Как спутники, алгоритмы и искусственный интеллект могут помочь в картографировании и отслеживании источников метана

Спутник Фонда защиты окружающей среды (EDF) MethaneSAT скоро выйдет на орбиту Земли для получения спутниковых данных. Эти данные, в сочетании с искусственным интеллектом Google и возможностями картографированием инфраструктуры, позволят лучше понять, как смягчить выбросы метана.

С каждым годом климат на нашей планете становится все жарче из-за загрязнения парниковыми газами. Фактически, 2023 год был самым жарким годом за всю историю наблюдений, а последние десять лет были самыми жаркими годами с 1850 года. Снижение темпов глобального потепления имеет важное значение для уменьшения рисков лесных пожаров, засух и других экстремальных экологических явлений. Компания Google объявила о партнерстве с Фондом защиты окружающей среды (EDF), которое объединяет науку и технологии для сокращения выбросов метана.

Метан из антропогенных источников сегодня ответственен за около 30% глобального потепления, и большой вклад метана в атмосферу происходит от добычи ископаемого топлива, такого как нефть и газ. Подкрепляя алгоритмы обнаружения метана облачными вычислениями и применяя искусственный интеллект к спутниковым снимкам для идентификации нефтегазовой инфраструктуры по всему миру, цель Google состоит в том, чтобы помочь EDF количественно оценить и отследить выбросы метана, в конечном счете определив их источник. Обладая этой информацией, энергетические компании, исследователи и государственный сектор могут быстрее и эффективнее принимать меры по сокращению выбросов от нефтегазовой инфраструктуры.

Как спутники помогут нам обнаружить метан из космоса

Новый спутник EDF, MethaneSAT, будет картографировать, измерять и отслеживать метан с беспрецедентной точностью, предлагая всестороннее представление о выбросах метана. Запущенный в начале марта на ракете SpaceX Falcon 9, MethaneSAT будет вращаться вокруг Земли с периодичностью 15 раз в день на высоте более 350 миль. Он будет измерять уровни метана в основных нефтегазовых регионах мира для регулярного анализа. MethaneSAT очень сложен; он обладает уникальной способностью контролировать как источники метана с высоким уровнем выбросов, так и небольшие источники, разбросанные на большой территории. Чтобы рассчитать количество метана, выбрасываемого в определенных местах, и отслеживать эти выбросы с течением времени, EDF разработала алгоритмы на базе Google Cloud в сотрудничестве с учеными из Школы инженерии и прикладных наук Гарвардского университета и его Центра астрофизики, а также учеными из Смитсоновской астрофизической обсерватории.

Аэрофотоснимки EDF, доступные в Earth Engine, показывают как точечные источники с высоким уровнем излучения в виде желтых точек, так и источники диффузной области в виде фиолетовой и желтой тепловой карты. MethaneSAT будет получать эти данные с помощью той же технологии, в глобальном масштабе и с большей частотой.



Картирование утечек метана

Помимо обнаружения выбросов, мы делаем еще Google делает еще один шаг вперед и создает глобальную карту нефтегазовой инфраструктуры с целью понять, какие компоненты вносят наибольший вклад в выбросы. Точно так же, как мы используем ИИ для обнаружения тротуаров, дорожных знаков и названий дорог на спутниковых снимках, чтобы отображать полезную информацию в Google Maps, Google также будет использовать ИИ для идентификации нефтегазовой инфраструктуры, такой как контейнеры для хранения нефти. Затем эти данные объединяются с информацией EDF о нефтегазовой инфраструктуре, чтобы определить, откуда происходят выбросы.

На верхнем спутниковом снимке показана карта точек, которые правильно идентифицированы как кустовые площадки нефтяных скважин. Используя спутниковые и аэрофотоснимки, Google применяет искусственный интеллект для обнаружения компонентов инфраструктуры. Желтым цветом показаны кустовые площадки скважин, красным — нефтяные насосы (ДНС), синим — резервуары для хранения.



Как только у нас будет полная карта инфраструктуры, мы сможем наложить данные MethaneSAT, которые показывают, откуда поступает метан. Когда две карты совмещены, мы сможем увидеть, как выбросы соответствуют конкретной инфраструктуре, и получить гораздо лучшее представление о типах источников, которые обычно вносят наибольший вклад в утечки метана. Эта информация невероятно ценна для прогнозирования и смягчения выбросов в нефтегазовой инфраструктуре, которая, как правило, наиболее подвержена утечкам.

Как компании могут использовать эту информацию для принятия мер

Чтобы помочь исследователям и организациям, эти данные будут доступны позже в этом году на веб-сайте MethaneSAT и через Google Earth Engine, платформу мониторинга окружающей среды планетарного масштаба. Благодаря тому, что наборы данных MethaneSAT доступны в Earth Engine, который насчитывает более 100 000 активных пользователей в месяц, пользователям легче выявлять тенденции и понимать корреляции между деятельностью человека и воздействием на окружающую среду. Например, пользователи Earth Engine могут объединять данные о метане с другими наборами данных, такими как почвенно-растительный покров, леса, вода, экосистемы, региональные границы и многое другое, чтобы отслеживать выбросы метана в заданной области с течением времени.



Пользователи Earth Engine могут объединять данные о метане с другими наборами данных.