本发明提供了一种近地表甲烷异常排放的快速遥感识别与通量估算方法及系统，包括：利用辐射传输模型计算近地表甲烷和其他痕量气体的单位吸收特征光谱；筛选用于近地表甲烷增量反演的最佳通道；构建待反演像元的光谱相似像元集和参考背景光谱；利用匹配滤波法进行近地表甲烷增量的优化迭代反演；利用形态学运算方法识别甲烷点源排放口与甲烷点源排放烟羽；结合甲烷点源排放口风场信息计算甲烷点源排放通量。本发明可用于近地表甲烷异常排放的快速遥感识别与通量估算，尤其是解决了近地表甲烷异常排放遥感识别虚警的关键技术问题。