Detecção de plumas de metano utilizando dados hiperespectrais no infravermelho de ondas médias (3-5 um) a partir de plataforma aeroportada

• Processo: 18/14029-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2018
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2019
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geologia
• Pesquisador responsável: Carlos Roberto de Souza Filho
• Beneficiário: Carlos Roberto de Souza Filho
• Instituição Sede: Instituto de Geociências (IG). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado à bolsa: 15/19842-7 - Avaliação de Imagens Hiperespectrais no Infravermelho Termal para a Detecção e Caracterização de Exsudações de Gás Termogênico em Sítios Continentais, BP.PD
• Assunto(s): Sensoriamento remoto Hidrocarbonetos Metano Infravermelho Publicações de divulgação científica Artigo científico
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: hydrocarbon | Hyperspectral | Methane | midwave infrared | Sebass | Sensoriamento Remoto

Resumo

O metano (CH4) exibe características espectrais em várias regiões da faixa de infravermelho (0,75 - 14 µm), que podem ser usadas para o mapeamento remoto de fontes de emissão através da detecção de plumas de CH4 a partir de exsudações naturais e vazamentos. Aplicações de técnicas de sensoriamento remoto hiperespectral para detecção de CH4 no infravermelho próximo e de ondas curtas (NIR-SWIR: 0,75 - 3 µm) e infravermelho de ondas longas (LWIR: 7 - 14 µm) têm sido demonstradas na literatura com múltiplos sensores e cenários. No entanto, a aquisição e processamento de dados hiperespectrais no infravermelho de ondas médias (MWIR: 3 - 5 µm) para esta aplicação é bastante escassa. Aqui, um experimento de campo controlado foi usado para avaliar o potencial de detecção de pluma de CH4 no MWIR baseado em dados hiperespectrais adquiridos com o sensor SEBASS aerotransportado. Para fins de comparação, os dados LWIR também foram adquiridos simultaneamente com o mesmo instrumento. O experimento incluiu fontes de emissão de superfície e subsuperfície (estações terrestres), com vazões variando entre 0,6 e 40 m³ / h. Os dados coletados em ambas as faixas foram processados sequencialmente usando a mesma metodologia. A pluma CH4 foi detectada, variavelmente, em ambos os conjuntos de dados. A pluma de gás foi detectada em todas as imagens LWIR adquiridas em 9 estações de vazamento de gás. Na faixa de MWIR, a pluma foi detectada em apenas 4 estações, em que 18 m³ / h foi o fluxo mais baixo detectado. Nós demonstramos que a interferência da refletância do alvo, o baixo contraste entre pluma e o terreno e um sinal baixo do CH4 no MWIR em condições ambientais possivelmente explicam os resultados inferiores observados para este intervalo quando comparado ao LWIR. Além disso, mostramos que o tempo de aquisição e as condições meteorológicas, incluindo limites específicos de temperatura, umidade e velocidade do vento, são críticos para a detecção de plumas usando dados hiperespectrais MWIR diurnos. (AU)