Uzak Sensing Teknolojileri Gizli Tespit için Kullanımı

Uzaktan algılama teknolojileri, temel olarak bilim insanlarının ve çevre ajanslarının algılama yeteneğini değiştirdi, harita ve geniş manzaralar ve su ortamları arasında gizli kirleticileri izlemek. fiziksel koleksiyon ve laboratuar analizlerini gerektiren geleneksel örnekleme yöntemlerinden farklı olarak, uzaktan algılama elektromanyetik olmayan, tekrarlanabilir ve maliyet-malzegen olmayan bir şekilde, tehlikeli maddelerin varlığını ortaya çıkarmak için görünmez olan koruyucuları tanımlamak için.

Uzaktan Sensing Teknolojileri Nedir?

Uzaktan algılama, nesneler veya mesafelerden gelen alanlar hakkında bilgi edinme bilimidir, genellikle hava yoluyla veya uzaydan gelen platformlara monte edilen sensörler kullanır. Bu sensörler elektromanyetik enerjiyi algılar ve kayıt elektromanyetik enerji -göremez ışık, kızılötesi, termal, mikrodalga - bu, temiz toprak, sağlıklı bitki örtüsü veya kimyasal bir kirleticiden gelen her materyal, veya kimyasal bir kirleticiye sahiptir, eşsiz bir ⁇ imzasına sahiptir (farklı dalgalar boyunca yansımanın bir örneği).Bu imzaları analiz ederek, analistler kirleticileri çevrelerinden ayırt edebilir.

• [FONT:0]Satellites: [Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri: [Döneticileri: NASA’nın Landsat gibi yörünge platformları, ESA’nın Sentinel ve ticari takımyıldızları, günlük olarak, her zaman tekrar tekrar tekrarla sistematik olarak küresel kapsama alanıyla ilgili olarak, uzaysal kararlarının on metreden on metreye kadar değişebilir.
• [FONT:0)Manned Uçak:[Dönetici: 0:1) Yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte veya termal sensörler daha yüksek uzaysal çözümü sunar ve belirli alanları hedef almak için esneklik sağlar.
• [FONT:0]Unmanned Aerial Tools (UAVs veya Drones): [Döneticileri: düşük maliyetli uçaklar ultra yüksek çözünürlük görüntülerini sağlar (ortalama düzeyinde) ve hafif multispectral, termal veya hatta miniaturized hiperspectral sensörler taşıyabilirler.

Anahtar Sensör türleri ve İlkeleri

Sensör seçimi kirletici türe bağlıdır, çevresel orta (soil, su, hava) ve gerekli algılama duyarlılığı. Aşağıda, elektromanyetik spektrumun farklı porsiyonlarını kullanarak en yaygın kullanılan sensör teknolojileridir.

Multispectral Sensörler

Multispectral sensörler birkaç geniş kapsamlı bantlarda verileri yakalar (tipik olarak 4-10 grup) görünür ve yakın çevrede (VNIR) ve kısa metal basıncı (SWIR) ve VNIR'de kloralları azaltır. Ortak gruplar kara, mavi, yakın-infil, ve birkaç SWIR kanalları ile.Bu sensörler, bölgesel atıkların veya yağların kirlenmesinin yol açtığı değişiklikler için son derece etkilidir.

Hiperspectral Sensörler

Hiperspectral sensörler (ayrıca görüntüleme spektrometreleri olarak da adlandırılır) yüzlerce kontigziguous dar ⁇ bandında veriler elde eder, tipik olarak VNIR-SWIR aralığında (400-2500 nm). Hava ile ilgili yoğun bilgiler, AVIRIS (Airborne Visible /Inred Görüntülemeleri) ve PRISMA gibi çeşitli ağır metaller (örneğin, bakır, kurşun, çinko) için kullanılan özelliklerden oluşur.

Termal Kızılötesi (TIR) Sensörler

TIR sensörleri, yeraltı depolama tankları ile donatılmış birçok kirleticinin nehirlerde veya yeraltı depolama tankları ile donatılmış, termal anomaliler oluşturmak gibi ısıtılabilir (kirli görüntünün bu sıcaklık farklılıkları tespit edebileceğinden daha sıcak veya daha soğuk) TIR görüntülenmesi, nehirlerde ısıtılmış effluentin veya yeraltı depolama tanklarının varlığı gibi.

Sentetik Aperture Radar (SAR)

SAR sensörleri mikrodalga pulları yayıyor ve arkaları ölçüyor. Optik sensörlerden farklı olarak, SAR bulutları nüfuz edebilir ve gündüz veya gece çalıştırabilir. Özellikle petrol yataklarını tespit etmek için değerlidir (ya dak kapakları, sırtları azaltır ve karanlık yamalar olarak ortaya çıkabilir). Sentinel-1 (ESA) ve RADARSAT (Kanada Uzay Ajansı) ile ilişkili olabilir.

LiDAR LiDAR

Işık algılaması ve Ranging (LiDAR), arazi ve bitki örtüsünün yüksek çözünürlüklü 3D noktası bulutları oluşturmak için lazer pul pul pul pul pul pul pul pulsları kullanıyor.Köpektif LiDAR (daha fazla kirletici bir dedektörleri kullanarak) sığ su vücutlarını ve altmış tozları ortaya çıkarabilir veya süpürücüklüğü veya değişiklikleri gösterebilir.

Uzak Sensings Hidden Contaminants nasıl tespit edilir

Contaminants, çevrenin fiziksel, kimyasal veya biyolojik özelliklerini değiştirir, bu da sensörler tarafından yakalanan elektromanyetik imzayı değiştirir. algılama üç ana yaklaşıma dayanır: doğrudan ⁇ kimlik, dolaylı stres göstergeleri ve zamansal değişim analizi.

[FONT:0)Direct ⁇ tanımlama[[Dönetici:0], kirleticinin kendisi benzersiz bir absorpsiyon veya yansıtma özellikleri gösterir. Örneğin, klorphyll-a in algal çiçekleri 700 nm yakınında güçlü bir yansıma yaratır; ham petrol, semptomlara yakın olan karakteristik absorpsiyonları gösterir. [FONT:2]Örnek:Dönemli bir şekilde, toprak kaynaklı bir görüntüyü, toprağa bağlı olarak çok sayıdaki değişiklikleri tanımlar.

Soil'de gizli Contaminants

Hidrokarbonlardan, ağır metallerden, pestisitlerden veya endüstriyel çözücülerden kaynaklanan toprak kirliliği genellikle demir oksit ve çamur mineral değişikliklerini tespit edene kadar belirgin bir şekilde azaltılabilir.

Sualtında Gizli Kirişler

Su kirliliği belirli bir meydan okuma sunar, çünkü kirleticiler karıştırır, dilsiz ve görünür ışıkta görünmez olabilir. Uzaktan algılama optik olarak aktif seçmenleri tespit eder. Petrol dökülüyor, karakteristik pigment imzalarına karşı koyu yağdırır -sentinel-2'nin kırmızı-st bandı, operasyonel algılama için altın standarttır (genellikle NOAA ve Avrupa Deniz Güvenliği Ajansı tarafından kullanılır). Harmful algal çiçekli (HAB) çok sayıdaki renkli kozmetik imzaları ile tespit edilir.

Havalimanları Havada Gizli Kirişler

Hava yoluyla gaz tesisatları daha zor ama imkansız değildir. Termal kızılötesi sensörler, sıcak endüstriyel gazlardan (örneğin, SO2, NOx'ten yığınlar ve volkanik degassing. uygun TIR penceresinde çalışırsa, PM10), uydu-derived aerosol (e.g., Hyperspectral Thermal Thermal Emission Spectrometresi, HyTES) gizli kaynaklardan bölgesel hava kirliliğine yardımcı olur.

Gerçek Dünya Uygulamaları

Petrol Spill Meksika Körfezi'nde İzleme

2010 yılında Deepwater Horizon felaketinin ardından, uydu SAR görüntüleyicisi, petrolün kıyı marşetlerine yayılan petrolün yayılmasını takip etmek için birincil bir araç haline geldi.Her 1-3 gün boyunca, yanıt verenlerin her iki acil müdahale ve ekolojik kurtarma çabalarını haritalamalarına izin verdi.

Altın Madenciliği'nden Tarım Kirişleri Tespit Edilmesi

Birçok gelişmiş bölgede, sanatisanal altın madenciliği, nehirler boyunca bitki örtüsünün tükenmesini ve balıkları azaltımının bir kombinasyonunu kullanarak, negatif veri ve yüksek çözünürlüklü drone görüntülerini doğrulayan bir örneklemesini sağladı.The detectg data enabledes to prioritying downstream from mining sites. Spectral analysis of streaming along Riverbanks, heavy metal stresi (redüklenmiş NDVI and changed red-edge location), onaylanmış su örneklemelerini kullanarak, iyileştirici seviyeleri yukarıda güvenlik eşlerini doğrulayan uzaktan algılama verileri, yetkililerden iki mevsim boyunca temizlenme önlemleri izlemelerini sağladı.

Urban Brownfield Hiperspectral Imagery ile Tanımlandı

Sanayi sonrası şehirlerde, eski fabrikalar genellikle gizli bir kondisyonun arkasına ayrılır (heavy Metaller, PAHs, asbest) bu yeniden gelişmeyi zorlar. Detroit'teki bir pilot proje, 50-square-kilometre alanı boyunca arazi kompozisyonunu haritaladı.

Kesminli Tespit için Uzaktan Sensing'in Avantajları ve Sınırları

Avantajları Avantajları Avantajları Avantajları

• [FONT:0)Large-scale kapsaması:[Dönem:[Dönemli:[Dönemli) Uydular tek bir geçişte binlerce kilometre kareyi resmedebilir, bölgesel veya küresel değerlendirmeleri tek başına zemin örnekle imkansız hale getirebilir.
• [FONT:0)Repeatability and historical archives:) Birçok sensör sık sık sık tekrar döngüleri (örneğin, Sentinel-2 her 5 gün) ve onlarca arşivlenmiş veri, trend analizi ve değişiklik tespitine izin verir.
• [FONT:0] Hayır-İklim ve uzaktan erişim: Etkilenen siteler tehlikeli olabilir (örneğin, nükleer bölgeler, toksik toprak depoları) veya fiziksel olarak ulaşılamaz (örneğin, dağ mayın siteleri).
• [FONT:0) görünmez kirleticilerin Deteksiyonu: Renkli olmayan, kokusuz veya aşağıda bulunan kirleticiler termal, ⁇ veya yapısal dolaylı olarak tanımlanabilir.
• [FONT:0]Cost-t-tamamlık:[Dönetici][Dönetici dağıtıldığında, ek alan başına marjinal maliyet yoğun alan örnekleme ile karşılaştırıldığında düşük.

Sınırlamalar

• [FONT:0]A atmosferik müdahale:[Dönetici:[Dönetici:0) Bulutlar, fındık ve aerosoller degrad optik verileri. SAR bulutları nüfuz eder, ancak farklı yeteneklere sahiptir.
• [FONT:0]Spatial ve ⁇ karar ticaret-offs:[Dönetici: Yüksek çözünürlüklü sensörler daha küçük alanları kaplar; iyi ⁇ detayları büyük veri hacimleri ve karmaşık işleme gerektirir.
• [FONT:0) Zemin gerçek geçerliliği için düşünülmüş: Uzaktan algılama anomalileri tespit eder, ancak belirli kirletici tipi ve konsantrasyonunu onaylayın, genellikle alan örneklerinin laboratuvar analizini gerektirir.
• [FONT:0)Depth sınırlaması: [Dönetici: Optik ve termal sensörler sadece bir yüzeyin ilk birkaç mikron veya milimetresine nüfuz edilmelidir. Subsurface kontenjanları yüzey işaretlerinden itibaren ertelenmelidir.
• [FONT:0] Özel sensörler ve uzmanlık alanlarına ait olan: Hiperspectral ve termal drone sistemleri pahalı kalır ve verileri işlemek yetenekli analistler ve yazılım gerektirir.

Future rotası ve Gelişen Teknolojiler

Kiriş algılaması için uzaktan algılama alanı hızla ilerliyor. Anahtar eğilimleri şunları içerir:

• [FONT:0)Artificial intelligence and machine learning:) Deep learning modelleri otomatik olarak kirleticilerle ilişkili ince ⁇ kalıpları tanımlayabilir ve yanlış pozitifleri azaltır ve verileri birden fazla sensörlerden (optik, SAR, termal) daha sağlam bir algılama için süzdür.
• [FONT:0) hiperspectral sensörlerinMiniaturizasyon: Kompakt, uygun fiyatlı hiperspectral kameraların dronelar için gelişimi yerel çevre ajanslarına ve STK'lara erişilebilir ayrıntılı bir analiz sağlayacaktır.
• [FONT:0]Constellation and swarm yaklaşımlar:[Döneticiler Gezegen Laboratuvarları gibi şirketler, 3-5 m kararlarında günlük küresel kapsama sağlayan yüzlerce küçük CubeSats çalışır, ortaya çıkan kontrasepsiyonların gerçek zamanlı tespiti sağlar (örneğin, algal çiçek, petrol dökülüyor).
• [FONT:0) IoT ve zemin sensörleri ile ilgili olarak: Düşük maliyetli zemin sensörlerinin Ağı kalibre edilebilir ve uydu verilerini doğrulayabilir, yüksek hassasiyetle birleştiren karma izleme sistemi oluşturabilir.
• [FONT:0]Hyperspectral uydu görevleri: NASA'nın Yüzey Biyolojisi ve Jeoloji (SBG) ve ESA'nın CHIME, rutin uzaydan gelen hiperspectral verileri sunacaktır, gelişmiş kirletici haritalama erişimine erişimi demokratikleştirir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Uzak algılama teknolojileri, modern çevresel izlemenin vazgeçilmez bir bileşeni haline geldi, geniş alanlarda ve çeşitli medyadaki gizli kirleticileri tespit etmek için eşsiz yetenekler sunuyor.Demokratlama, makine öğrenimi ve çok platform entegrasyonu hızla genişliyor, bu araçlar, temiz ekosistemler için çabalayan ve daha sağlıklı toplumlar için çabalayan, uzak yatırım yöntemlerinin temel amaçları için gerekli olan kısıtlamalara sahip olacak şekilde hızla genişliyor.

[FONT:0) Belirli veri kaynakları ve yöntemleri hakkında daha fazla okuma için, [FONT Landsat Misyonları) [Dönetici:2|Dönetici: www.D) ve [FLT: 4 ).