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Enregistrement W4413362783 · doi:10.1016/j.scitotenv.2025.180142

Advanced AI-driven methane emission detection, quantification, and localization in Canada: A hybrid multi-source fusion framework

2025· article· en· W4413362783 sur OpenAlexafffundabout
Abbas Yazdinejad, Hao Wang, Jude Dzevela Kong

Notice bibliographique

RevueThe Science of The Total Environment · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensUniversity of AlbertaArtificial Intelligence in Medicine (Canada)
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésMethaneFusionEnvironmental scienceComputer scienceChemistryPhilosophy

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Methane (CH 4 ) is a significant short-term climate change contributor, but scientists face technical difficulties in accurately detecting and measuring methane and determining its precise locations. Traditional monitoring systems that utilize in-situ sensors and single-source satellite data experience multiple issues, including limited geographic coverage and difficulties with data retrieval accuracy and source identification. The paper introduces a new hybrid multi-source fusion framework that combines Sentinel-5P satellite data with ERA5 climate reanalysis data and geospatial intelligence from OpenStreetMap (OSM) and Google Earth Engine (GEE). The framework utilizes three data fusion levels – feature-level, spatial–temporal, and hybrid modeling – to enhance heterogeneous datasets for precise AI-powered monitoring of methane emissions in Canada by integrating atmospheric, meteorological, and industrial features. The system uses deep learning architectures alongside ensemble-based regressors such as CNN-GRU, LSTM-CNN, and LSTM+XGBoost to identify complex spatial and temporal dependencies. Hybrid models demonstrate superior performance over single-method approaches in anomaly detection and quantification tasks by achieving more than 92% classification accuracy and reducing prediction errors significantly. The CNN-GRU architecture showed superior performance by delivering the lowest RMSE values, together with the highest R 2 scores in methane concentration prediction tasks. The combination of geostatistical techniques, Kriging, and IDW with wind-aware KDTree analysis produced reliable source discovery. The scalable interpretation solution showcases improved spatial resolution along with better anomaly classification and emission attribution. This system combines satellite observations with industrial and environmental datasets to give policymakers and environmental agencies a powerful method to monitor and control methane emissions. The new methodology combines remote sensing technologies with ground-based measurement systems to enable near-real-time anomaly identification and emission hotspot detection based on remote sensing updates. The integrated methodology leads to the development of stronger regulatory structures and effective climate mitigation initiatives.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,355
Score d'incertitude au seuil0,715

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,005
Tête enseignante GPT0,203
Écart entre enseignants0,198 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations7
Publié2025
Routes d'admission3
Résumé présentoui

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