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Enregistrement W4417169486 · doi:10.1109/jstars.2025.3642040

SAM4CH4: Zero-Shot Methane Plume Mapping With Segment Anything and Vision-Language Models

2025· article· W4417169486 sur OpenAlexafffund
Masoud Mahdianpari, Ali Radman, Daniel J. Varon, Fariba Mohammadimanesh

Notice bibliographique

RevueIEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing · 2025
Typearticle
Langue
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueAtmospheric and Environmental Gas Dynamics
Établissements canadiensNatural Resources CanadaMemorial University of Newfoundland
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaEuropean Space Agency
Mots-clésSegmentationBenchmark (surveying)ThresholdingImage segmentationPlumeScalabilityGround truthEncoderDeep learning

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Recent advances in foundation models, including large language models (LLMs) and advanced computer vision techniques, have opened new possibilities in remote sensing applications. One such model is the Segment Anything Model (SAM), which can perform image segmentation without task-specific training data. This is especially useful for detecting methane plumes in satellite imagery, where it is important to accurately separate methane column enhancements from complex background conditions. SAM's prompt-based segmentation approach helps address these challenges and reduces the need for large annotated datasets. In this study, we introduce SAM4CH4, a zero-shot segmentation framework that applies SAM for methane plume detection using Sentinel-2 imagery, with segmentation prompts automatically generated by text encoder models including Contrastive Language-Image Pre-training (CLIP), CLIP Surgery, and Grounding DINO. We evaluate the approach on both a synthetically generated benchmark dataset and real Sentinel-2 images. Results show that bounding-box prompts from the Swin-L variant of Grounding DINO, combined with the latest version of SAM (SAM2), consistently achieve high accuracy—exceeding 72% in F1-score and 95% in overall accuracy—and outperform a widely used statistical thresholding method by approximately 15% in F1-score. These results are also competitive with supervised deep learning methods, which typically require large labeled datasets and significant computational resources. By leveraging pre-trained models and removing the need for manual annotation, the proposed SAM4CH4 framework offers a zero-shot scalable and efficient solution for operational methane plume detection and monitoring.

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)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
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: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,028
Score d'incertitude au seuil0,055

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,002
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0040,002
Intégrité de la recherche0,0020,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,003

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 Opus0,015
Tête enseignante GPT0,233
Écart entre enseignants0,218 · 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

Citations0
Publié2025
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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