תפקיד ה Sensing מרחוק על הסביבה של פוקושימה

האסון הגרעיני של פוקושימה דאיצ'י במארס 2011 פרסם כמויות גדולות של חומר רדיואקטיבי על פני הנוף המזרחי של יפן ובתוך האוקיינוס השקט. בשנים מאז, טכנולוגיות רגישות מרחוק הפכו למרכז להבנת היקף הזיהום, המנחה את עבודת ההדקה, והגנה על שיטות ניהול סביבתיות רחבות יותר, מדידות חוזרות על פני זמן, וגישות לאזורים מסוכנים מדי עבור קבוצות תחבורה ממולכות, החל ממערכות ⁇ רדיואקטיביות שונות, שעדיין נמצאות בשימוש על פני מערכת העצבים של מערכות רדיו מתוחכמות מרחוק.

Defining Remote Sensing in Environmental Contexts

חישה מרחוק מתייחסת לטכניקות לאיסוף מידע על פני השטח או האובייקט ללא מגע פיזי ישיר.עבור ניטור סביבתי, פלטפורמות בדרך כלל כוללות לווינים, מטוסים מאוישים ולא מוכרים, ורשתות חיישן מבוסס קרקעיים אלה נושאים חיישנים פסיביים המזהים אנרגיה טבעית (אופטימית, תרמית, רב-ספקטרום, היפר-ספקטרום) או חיישנים פעילים אשר פולטים אותות ומדידכים את ההחזר (רדאר, LiAR), ב-Fushima, כלומר, אינדיקטורים של סוללות, כמו גם קרינת שטח, אשר קרינת שטח (מקודמתיקים) או קרינת לוחמתים).

לוויינים הפועלים במסלול כדור הארץ נמוך מספקים תמונות קבועות באזור למאזניים גלובליים.חיישנים אופטיים כגון אלה על רזולוציה של ‪FLT:0 לנדsat 9IRFLT:1 ו- ESA Sentinel-2 מציעים נתונים רב-ספקטרום ברזולוציה של 10-60 מטרים, תמיכה בכיסוי קרקע והערכה בריאותית צמחייה.Sthetic aperture (SAR) כמו אלה על גבי ® AL-2s של JAXA יכולים לראות תצפיות פחמן-R-R-R-R-R-R-R-R-Ricial למערכות סודיות , כולל , כולל לוויינים, כולל , כולל , כולל , כולל , כולל קרינת שטחיות, 000 , 000, 000, 000 , 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 , 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,

נתונים ממקורות אלה משולבים יותר ויותר באמצעות מערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) ואלגוריתמי למידת מכונה.מפות מרובות שכבות הנובעות ממפות משכבות משלבות שיעורי מינון קרינה עם סוג אדמה, שימוש בקרקע, ונתיבים הידרולוגיים.היתוך זה הכרחי כדי להפוך את קוראי חיישן גולמיים למידע מעשי עבור תגובה מיידית ותכנון התאוששות לטווח ארוך.

פלטפורמות מרוחקות בשימוש ב-Fukushima

נכסים מבוססי ניטור לוויין

בימים שלאחר התאונה, לווייני תצפית מכדור הארץ מארצות הברית, אירופה ויפן הובלו בלכידת תמונות של הכורים שנפגעו והנוף שמסביב.לוויינים אופטיים סיפקו נופים גלויים וקרובים, שעקבו אחר הנזק הראשוני, בעוד שלוויינים מכ"ם עקבו אחר שלמות מבנית.בשנים מאז, כיסוי חוזר על ידי לנדsat, Sentinel-2, וסדרת ALOS אפשרה מדי שנה לאבחון של לוויינים של מסילות קרקעיים אלה.

חיישנים לווייניים מיוחדים תמכו גם במאמצי ניטור.סוכנות חקר החלל היפנית (JAXA) הפעילה את גז גז גז גז גז גז גז גזי החממה GOSAT, אשר, בעוד שלא תוכנן עבור זיהוי רדיונוקליד, תרם למודלי תחבורה אטמוספריים על ידי מדידת גזים. A Airer ו- Spaceborne gamma-ray מיפוי גלמה-ray השתמש במפות מורכבות כדי להעריך ממציאים ברמת רדיו בקנה מידה רחב.

Drone and Manned Aerial Survey Platforms

המל"טים הפכו כלי טרנספורמציה של ניטור סביבתי של Fukushima על ידי הגעה לאזורים רדיואקטיביים מאוד כי צוותי הקרקע לא יכלו להיכנס קבוע ו- Multirotor מזל"טים מצויד עם ספקטרום gamma קל משקל - שימוש גלאים כגון lanum bromide או צומנט קדמיום - מראש מסלולים בגובה של 20-100 מטר, לייצר מפלסמות חום עם רזולוציה גבוהה, כדי לאמת את הפחתת פעילות גופנית, ורזולוציה גבוהה.

סקרי קרינה מולדים ילידים של משרד החינוך היפני, התרבות, הספורט, המדע והטכנולוגיה (MEXT) ו- US Department of Energy's National Security Administration (NNSA) זמן קצר לאחר התאונה הפיקה את מפות המינון המתמשכות הראשונות של אזור הפינוי של 80 ק"מ כולו.

רשתות מבוססות ושגשוג

רשת של אלפי הודעות ניטור קבועות משדרת נתונים בזמן אמת על פני מחוז Fukushima. כל פוסט לוכד מדידה נקודה, אבל כאשר משולב באמצעות אלגוריתמים הבין-פולציה מרחבית, קריאה אלה משמשים אמת קרקעית עבור calibrating a Air ו- Satellite-derive מדידות, מערכות ממונעות באמצעות כבישי גלאיים גדולים יותר, שבילי גב, ונהרות.

עקבו אחרי A Air Radiation and Atmospheric Transport

אחת האפליקציות המרחיקות הראשונות לאחר התאונה Fukushima מיפוי הצנרת הרדיואקטיבית שנסחף ברחבי יפן ומחוץ ל- Pacific. Transport Models שנשען על נתונים מטאורולוגיים ו-Sampling באוויר, אך חישה מרחוק של ממדים מרחביים נוספים שמדידות קרקעיים בלבד לא יכלו לספק תצפיות לוויין של אווירוסולים ועוקבים אטמוספירפריים, בשילוב עם נתונים ברמת קרינה, עזרו לשחזר את המולקולות הנטוריות הנטוריות הנטוריות הנטוריות שנלכדוכותרות של חומר האלקטרו-מדומים ודמית הראייה של חומר האלקטרו-מדומים.

כיום, ניטור אטמוספירי מתמשך מעסיק לידר ספיגת שונות (DIAL) על כלי מחקר כדי לזהות איזוטופים ספציפיים, אם כי זה נשאר יישום מיוחד בשל עלויות גבוהות ומורכבות. נפוץ יותר, פורטלים קרינה מבוסס קרקע וגלאים צופה למעלה, מצופה נגד סקרים אימות אוויריטיס, להאכיל במערכות הפעלה מוקדמות שנועדו לזהות כל שחרור חדש.

אדמה וסול זיהום

Cesium-137 ו-cesium-134 הפך לדאגות הרדיולוגיות ארוכות הטווח העיקריות בסביבה הארצית, עם מחצית חיים של כ-30 שנים ו- 2 שנים, בהתאמה. sensing מרוחק כבר מרכזי למיפוי ההפצה שלהם בקנה מידה מרובים. מוקדם גמא אוויריפטומטריה באוויר המיוצרת כעת מפות צבע מקודמות של מינון אוויר נמדדת במינון מיקרו-סיבים אלה, עדיין מעקב נרחב של עמקים ושפלים לאורך זמן רב.

מחקר שנערך על ידי רמות קרינה גבוהות, בשילוב עם שינויים לחות הקרקע וחומר אורגני, משנה את ריכוזי הרדיו-סוליום בלהקות גלויות וקרובות-ידי חשיפה המושרה על ידי רמות קרינה גבוהות, בשילוב עם שינויים לחות הקרקע וחומר אורגני, שינוי רפלקטיבית בלהקות גלויות וקרובות-קרוב-לכאורה התפתחו יחסים אמפיריים בין צמחייה, כגון NDVI, EVI, ו- Soiled Vegetation (S) ו-a-a-a-a-a-in-in-in-in-in-in-in-co-cotual-co-co-in-cotual-C) עם מודלים של תאים עם מודלים של דיוקים-aate-Firemed-Fiated-Firemed-a-amination, במיוחד עם מודלים של תאים גמישים-aperreme-a-amination-amination-amind-aate-amind-a-amind-in-a-מתאים-מתאים-a-aminated-a-מתאים-מתאים-מתאים-זמנית של תאים גמישים עם מודלים של תאים גמישים בדגמיידי מודלים של תאים גמישים

תמונות היפר-ספקטרום, אם כי פחות זמין מהחלל, הראו הבטחה בזיהוי שינויים ספקטרליים עדינים הקשורים לרדיונוקליד נקיטת צמחים או שינויים במינרלים הקרקעיים.מצלמות היפר-ספקטרום המופעלות על פני טווח 400-2500 ננומטר יכול להבחין אדמה מזוהמת מקרקע נקייה, עוזר למפות את הגבולות של אזורי פירוק הקרקע לאחר הסרת נתונים אופטיים.

מים ואוקיינוס

שחרור מים מזוהמים לתוך האוקיינוס השקט - הן כמו פריקות ישירות ודרך תנופה אטמוספירית על פני הים - הצטברו קמפיינים נרחבים מרחוק חישה חיישנים צבע האוקיינוס על לווייניים כגון MODIS-Aqua ו- SeventhRS לעקוב אחר זעזועים, chlorophyll-a, וטמפרטורת פני הים, אשר משפיעים על האופן שבו מתפזרים רדיואקטיביים ויישבים חיישנים אלה אינם מזהים קרינה ישירה, אלא יכולים לרכזים את אזורי היפוצים, אלא לרכזים את אזורי הפרודוקטיביות הנוכחיים, אך ורק כדי לרכזים, אך ורק כדי לרכזים, או לרכזים, אך ורק כדי לרכזים, כדי לרכזים את אזורי הפרודוקטיביות ביולוגיים, או לרכזים, כלומר, כלומר, כלומר, כדי לרכזים, או לרכזים את אזורי קרינת קרינה או לרכזים את אזורי קרינת פני פני פני פני פני פני פני פני פני הים, או לרכזים, אך ורק את אזורי המשתנים ביולוגיים, או לרכזים, או לרכזים, או לריכוז, או לרכזים, אך ורק את אזורי קרינת רדיונומטרים, אך ורק את אזורי קרינת קרינה או לרכזים, אך ורק את אזורי המשתנים ביולוגיים,

כלי מחקר יפניים ובינלאומיים המצוידים בגלאי קרינה שנאספו דגימות מים אשר היו אז תואמים עם פרמטרים באיכות מים לוויינים-דרדרטיביים. ריכוזי צואה גבוהים יותר, למשל, היו קשורים לעתים קרובות עם טיפות זרע מושעה מן הנהרות החוף. Satellite altimetry ו- SAR של זרמי הנהר סייע לעקוב אחר התחבורה של רדיונואידים ארציים לתוך הסביבה הימית.

ניטור ארוך טווח של נהרות, אגמים, ומאגרים בתוך האזור המזוהם משתמש סקרים של מזל"טים ודמיון לווייניים כדי להעריך את ה-Sigment deposition ואת דפוסי שחיקה. Radiocesium נקשר בחוזקה לחלקיקים של חימר, כל כך מרוחק של זעזועים ועומס סימנט מספק Proxy יעיל למעקב אחר תנועת רדיונוקל באמצעות שפי מים.

הערכה והערכה של התאוששות אקולוגית

יערות מכסים כ-70% מהאזור המזוהם ביותר בצפון-מערב הצמח, ויוצרים אתגרים ייחודיים לניטור ולדה-זיהום.רגישות מרחוק הייתה חשובה בהערכה של השפעה אקולוגית ועקבות אחר ההתאוששות לאחר מכן.ניתוח של עצי החרושת לתעשייתית לווייניתנים מגלה את מצב הבריאות של יערות מתפוררים וירוקים לאורך שנים ועשרות שנים.

סקרים ד"ר לוכדים את מצב הכתר של עץ בקנה מידה אינדיבידואלי, זיהוי כתמים של מתבק או אינסטינקט כי עשוי להחמיר על ידי מתח קרינה.שלב LiDAR עם תמונות רב-ספקטרום מספק נתונים מבנה יערות תלת-ממדיים ו ביומסה הערכות חיוניות עבור מודלים של מחזור רדיו באמצעות עלות, עלייה, ופירוק עצים באזורים חקלאיים, מרוחקים של מטענים אקולוגיים של פעילות גופנית ותחנות שימורים של מזון יעיל.

אינטגרציה נתונים וניתוח גאופטי

הערך המלא של חישה מרחוק עולה באמצעות נתונים של היתוך. .Fukushima ניטור מסדי נתונים סביבתיים של Fukushima משלבים את שיעור המינון הטיס, קווי קרינה טיס, לוחות טיס, סיווגים קרקעיים מודרנים, מודלים דיגיטליים של גובה, מפות אדמה ונתונים רשת הנהר. מסגרת גיאו-טר-שכבתית זו תומכת בניתוחים מתקדמים, כולל חיזוי התפלגות רדיונוקלידיד עתידיים באמצעות שחיקה ושבץ באמצעות תרחישים שונים.

גישות למידת מכונות - מודלים של יער גרעיני ורשתות עצביות מהפכתיים ביניהם - הוכשרו להעריך ריכוז רדיו-קרקע ישירות מדמיינתל-2 ותכונות קרקעיות.מודלים אלה להפחית את הצורך בדגימה הרסנית נרחבת ויכולים לעדכן את מפות ההסתברות לזיהום הקרקע ישירות ממערכות מחשוב לוויין חדשות כמו גוגל Earth Engine מאפשרות לחוקרים לעבד עשרות שנים של נתונים לנדראט, לחשוף מגמות ארוכות טווח בצמחייה ובמערכות הפעלה מחדש של מערכות מחקר מתקדמות, כמו ארגונים מתקדמים של מערכות מידע מתקדמות, כמו ארגונים מתקדמים, כמו מערכות מחשוב אלקטרוניות מתקדמות, כמו מערכות מחקר מתקדמות, כמו מערכות מחקר מתקדמות, כמו מערכות הגנה מתקדמות.

היתרונות של סניפי מרחוק ב Fukushima ניטור

  • (FLT:0Wide-area) כיסוי: לוויינים וסקרים אוויריים ממפה אלפי קילומטרים רבועים בשעות, ומספקים נוף סינפטי בלתי אפשרי עבור קבוצות קרקע בלבד.
  • (FLT:0) גישה לאזורים מסוכנים: 1FLT:1 ד"רונים ומסוקים יכולים להיכנס לאזורים עם רמות קרינה גבוהות מדי לבני אדם, להבטיח ניטור רציף ללא סיכון לבריאות.
  • (FLT:0) תדירות טמפל: 1FLT) לוויינים סדירים מעל פני השטח וטיסות מל"טים מתוכננות מאפשרות שינוי בגילוי לאורך ימים, עונות ושנים, לכידת הן ריקבון והן חלוקה מחדש של רדיונוקלידים.
  • (FLT:0) שילוב של מרבי-סנסטור: ההרחבה 1 (שלב אופטי, מכ"ם וגלומה) מניב תובנות עשירות יותר מכל חיישן בודד יכול לספק, שיפור הדיוק של הערכות זיהום.
  • (FLT:0) יעילות: FLT:1Build Remote ensing מפחית את הצורך ב דגימה מבוססת קרקע נרחבת, צמצום הוצאות ניטור הכולל תוך הגדלת הכיסוי המרחבי.
  • (FLT:0) קבלת החלטות מונחת נתונים: FLT:1 ; מוצרי מידעספאטי מודיעים ישירות על סידור פינוי, טיהור עדיפות, ומדיניות הכרזה על הקרקע.

אתגרים ומגבלות טכניות

למרות היתרונות האלה, רגיש מרחוק ב Fukushima פרצופים כמה מגבלות מעשיות.תנאים מזג האוויר לעתים קרובות מעכבים תמונות לוויין אופטי באזור זה, שבו כיסוי ענן הוא מתמשך. SAR יכול להתגבר על כמה מן הנושאים האלה אבל לא למדוד ישירות קרינה. Gamma-ray גילוי מהחלל סובל מיחסי אות נמוך לרעש עקב גובה, הדורש שילוב של נתונים מסבבים רבים לייצר תוצאות משמעותיות ואוויריים הם גם כיסוי מוגבל.

קליברציה ואימות נשארים קשיים מתמידים.כל הערכות קרינה המבוססות על חשונות חייבות להיות מעוגנות במדידות אמת קרקעיות, אשר הן בשפע ביערות המזוהמים ביותר ובשטח תלול.כיסוי ההגדלה של קרני גמא מרוחק מן הקרקע, מסבך את המרה של שיעור מינון אוויריטיס לרמה של פחמן.

כיוונים עתידיים ב- Environmental Monitoring

קידום טכנולוגיית חיישן, בינה מלאכותית וקבוצת לווייניים מבטיחים לדחוף את ניטור הסביבה של Fukushima לדיוק גבוה יותר. לוויינים היפר-ספקטרום עם יחסים משופרים לרעש ולהקות ספקטרום צר יותר יאפשרו זיהוי ישיר יותר של חתימות מתח המונעות קרינה.הפריסה הגוברת של קבוצות כוכבים עם שיעורי בדיקה יומית תאפשר דינמית כגון סערות המופעלות על ידי שימוש בתוכנות אבטחה ושינויים בתוכנות אבטחה רק בתדירות גבוהה יותר של זמן של לוויינים.

חטיפות אוטונומיות של מזל"טים מתואמות באמצעות AI ונושאים חיישנים מגוונים יכולים לבדוק יערות עצומים ומערכות הנהר עם פיקוח אנושי מינימלי.מוניטורים רובוטיים מבוססי קרקע ורשתות חיישן נייחים יאכילו זרמי נתונים מתמשכים לתאומים דיגיטליים של הנוף Fukushima, המאפשר לסוכנויות לדמות תרחישים וחיזוי מסלולי חשיפה מראש.

בשילוב עם מודלים משופרים של תחבורה אווירית ואוקיאנוסית, טכנולוגיות אלה יחזקו את המוכנות לכל אירוע גרעיני עתידי.השיטות המעודנות ב-Fukushima כבר מאומצות בפרויקטים של ביטול פרויקטים כמו צ'רנוביל ובתכנון שלאחר תאונות ברחבי העולם.גופים בינלאומיים כולל FLT:0 , הסוכנות לאנרגיה גרעינית של ה-OECDFLT:1 ממשיכות לשלב שיעורים שנלמדו למסמכים שתומכים באסטרטגיות משולבות, רב-platens, ולהבטיח שיתוף פעולה הדוקות ופעולות מתקדמות בין סוכנויות הגרעין, כמו אלה ימשיכו לפתח את ה-APRIRFLT:1.

מסקנה

גילוי מרחוק שינה באופן יסודי את האופן שבו הסביבה של פוקושימה מנטרפת, מתן מידע בטוח, תכוף ומקיפה שסקרי הקרקע לבדם לא יכולים להשיג.ממפות הקרינה הראשונות שהגדירו אזורי פינוי ועד לאנליזה לוויינית המוכנה של ימינו, המעקבת אחר התאוששות מערכת אקולוגית, טכנולוגיות אלה הוכיחו חיוניות לבטיחות הציבור ולהבנת מדעי.