Китайские ученые совершили крупный прорыв в области трехмерной визуализации газового дистанционного зондирования.
Технологический прорыв: от двумерной плоскости к трехмерному телу.
Традиционные технологии обнаружения утечек газа обычно получают только двухмерное изображение под одним углом, что затрудняет точное определение пространственного распределения, объема и направления распространения газовых выбросов. Однако, многоспектральная система дистанционного зондирования газов, разработанная Аньхойским институтом оптики и Компания Fine Mechanics полностью изменила эту ситуацию.
Наиболее впечатляющей особенностью системы является ее способность обнаруживать утечки газовых облаков. всего за 200 миллисекунд с коэффициентом структурного сходства 0,940. Это означает, что в случае внезапной утечки газа в химическом промышленном парке система мониторинга сможет обнаружить опасность. моргание глаза , что позволяет выиграть ценное время для реагирования на чрезвычайную ситуацию.
Ещё более впечатляет то, что эта система способна осуществлять крупномасштабный дистанционный трёхмерный мониторинг на расстоянии до 490 видов загрязняющих газов с использованием всего одного прибора. Будь то обычные промышленные отходящие газы или сложные химические загрязнители, ничто не ускользает от его пристального взгляда.
Ключевая технология: глубокое обучение обеспечивает 3D-реконструкцию.
Для сценариев крупномасштабных пространственных утечек газа команда самостоятельно разработала Сеть для реконструкции и генерации 3D-моделей газовых шлейфов на основе глубокого обучения Эта инновационная технология решает проблему, связанную с тем, что традиционные методы пространственного позиционирования и восстановления распределения газового шлейфа требуют использования нескольких приборов или данных измерений под разными углами. Она позволяет выполнить пространственное позиционирование и реконструкцию распределения газа, используя всего одну инфракрасную систему дистанционной телеметрии. и подтверждено полевыми экспериментами.
Этот технологический прорыв перекликается с недавними передовыми международными исследованиями. Исследователи из Национальной лаборатории Лос-Аламоса и Университета штата Юта также изучают использование технологии нейронного радиационного поля для реконструкции трехмерных газовых сцен из множества гиперспектральных инфракрасных изображений. Однако преимущество команды с научного острова Хэфэй заключается в том, что они не только добились трехмерной реконструкции, но и одновременно решили две ключевые задачи: идентификация нескольких газов и точное местоположение источника утечки .
Результаты исследования: публикации в двух ведущих международных научных журналах.
Два инновационных технологических достижения команды были опубликованы в всемирно известных научных журналах. *Международный журнал экологических наук* и *Дистанционное зондирование* Это свидетельствует о том, что исследовательская работа китайских ученых в области дистанционного зондирования газовых месторождений получила широкое признание в международном академическом сообществе.
Перспективы применения: Обеспечение безопасности и защита зеленых гор и чистых вод.
Эта революционная технология имеет очень широкие перспективы применения:
Мониторинг безопасности химических промышленных парков
В последние годы участились крупные аварии, такие как пожары и взрывы, вызванные утечками газа. Данная система может быть развернута на территории химических промышленных парков для достижения следующих целей: Круглосуточное непрерывное трехмерное наблюдение При обнаружении нештатной утечки система немедленно подаст звуковой сигнал и точно определит источник утечки, что значительно повысит уровень химической безопасности.
Правила регулирования выбросов выхлопных газов судов в порту
С развитием мировой судоходной отрасли выбросы выхлопных газов судов стали значительным источником загрязнения воздуха в прибрежных городах. Эта система может дистанционно измерять выбросы выхлопных газов судов, входящих в порты и выходящих из них. точно отслеживать выбросы загрязняющих веществ, таких как оксиды серы и оксиды азота.
Мониторинг городской окружающей среды и анализ состава материалов
Система также может широко использоваться для мониторинга качества городского воздуха, исследования источников промышленного загрязнения и даже неразрушающий контроль состава материалов .
Значение для отрасли: от «точечного мониторинга» до «трехмерного зондирования»
Долгое время мониторинг газовых потоков в основном основывался на точечные датчики или Анализ выборки в одной точке затрудняет полное понимание характеристик пространственного распределения диффузии газа. Этот прорыв, достигнутый командой с научного острова Хэфэй, свидетельствует о том, что технология мониторинга газа является перспективной. совершая скачок вперед от «точечных» и «планарных» к «трехмерный» и «интеллектуальный».
Эта технологическая эволюция в значительной степени соответствует международным тенденциям. Недавно европейские ученые изучали выбросы парниковых газов в регионе Амазонки в рамках аэрофотосъемки CoMet 3.0, а такие международные энергетические гиганты, как Total Energy, сотрудничают с GHGSat в разработке спутниковой технологии мониторинга метана. Прорывы, достигнутые китайскими учеными в области высокоточной трехмерной наземной съемки, вместе с этими международными усилиями сформировали комплексная трехмерная сеть мониторинга от земли до космоса .
Взгляд в будущее
Благодаря непрерывному совершенствованию технологии и ее индустриализации, ожидается, что в ближайшие годы эта система дистанционного зондирования газов в трехмерном формате будет широко использоваться в ключевых химических промышленных парках, портах и станциях экологического мониторинга по всей стране. Она обеспечит мощную научно-техническую поддержку Китаю в достижении его целей по сокращению выбросов углерода и улучшении его возможностей в области экологического управления.
Это новаторское достижение, зародившееся на научном острове Хэфэй, еще раз доказывает, что китайские ученые способны преодолевать ключевые технологические проблемы и вносить вклад в глобальную защиту окружающей среды и общественную безопасность, стремясь занять лидирующие позиции в мировой науке и технике и удовлетворить основные потребности страны.