6月9日至12日，在第21屆國際溫室氣體空間測量研討會（IWGGMS-21）上，中國科學院合肥物質院安光所熊偉研究員團隊展示了成像碳衛星排放點源探測與估算研究中取得最新進展。相關成果先后在《地球科學與遙感學報》《應用地球觀測與地理信息國際期刊》和《應用地球觀測和遙感題雜志》等國際權威期刊發表，為我國下一代碳衛星熱點溫室氣體監測儀（紅外通道）載荷數據應用奠定了基礎。

在國家雙碳重大戰略背景下，為滿足點源碳排放精細估算及清單校核需求，熊偉研究員團隊為碳衛星（待發射）上的“熱點溫室氣體監測載荷”設計了具備百米級空間分辨率的二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）成像觀測能力，在軌運行后可實現點源排放煙羽的清晰刻畫及排放量估算。為實現該目標，團隊需要在載荷數據處理和應用過程中，解決復雜地表背景抑制和煙羽精確分割等關鍵難題。該載荷由安光所熊偉研究員團隊承研。

碳排放點源所處地表類型復雜，易造成誤檢或漏檢。針對地表異質性引發的反射率背景干擾問題，研究團隊提出了“異構地表背景調控策略”，構建多通道約束融合的特征提取框架，從而顯著提升了在城市、沙漠下墊面及強氣溶膠等復雜場景下的點源煙羽濃度檢測能力，并在地物類型多變和反射率劇烈波動條件下依然保持較高識別精度和穩定性，相比傳統方法具備更強的魯棒性（一個系統在面臨著內部結構或外部環境的改變時也能夠維持其功能穩定運行的能力）與抗誤檢能力。

點源煙羽精確分割是排放量估算的核心環節。針對點源排放羽流遙感分割中存在的全局上下文建模不足、頻譜相似干擾物導致誤檢率高等問題，研究團隊分別提出了兩種創新性的解決方案：聚焦于全局特征感知，基于FSDINet融合頻域與空間域的甲烷羽流分割網絡方法將多尺度光譜特征注入頻率域與空間域，實現了全局信息捕捉與局部細節重建的協同建模；側重誤差控制與小目標聚類，使用kMetha-Mamba K均值曼巴甲烷分割模型方法引入基于譜導數特征的改進型k-means聚類機制，結合Mamba狀態空間模型提升弱信號的識別精度與抗干擾能力。

國際溫室氣體空間測量研討會上，團隊還與GOSAT、OCO等星載碳監測機構的專家學者共同探討了空間溫室氣體監測的最新進展和挑戰，

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113652

https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113652

圖1 不同地表背景下信號干擾抑制前后識別效果對比圖

圖2 煙羽檢測算法效果提升對比圖