Cientistas chineses fizeram um grande avanço na área de sensoriamento remoto de gases, produzindo imagens tridimensionais.

Avanço tecnológico: do plano bidimensional ao sólido tridimensional

As tecnologias tradicionais de detecção de vazamentos de gás normalmente adquirem informações de imagem bidimensionais apenas de um único ângulo, dificultando a determinação precisa da distribuição espacial, do volume e da direção de difusão das plumas de gás. No entanto, o sistema de imageamento remoto de gás multiespectral desenvolvido pelo Instituto de Óptica de Anhui e A Fine Mechanics mudou completamente essa situação.

A característica mais impressionante do sistema é sua capacidade de detectar vazamentos de nuvens de gás. em apenas 200 milissegundos , com uma similaridade estrutural de 0,940. Isso significa que, em caso de vazamento repentino de gás em um parque industrial químico, o sistema de monitoramento pode detectar o perigo em Num piscar de olhos , ganhando tempo valioso para a resposta a emergências.

Ainda mais empolgante é que esse sistema pode realizar monitoramento remoto tridimensional em larga escala de até 490 tipos de gases poluentes usando apenas um único instrumento. Sejam gases residuais industriais comuns ou poluentes químicos complexos, nada escapa ao seu olhar atento.

Tecnologia principal: Aprendizado profundo possibilita a reconstrução 3D

Para cenários de vazamento de gás em larga escala, a equipe desenvolveu de forma independente um Rede de reconstrução e geração de plumas de gás 3D baseada em aprendizado profundo Essa tecnologia inovadora resolve o problema de que os métodos tradicionais de posicionamento espacial e reconstrução da distribuição de plumas de gás exigem múltiplos instrumentos ou dados de medição multiangulares. É possível realizar o posicionamento espacial e a reconstrução da distribuição de gás utilizando apenas um único sistema de telemetria remota por infravermelho. e foi verificada por meio de experimentos de campo.

Essa inovação tecnológica reflete pesquisas internacionais de ponta recentes. Pesquisadores do Laboratório Nacional de Los Alamos e da Universidade Estadual de Utah também estão explorando o uso da tecnologia de campo de radiação neural para reconstruir cenas de gás tridimensionais a partir de múltiplas imagens hiperespectrais infravermelhas. No entanto, a vantagem da equipe da Ilha da Ciência de Hefei reside no fato de que eles não apenas alcançaram a reconstrução tridimensional, mas também resolveram simultaneamente dois desafios fundamentais: identificação de múltiplos gases e localização precisa da fonte do vazamento .

Resultados da pesquisa: Duas publicações em periódicos internacionais de alto nível

As duas conquistas tecnológicas inovadoras da equipe foram publicadas em revistas acadêmicas de renome internacional. *Ciência Ambiental Internacional* e *Sensoriamento Remoto* Isso demonstra que o trabalho de pesquisa de cientistas chineses na área de imagens de sensoriamento remoto de gases obteve amplo reconhecimento da comunidade acadêmica internacional.

Perspectivas de Aplicação: Salvaguardar a Segurança e Proteger Montanhas Verdes e Águas Cristalinas

Essa tecnologia inovadora tem um amplo leque de aplicações:

Monitoramento de segurança de parques industriais químicos

Nos últimos anos, acidentes graves e perigosos, como incêndios e explosões causados ​​por vazamentos de gás, têm ocorrido com frequência. Este sistema pode ser implantado em parques industriais químicos para atingir esse objetivo. Monitoramento tridimensional ininterrupto 24 horas por dia Assim que um vazamento anormal for detectado, um alarme soará imediatamente e a origem do vazamento será localizada com precisão, melhorando significativamente o nível de segurança química.

Regulamento de emissões de gases de escape de navios portuários

Com o desenvolvimento da indústria naval global, as emissões de gases de escape dos navios tornaram-se uma fonte significativa de poluição atmosférica nas cidades costeiras. Este sistema pode medir remotamente as emissões de gases de escape de navios que entram e saem dos portos , monitorando com precisão as emissões de poluentes como óxidos de enxofre e óxidos de nitrogênio.

Monitoramento ambiental urbano e testes de composição de materiais

O sistema também pode ser amplamente utilizado no monitoramento da qualidade do ar urbano, na investigação de fontes de poluição industrial e até mesmo Ensaios não destrutivos da composição do material .

Significado para a indústria: da "monitorização pontual" à "detecção tridimensional"

Durante muito tempo, o monitoramento de gases baseou-se principalmente em sensores pontuais ou A análise de amostragem de ponto único dificulta a compreensão completa das características de distribuição espacial da difusão de gases. Essa descoberta da equipe da Ilha de Ciências de Hefei demonstra que a tecnologia de monitoramento de gases está... dando um salto em frente de "baseado em pontos" e "planar" para "Tridimensional" e "inteligente".

Essa evolução tecnológica está em plena consonância com as tendências internacionais. Recentemente, cientistas europeus têm estudado as emissões de gases de efeito estufa na região amazônica por meio da campanha aérea CoMet 3.0, enquanto gigantes internacionais da energia, como a Total Energy, colaboram com a GHGSat para desenvolver tecnologia de monitoramento de metano por satélite. Os avanços realizados por cientistas chineses na área de imagens terrestres 3D de alta precisão, juntamente com esses esforços internacionais, têm formado um cenário promissor. uma rede de monitoramento tridimensional abrangente, da Terra ao espaço. .

Olhando para o futuro

Com o amadurecimento contínuo da tecnologia e sua industrialização, espera-se que este sistema de imageamento 3D por sensoriamento remoto de gases seja amplamente utilizado em importantes parques industriais químicos, portos e estações de monitoramento ambiental em todo o país nos próximos anos. Ele fornecerá um forte suporte científico e tecnológico para que a China alcance suas metas de "dupla emissão de carbono" e aprimore suas capacidades de governança ambiental.

Essa conquista inovadora, originária da Ilha da Ciência de Hefei, comprova mais uma vez que os cientistas chineses são capazes de superar desafios tecnológicos cruciais e contribuir com o conhecimento chinês para a proteção ambiental global e a segurança pública, enquanto se esforçam para alcançar a vanguarda da ciência e tecnologia globais e atender às principais necessidades do país.