高光谱遥感监测地下CO2泄漏：连续小波变换的应用

"本文主要探讨了利用高光谱遥感技术结合连续小波变换来监测地下储存二氧化碳（CO2）的微小泄漏情况。实验在2008年5月至9月期间在英国诺丁汉大学Sutton Bonington校区进行，以多年生黑麦草为研究对象，通过采集其冠层的光谱数据。通过连续小波变换分析，研究人员发现，当CO2泄漏增加时，黑麦草冠层光谱在680至760纳米范围内的小波系数呈现负值增大趋势，而在其他波段变化不显著。特别是在720至745纳米范围内，黑麦草的小波系数能量总和减少。其中，725纳米处的小波系数能量总和被证明是最敏感的指标，可以有效识别CO2泄漏对黑麦草的影响。这一研究成果为未来利用卫星或飞机搭载的高光谱遥感设备监测地下封存CO2泄漏提供了理论支持和参考依据。" 这篇论文详细介绍了一种基于连续小波变换的高光谱遥感监测方法，用于检测地下储存CO2的微小泄漏。高光谱遥感技术能提供丰富的光谱信息，而连续小波变换则是一种有效的信号分析工具，它能够提取光谱中的局部特征。在实验中，研究团队选择了对环境变化敏感的多年生黑麦草作为观测对象，记录并分析了其不同生长阶段的光谱数据。 小波变换的应用揭示了在特定波段（680-760纳米）内，随着CO2泄漏压力的增加，黑麦草光谱的小波系数呈现出负值增大现象，这表明CO2泄漏对植物光合作用的影响。同时，720-745纳米范围内的小波系数能量总和下降，这可能反映了植物响应CO2泄漏的生理变化。725纳米处的小波系数能量总和的变化尤为突出，成为了一个潜在的生物标志物，可用于识别CO2泄漏的存在和影响程度。 此研究的结果对于地下储存CO2的安全监控具有重要意义，因为高光谱遥感结合连续小波变换的监测方法可以提供非侵入性、大面积的监测手段，对于及时发现并评估CO2泄漏风险具有很大的潜力。未来，这种技术有望应用于全球范围内的大型CO2封存项目，提高环境保护和能源安全的管理水平。