טכנולוגיות רגישות מרחוק שינו באופן יסודי את היכולת של מדענים וגופים סביבתיים לזהות, מפה, לפקח על contaminants מוסתרים על פני נופים עצומים וסביבות מימיות.בניגוד לשיטות דגימה קונבנציונליות הדורשות איסוף פיזי וניתוח מעבדה, חישה מרחוק מציעה הרחבה בלתי-נשנית של חומרים עמידים, חוזרים על עצמם, ועלות יעיל לזהות מזהמים שעשויים להיות בלתי נראים לעין או ממוקמים באזורים מסוכנים כגון טביעות אצבע עירונית, כגון לכידת כלי נשק גרעיניים, כגון לוויינים, כגון לוויינים גמישים, כגון קרינת כדור הארץ, כגון לוויינים יציבים, כגון קרינת כלי קרינת אוויריים, כגון קרינת אבטחה גמישים, כגון לוויינים, כגון לוויינים, אשר ממשיכים יותר ויותר, כגון לוויינים יציבים יותר ויותר, אשר ממשיכים קרינת אבטחה גמישים, כגון לוויינים, או אמצעי זהירות, כגון לוויינים, כגון לוויינים יציבים יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר, כגון קרינת אוויריים, אשר עלולים, אשר עלולים, כגון לוויינים יציבים, אשר עלולים, אשר עלולים, כגון קרינת אבטחה טבעית, כגון קרינת אבטחה אוויריים, אשר עשוי להיות יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר יעיל יותר ויותר, כגון קרינת אבטחה אוויריים, כגון קרינת

מה הם טכנולוגיות מרוחקות?

חישה מרחוק היא המדע של השגת מידע על אובייקטים או אזורים מרחוק, בדרך כלל באמצעות חיישנים הרכובים על פלטפורמות אוויר או חלליות.חיישנים אלה לזהות ולרשום אנרגיה אלקטרומגנטית - אור בלתי-נפרד, אינפרא אדום, תרמי, מיקרוגל - אשר משתקף או פולט על ידי פני השטח.כל חומר, אם אדמה נקייה, צמחייה בריאה, או זיהום כימי, יש חתימה ייחודית (תבנית של רפלקציה של רפיח, של רפיח, אשר משקפת שונה על ידי גלנטנים, כולל אנליסטים שונים, כולל אנליסטים).

  • (FLT:0Satellites:FLT:1 Orbiting פלטפורמות כמו Landsat, ESA של Sentinel, וקונסטלציות מסחריות לספק כיסוי עולמי שיטתי עם זמני revisit החל מדי יום עד דו-שבוע. החלטות מרחביות שלהם להשתנות מ תריסר מטרים עד תת-מטר (עבור חיישנים מסחריים חדשים).
  • מטוסים:0 (Manned Aircraft:FLT:1) מטוסים בעלי יכולת גבוהה המצוידים בחיישנים מתקדמים או תרמיים מציעים פתרון מרחבי גבוה יותר והגמישות לכוון לאזורים ספציפיים.
  • (FLT:0) כלי רכב אוויריים (UAVs או Drones): 1Freave 1LT) רחפנים נמוכים-altitude מספקים תמונות אולטרה-גבוהות-resolution (רמת ריכוז) ויכול לשאת חיישנים רב-ספקטרוםיים, תרמיים, או אפילו מיני-מסוגים של חומרים היפר-ספקטרום.

סוגי חיישנים מרכזיים ועקרונותיהם

בחירת החיישן תלויה בסוג המדבק, המדיום הסביבתי (שמן, מים, אוויר), ורגישות הגילוי הנדרשת. להלן הן טכנולוגיות החיישן המועסקות ביותר, כל אחת מהן ממנת חלקים שונים של הספקטרום האלקטרומגנטי.

חיישנים רב-תחומיים

חיישנים רב-ספקטרום ללכוד נתונים בכמה להקות רחבות (בדרך כלל 4-10 להקות) על פני גלויה וקרובה-קרוב-infrared (VNIR) ואזורים קצרי גל אינפרא אדום (SW) כוללים להקות אדומות, ירוק, כחול, ליד- infrared, וכמה ערוצי SWIR יעילים מאוד לזיהוי שינויים בצמחייה הנגרמת על ידי זיהום (N2D) כמו להקות כבדות מים (N) ו-N) ב-N) עם להקות מים (N) עם סגסוגת כבדות (NL) ו- 11.

חיישן Hyperspectral

חיישני Hyperspectral (נקראים גם הדמיה ספקטרום) לרכוש נתונים במאות להקות ספקטרליות מקיפים, בדרך כלל בטווח VNIR-SWIR (400-2500 nm) המידע הדחוס המתקבל מאפשר זיהוי מדויק ואפילו קוונטי של חומרים ספציפיים (למשל, מוצרי נפט שונים יש תכונות ספיגה נפרדות ב SWIR, וכן מתכות כבדות שונות (למשל, נחושת, גורם מרכזי) כגון סוללות אלחוטיות (ARM) כגון סוללות חשמליות).

Thermal Infrared (TIR) Sensors

חיישנים TIR מדד פולטים קרינה גלית ארוכה (8-14 μm) הקשורה לטמפרטורה פני השטח. הרבה contaminants, כגון פסולת כימית קבורה או דליפת מיכלי אחסון תת-קרקעיים, יוצרים נורמה תרמית - חם או קריר יותר מהרקע שמסביב.דימויים TIR יכולים לזהות הבדלים טמפרטורה אלה, לחשוף זרמי חום של פעפיים מחוממים בנהרות או נוכחות של פעילות גיאוותרמית ליד פני הקרקע.

« « SAR)

חיישנים SAR פולטים דופקי מיקרוגל ומדידים את backscatter שחזרו מן השטח.בניגוד לחיישנים אופטיים, SAR יכול לחדור עננים ופועל יום או לילה.זה חשוב במיוחד עבור זיהוי של מזחלות שמן על מים (slicksen capillary גלים, צמצום backscatter והופעת כמטמים כהים) ולדידת שינויים לחות הקרקע שעשויות להתאים עם contamination.

LiDAR

גילוי אור ו Ranging (LiDAR) משתמש דופקי לייזר כדי ליצור עננים של נקודה 3D ברזולוציה גבוהה של השטח ואת מבנה הצמחייה. בעוד לא גלאי contaminant ישיר, LiDAR יכול לחשוף דיכאון טופוגרפיים, ערימות פסולת, תת-קרקעי, או שינויים בגובה canopy המציין זיהום קבורה או הפרעה קרקע מזרקות בלתי חוקיות (LDARusing) לייזרים ירוקים יכולים לזהות משקעים רדודים או חסומים.

כמה רחוק מ Sensing Detects Hidden Contaminants

קונטמנטים משנים את המאפיינים הפיזיים, הכימיים או הביולוגיים של הסביבה, אשר בתורם משנים את החתימה האלקטרומגנטית שנלכדה על ידי חיישנים.זיהוי מבוסס על שלוש גישות עיקריות: זיהוי ספקטרלי ישיר, מחוונים מתח עקיף וניתוח שינוי זמני.

(ב) [ה]הההכרת ה-[[המאה ה-1]], כאשר ל[[המאה ה-20]], יש תכונות ייחודיות או רפידות ייחודיות, למשל, כלורופיל-א באלגאל, יוצר שיא רפלקציה חזק קרוב ל-700 ננומטר; שמן גולמי מראה ספיגה אופיינית של עד 1.7 ו-2.3 μm.FLT:2 IndirectureFLT:3 משתמשת באינדיקטורים כגון צמחייה:

קונסולות נסתרות בסויל

תת-קרקעית הקרקע מפחמימנים, מתכות כבדות, חומרי הדברה או פותרים תעשייתיים לעתים קרובות נשאר ללא חתומה עד שהוא מגיע למים קרקעיים או מים משטחים מרוחקים, יכול לזהות תופעות פני השטח כגון צמחייה מתוחה, צבע אדמה משתנה, או הצטברות של אזורי ספקטרום (מדגם) היפר-ספקטרום ממפה בהצלחה זיהום מתכת כבד בזנבות על ידי זיהויים של צינורות ברזל וזיהומים של צינורות פחמיים.

מזהמים נסתרים במים

זיהום מים מציג אתגר מסוים כי contaminants לערבב, dilute, וניתן להיות בלתי נראה באור גלוי.זיהום מרוחק גילוי הצטיין לזהות קונקטנטים פעילים אופטית פעיל . לשפוך שמן מופיעים כמו slicks כהה נגד פני המים בהירים בדם אופטי תרמי, ו SARid הוא תקן הזהב עבור לשפוך תפעולי (בשימוש נרחב על ידי NOAA ו-USCVUSV) הם מסלולים בצבע חום ( ⁇ ) הם צבעים אופייניים) על ידי סגסוגת אחוריים ( ⁇ ) סגסוגת אחוריים) סגסוגת אחוריים ( ⁇ ) סגסוגת צהובה (R) הם צבעים).

קונסולות נסתרות באוויר

זרמי גז באוויר מאתגרים יותר אך לא בלתי אפשריים.חיישנים אינפרא אדום יכולים לזהות את הקרינה הנפלטת מגזים תעשייתיים חמים (למשל, SO2, NOx מערימות) אם הגז סופג בחלון TIR המתאים. Hyperspectral חיישניים הפועלים במשטר התרמי (למשל, Hyperspectral Thermal Emission Spectrometer, HyTES) שימשו למפות המוכרות כמו חומר חשמלי).

מחקרים ביישומים אמיתיים בעולם

שמן שמן שפיצל ניטור במפרץ מקסיקו

בעקבות אסון Deepwater Horizon בשנת 2010, צילום SAR לווייני הפך כלי עיקרי למעקב אחר התפשטות של שמן slick. RADARSAT-2 ו- Sentinel-1 סיפק כיסוי רחב של swath כל 1-3 ימים, המאפשר לעונים לייעל את מיקום ה-Bluoming פעולות. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

איסוף של קונדומים חקלאיים מ- Gold Mining

באזורים רבים המתפתחים, כריית זהב artisanal משחררת כספית וצ'ייד לנהרות, מאמתים מים ושתייה ודגים.שימוש בשילוב של נתונים רב-תחומיים של Sentinel-2 ודימויים של מזל"טים ברזולוציה גבוהה, החוקרים ממפות צנרת זרע המשתרעת על פני אתרי כרייתות.ניתוח ספציפי של צמחייה לאורך גדות הנהר חשפו מתח מתכת כבד (הת NDDVI ואדום), אשר שינו את רמות הפחתת בטיחות ממוקדות לפני אספקת מים מרוחקות.

עיר הבירה בראון עם Hyperspectral Imagery

בערים שלאחר התעשייה, מפעלים לשעבר לעתים קרובות לעזוב מאחורי זיהום מוסתר (מתכות כבדות, PAHs, אסבסט) כי סיבוך פיתוח מחדש. פרויקט טייס בדטרויט השתמש בדימויים היפר-ספקטרום אוויריים באוויר (AVIRIS) כדי למפות את הרכב הקרקע על פני שטח של 50-square-kilometers.

יתרונות ומגבלות של סניפיות מרוחקות לגילוי

יתרונות

  • (FLT:0) סיקור בקנה מידה בקנה מידה: לוויינים 1FLT) יכולים לצלם אלפי קילומטרים רבועים במעבר יחיד, המאפשרים הערכות אזוריות או גלובליות בלתי אפשריות עם ריצוף קרקע בלבד.
  • (FLT:0) הרשאה וארכיונים היסטוריים: חיישנים רבים מציעים מחזורי שחזור תכופים (למשל, Sentinel-2 כל 5 ימים) ועשרות שנים של נתונים מארכיון, המאפשרים ניתוח מגמה ושינוי זיהוי.
  • (FLT:0) גישה בלתי פולשנית ומטה: אתרי מבוזרים 1 (האתרים המועשרים) עשויים להיות מסוכנים (למשל, אזורי גרעין, צינורות רעילים) או בלתי ניתנים להשגה פיזית (למשל, אתרי מכרה הרים).
  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ (ה) של מזהמים בלתי נראים: ⁇ ⁇ 1) מזהמים שאינם צבעים, חסרי ריח, או מתחת לפני השטח ניתן לזהות באמצעות הנטיות התרמיות, הספקטרום או הפרוקסדות המבניות שלהם.
  • (ב) [15] ,ב"ה: "הההחזקה: ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

הגבלות

  • (ב) [15] התערבות אטמוספירית: 1 עננים, יחזקאל ואווירסולם מחלחלים לנתונים אופטיים.
  • (FLT:0) ,Spatial and spectral resolution trade-offs:FLT:1 חיישנים ברזולוציה גבוהה לכסות אזורים קטנים יותר; פרטים ספקטרליים בסדר דורש כמויות גדולות של נתונים ועיבוד מורכב.
  • (FLT:0) ,Need for קרקע אימות: ⁇ F1) גילוי מרחוק מזהה אנומליות, אך לאשר את הסוג והריכוז הספציפי בדרך כלל דורש ניתוח מעבדה של דגימות שדה.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : 1FLT:1 חיישנים אופטיים ורמיים רק חודרים את המיקרונים או מ"מ של משטח.
  • (FLT:0) של חיישנים מיוחדים ומומחיות: FIRLT:1 , מערכות מזל"טים היפרספקטרליות תרמיות נשאר יקר, עיבוד הנתונים דורש אנליסטים מיומנים ותוכנה.

כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות

תחום החישה מרחוק לגילוי contaminant מתקדם במהירות.מגמות מפתח כוללות:

  • (FLT:0) אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונה: FLT:1 מודלים למידה עמוקה יכולים לזהות באופן אוטומטי דפוסים ספקטרליים עדינים הקשורים contaminants, להפחית את החיובים המזויפים, ולמזג נתונים מחיישנים מרובים (אופטימיים, SAR), תרמיים יותר לזיהוי חזק.
  • (FLT:0) קיצור של חיישני hyperspectral:BuildFLT:1) פיתוח מצלמות היפרספקטרליות קומפקטיות וסבירות עבור מל"טים יעשה ניתוח ספקטרלי מפורט נגיש לסוכנויות סביבתיות מקומיות וארגונים לא ממשלתיים.
  • (FLT:0)Constellation and swarmarm גישות: ההרחבה של חברות כמו Planet Labs מפעילה מאות טבליות קטנות המספקות כיסוי עולמי יומי ברזולוציה של 3-5 מ', המאפשרות זיהוי של זמן קצר של אירועי זיהום מתעוררים (למשל, אלגל, פיסות נפט).
  • (FLT:0) אינטגרציה עם IoT וחיישנים קרקעיים: אנדרל 1 רשתות של חיישנים קרקעיים בעלות נמוכה יכולות לחלחל ולאמת נתונים לוויין, יצירת מערכת ניטור היברידית המשלבת כיסוי רחב עם דיוק גבוה.
  • (FLT:0) משימות לוויין: FIRLT:1 [המשימות הקרובות] כגון ביולוגיה Surface Biology ו- Geology של נאס"א (SBG) ו- CHIME של ESA יציעו נתונים היפר-ספקטרוםיים שגרתיים, המדמוקרטיים גישה למיפוי מתקדם של contaminant.

מסקנה

טכנולוגיות חישה מרחוק הפכו למרכיב חיוני של ניטור סביבתי מודרני, המציעות יכולות שאין כמוהו לזהות contaminants מוסתרים באזורים גדולים ומדיה מגוונת.מזהה של מלקיצות שמן על האוקיינוס למיפוי מתכות כבדות באדמה עירונית, כלים אלה מספקים מודיעין פעיל התומכים בחברות אבטחה מוקדמות, אכיפה רגולטורית ותכנון מחדש של השקעות, בעוד שצורך בזיהוי והתערבות אטמוספירטיבית, נשארים במהירויות של אינטגרציה וגמישות, כמו אינטגרטיביות, כמו , כמו אינטגרציה מרחוק, כמו אינטגרטיביות, כמו אינטגרציה, כמו אינטגרטיבית, שיטות למידה, ומערכת אבטחה מרחוק, אינטגרטיביות, , אינטגרטיביות, כמו אינטגרטיביות, כמו , אינטגרטיבית, , אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, אינטגרטיבית, מרפאות, , מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות מרחוק, מרפאות מתוחכמות אבטחה מרחוק, מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות מרחוק, מרפאות, מרפאות, מרפאות מתוחכמות מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות, מרפאות מתוחכמות מרפאות מתוחכמות מרפאות

(ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]], ראו את מקורות המידע והשיטות, ראו את [ההה] [הההההההההההההההההההה'] [ה']'[ה']'[ה']']''''']''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''