Selección de bandas espectrales por Análisis de Componentes Principales (ACP) y elaboración de ratios para la localización de emisiones de CO 2


Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Tamaño: px
Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Selección de bandas espectrales por Análisis de Componentes Principales (ACP) y elaboración de ratios para la localización de emisiones de CO 2"

Transcripción

1 Selección de bandas espectrales por Análisis de Componentes Principales (ACP) y elaboración de ratios para la localización de emisiones de CO Autores: Miguel Angel Rincones Salinas Jorge Gutiérrez del Olmo Luis Iglesias Martínez Rogelio De La Vega Panizo Rafael García Paredes E.T.S. de Ingenieros de Minas y Energía y E.T.S. de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas. Universidad Politécnica de Madrid. DIAPOSITIVA 0

2 . Introducción y Objetivos Causa Aumento de la concentración de gases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera Alternativa Almacenamiento geológico de CO Objetivo Mitigar la emisión de GEI a través de estrategias más creativas y menos convencionales Técnicas de monitorización de fugas de CO DIAPOSITIVA

3 . Captura y Almacenamiento de Carbono Generador de GEI (CO ) Transporte: Gasoductos Buques Inyección Emplazamiento de almacenamiento geológico Separación de flujo de CO : Precombustión Oxicombustión Poscombustión.Producción secundaria de hidrocarburos.producción secundaria en vetas de carbón.yacimientos agotados.veta de carbón profunda.grandes vacíos y cavidades.roca profunda y saturada en agua salina DIAPOSITIVA

4 Zona de estudio Campo de Calatrava Zona volcánica del Campo de Calatrava Extensión 000 km Propiedades Sistemas de fallas Vulcanismo estromboliano Vulcanismo hidromagmático Gases magmáticos Zona agrícola Plioceno y Cuaternario, a 8, millones de años Cañada Real Valenzuela de Calatrava Fugas de CO Emisiones naturales Estudios previos Asociadas a aguas Grietas en el suelo Río Jabalón Baño Chico La Sima Barranco Pequeño Granátula de Calatrava Emisión de CO DIAPOSITIVA

5 . Zona de estudio Campo de Calatrava Cultivos Encinas y montes Río Jabalón Vegetación de agua Vegetación Punto de emisión de CO DIAPOSITIVA

6 . Materiales y Medios. Imágenes hiperespectrales Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI 00i) Airborne Hypersectral Scanner (AHS) CASA -00 Paternina, perteneciente al INTA msnm Plan de vuelo msnm DIAPOSITIVA

7 Metodología. Análisis de las imágenes hiperspectrales Imágenes hiperespectrales AHS 0 bandas espectrales VIS IRC IRM Resolución espacial de m (vuelo. msnm) Mejor rendimiento DIAPOSITIVA

8 . Metodología. Propuesta Selección de bandas por Análisis de Componentes Principales y elaboración de ratios entre Bandas Análisis de Componentes Principales Ratios entre bandas Composición de Color RGB Reclasificación Reducir el tamaño espectral de las imágenes hiperespectrales Identificar y seleccionar las bandas espectrales con mayor varianza de datos. Contrastar variables propias del terreno. Obtener valores para los análogos naturales conocidos. Unir valores obtenidos de los ratios. Identificar zonas potenciales de emisiones de GEI. Asignación de ponderaciones según un criterio establecido. Generar cartografía que indique posibles análogos naturales. DIAPOSITIVA

9 Resultados. Análisis de Componentes Principales (ACP) era Imagen en falso color con las tres componentes principales da era Canal rojo R: componente principal, Canal verde G: componente principal, Canal azul B: componente principal DIAPOSITIVA 8

10 . Resultados. Análisis de Componentes Principales (ACP) Dependientes de la imagen y el tipo de cobertura terrestre presente A partir de la tabla se seleccionaron las siguientes bandas espectrales:, 9,,, El ACP de todas las imágenes no incluyó las mismas bandas. No obstante estas se localizaron en longitudes de onda muy cercanas entre sí Banda AHS Longitud de onda (nm) Frecuencia DIAPOSITIVA 9

11 . Resultados. Construcción de los ratios entre bandas a b c a b c (eje x) 9 (eje y) Relación entre la zona del infrarrojo cercano y el infrarrojo medio d d c a b c a b 9 (eje x) (eje y) (eje x) (eje y) Alta correlación Vegetación (a) Mezcla (b) Cuerpos de agua y asfalto(d) Suelos (c) P0BD P0BD DIAPOSITIVA 0

12 Resultados. Construcción de los ratios entre bandas 8000 Banda Longitud de onda (nm) Ecuación de ratio Leyenda RATIO-_PCA Leyenda RATIO-_PCA Leyenda RATIO-_PCA Valor Alto : Valor Alto : Valor Alto : Bajo : Bajo : Bajo : DIAPOSITIVA

13 9000. Resultados. Construcción de los ratios entre bandas Azules y verdes azulados: suelos desnudos Fucsia: Cuerpos de agua y sin cubiertas de vegetación o sedimentos Amarillo y blanco: Vegetación con altos contenidos de clorofila y verdes Amarillo hasta tonos rosas: Especies de vegetación de tamaño mediano DIAPOSITIVA

14 Resultados. Identificación de los indicios de emisiones por reclasificación PEH (Gutiérrez del Olmo, J.) Baño Chico Barranco Pequeño Representación de los análogos naturales en la imagen de ratios en composición falso color Conjunto (valor reclasificado) 0 0 Ratio A 0,0 0,0 0, 0, 0,8 0,8 0,90 0,90 Ratio B 0,09 0,09 0,0 0,0 0,80 0,80 0,0 0,0 Ratio C 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, 0, Límite inferior Límite superior DIAPOSITIVA

15 . Resultados. Identificación de los indicios de emisiones por reclasificación Reclasificación de los ratios para señalar las posibilidades de emisiones de CO Diferencia los cultivos y el resto de la vegetación 8 Señala los análogos naturales conocidos Indicios de emisiones de gases Value 0 Punto de emisión documentado DIAPOSITIVA

16 Resultados. Identificación de los indicios de emisiones por reclasificación Zona (Fecha de Visita) Arroyo del Palomarejo (-09-0) (0--0) 8 9 Solar cerca de carretera CM- (-09-0) Hervidero riberas del río Jabalón. Zona A (0--0) Posible hervidero (-09-0) Posible hervidero cerca de arroyo (-09-0) Arroyo el Canalón (-09-0) Id Posible hervidero río Jabalón (-09-0) Árbol cerca río Jabalón (-09-0) 8 Cima de colina (-09-0) 9 Posible hervidero río Jabalón. Zona B ( DIAPOSITIVA

17 . Resultados. Validación de la presencia de emisiones Determinación de concentraciones de CO en los puntos seleccionados Explorar la zona para identificar características similares a los análogos conocidos Atención especial a la vegetación estaba agrupada Acceder a la zona central de las masas de vegetación Ubicar grietas u orificios en el suelo Realizar las mediciones a nivel del suelo, entre a 0 cm de altura Mediciones con el detector portátil de CO Telaire DIAPOSITIVA

18 Resultados. Validación de la presencia de emisiones. Arroyo Palomarejo 90 Lugar Arroyo del Palomarejo (-09-0) (0-- 0) 900 Concentración CO Punto (ppm) DIAPOSITIVA

19 Resultados. Validación de la presencia de emisiones. Zona hervidero A 0 Lugar Hervidero riberas del río Jabalón. Zona A (0--0) Punto 0 Concentración CO (ppm) DIAPOSITIVA 8

20 Resultados. Validación de la presencia de emisiones. Zona hervideros B 0 Lugar Posible hervidero río Jabalón. Zona B (-09-0) 00 Punto Concentración CO (ppm) DIAPOSITIVA 9

21 . Resultados. Validación de la presencia de emisiones. Zona hervideros B DIAPOSITIVA 0

22 . Conclusiones La propuesta permitió localizar zonas con posibles indicios de fugas de CO, a través de la detección de elementos asociadas a estas como la vegetación y la presencia de agua, además la información geológica del área de estudio refuerza la posibilidad de ocurrencia de fugas. La combinación de métodos de análisis de imágenes hiperespectrales, ampliamente estudiados y conocidos como el análisis de componentes principales y los ratios entre bandas, resulta provechosa para la monitorización de fugas de CO. DIAPOSITIVA

23 . Conclusiones Las zonas del espectro electromagnético del infrarrojo cercano y el infrarrojo medio están relacionadas con la detección de fugas de CO de forma indirecta, ya que están íntimamente relacionados a las características de la vegetación y a su comportamiento en diferentes longitudes de onda. La resolución espacial de las imágenes debe ser al menos de m o inferior, para que sea posible distinguir los indicios de fugas. Los ratios tienen la capacidad de diferenciar los cultivos agrícolas respecto a la vegetación silvestre y de ribera (juncos y gramíneas). Los ratios son aplicables usando los valores de longitud de onda recomendados. DIAPOSITIVA

24 . Conclusiones La zona del Arroyo de Palomarejo presenta características de emisiones difusas, caracterizadas por la distribución de emisiones en varios puntos de la zona y por baja concentración de CO. Las zonas de posibles hervideros A y B presentan características de emisiones puntuales, destacando las agrupaciones de vegetación de forma circular, en cuyo centro se apreciaban evidencias de existir charcas y orificios en el suelo. DIAPOSITIVA

25 Gracias por su atención! DIAPOSITIVA

Sitemap