中高分辨率卫星影像的装置级别工业热源识别

针对精细化工业热源遥感监测困难与误差较大等问题,本文聚焦单个规模较大的工厂内部热场分布情况,提出一种基于中高分辨率卫星影像(Landsat 8)的装置级别工业热源的多层级识别方法。该方法基于双通道非线性劈窗算法反演的地表温度,利用多种空间统计分析方法分别对单期影像开展热源装置范围的识别检测,筛选出识别位置准确、识别能力稳定的方法,开展多时相热源装置识别分析,确定厂区范围内稳定出现的热源装置的位置,并结合高分辨率卫星影像进一步确定热源装置的边界范围。在某石油化工企业厂区的实验研究结果如下:5种方法均具有识别热源装置的能力。其中,温度1.5倍标准差分级与焦点统计分析方法适合捕捉厂区内最主要的热源装置,冷热点分析、温度1倍标准差分级方法以及聚类与异常值分析方法更适用于识别厂区内一般的热源装置。聚类与异常值分析方法识别结果正确检出率在80%以上,整体遗漏率低于10%,且各期识别结果受季节变化影响较小,更适用于识别装置级别(主要包括生产装置、循环水、锅炉装置、储存库、火炬装置以及罐区)的热源对象。识别的热源装置中,生产装置占比约55%,是厂区主要的热源装置。研究结果表明,中高分辨率卫星遥感影像数据源可以有效监测工业企业的精细尺度发热单元,为环境保护与管理、工业去产能监测提供技术支撑。