3D basada en aprendizaje profundo Esta tecnología innovadora resuelve el problema de que los métodos tradicionales de posicionamiento espacial y reconstrucción de la distribución de la columna de gas requieren múltiples instrumentos o datos de medición multiángulo. Puede completar la reconstrucción del posicionamiento espacial y la distribución del gas utilizando un único sistema de telemetría remota por infrarrojos. y ha sido verificado mediante experimentos de campo.
Este avance tecnológico se hace eco de recientes investigaciones internacionales de vanguardia. Investigadores del Laboratorio Nacional de Los Alamos y de la Universidad Estatal de Utah también están explorando el uso de la tecnología de campo de radiación neuronal para reconstruir escenas de gas tridimensionales a partir de múltiples imágenes hiperespectrales infrarrojas. Sin embargo, la ventaja del equipo de la Isla Científica de Hefei radica en que no solo lograron la reconstrucción tridimensional, sino que también resolvieron simultáneamente dos desafíos fundamentales: identificación de múltiples gases y Ubicación precisa del origen de la fuga .
Resultados de la investigación: Dos publicaciones destacadas en revistas internacionales.
Los dos logros tecnológicos innovadores del equipo han sido publicados en revistas académicas de renombre internacional. *Ciencia Ambiental Internacional* y *Teledetección* Esto demuestra que el trabajo de investigación de los científicos chinos en el campo de la obtención de imágenes mediante teledetección de gases ha obtenido un amplio reconocimiento por parte de la comunidad académica internacional.
Perspectivas de aplicación: Garantizar la seguridad y proteger las montañas verdes y las aguas cristalinas.
Esta tecnología revolucionaria tiene un potencial de aplicación muy amplio:
Supervisión de la seguridad en parques industriales químicos
En los últimos años, se han producido con frecuencia accidentes graves como incendios y explosiones causados por fugas de gas. Este sistema se puede desplegar alrededor de parques industriales químicos para lograr Monitorización tridimensional ininterrumpida durante 24 horas Una vez detectada una fuga anormal, el sistema activará inmediatamente una alarma y localizará con precisión el origen de la fuga, mejorando significativamente el nivel de seguridad química.
Reglamento sobre emisiones de escape de buques portuarios
Con el desarrollo de la industria naviera mundial, las emisiones de escape de los barcos se han convertido en una fuente importante de contaminación del aire en las ciudades costeras. Este sistema puede medir de forma remota las emisiones de escape de los buques que entran y salen de los puertos. , monitoreando con precisión las emisiones de contaminantes como óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno.
Monitoreo ambiental urbano y análisis de la composición de materiales
El sistema también puede utilizarse ampliamente en el monitoreo de la calidad del aire urbano, la investigación de fuentes de contaminación industrial e incluso Ensayos no destructivos de la composición del material .
Importancia para la industria: De la "monitorización puntual" a la "detección tridimensional"
Durante mucho tiempo, la monitorización de gases se ha basado principalmente en sensores puntuales o análisis de muestreo de un solo punto, lo que dificulta comprender completamente las características de distribución espacial de la difusión de gas. Este avance del equipo de la Isla de la Ciencia de Hefei significa que la tecnología de monitoreo de gas es dando un salto adelante desde "basado en puntos" y "planar" a "tridimensional" e "inteligente".
Esta evolución tecnológica es altamente coherente con las tendencias internacionales. Recientemente, científicos europeos han estado estudiando las emisiones de gases de efecto invernadero en la región amazónica a través de la campaña aérea CoMet 3.0, mientras que gigantes energéticos internacionales como Total Energy están colaborando con GHGSat para desarrollar tecnología de monitoreo de metano por satélite. Los avances logrados por científicos chinos en el campo de la obtención de imágenes terrestres 3D de alta precisión, junto con estos esfuerzos internacionales, han formado una red de monitoreo tridimensional integral desde tierra hasta el espacio. .
Mirando hacia el futuro
Con la continua maduración de la tecnología y su industrialización, se prevé que este sistema de imágenes 3D para la teledetección de gases se utilice ampliamente en parques industriales químicos clave, puertos y estaciones de monitoreo ambiental en todo el país en los próximos años. Proporcionará un sólido respaldo científico y tecnológico a China para alcanzar sus objetivos de "doble carbono" y mejorar sus capacidades de gobernanza ambiental.
Este logro innovador, originado en la Isla de la Ciencia de Hefei, demuestra una vez más que los científicos chinos son capaces de superar desafíos tecnológicos clave y aportar la sabiduría china a la protección del medio ambiente y la seguridad pública a nivel mundial, en su esfuerzo por alcanzar la vanguardia de la ciencia y la tecnología globales y satisfacer las principales necesidades del país.