I. Cyflwyniad
Gydag amlygrwydd cynyddol problemau amgylcheddol, mae monitro'r amgylchedd yn gywir ac yn effeithlon wedi dod yn brif flaenoriaeth. Mae technoleg delweddu hyperspectrol, gyda'i datrysiad sbectrol uchel a'i wybodaeth aml-fand, yn darparu offeryn pwerus ar gyfer monitro amgylcheddol. Gall gael nodweddion sbectrol manwl gwrthrychau targed a darparu sylfaen wyddonol ar gyfer asesu ansawdd yr amgylchedd a rheoli llygredd.
II. Trosolwg o dechnoleg delweddu hyperspectrol
(I) Egwyddor
Mae delweddau hyperspectrol yn cynnwys llawer o ddelweddau band cul parhaus. Trwy fesur adlewyrchiad, ymbelydredd a nodweddion eraill y targed ar wahanol donfeddi, ceir cromlin nodweddiadol sbectrol y targed. Mae'r cromliniau hyn yn cynnwys gwybodaeth ffisegol a chemegol y targed a gellir eu defnyddio i nodi a dadansoddi gwahanol elfennau amgylcheddol.
(Ii) Nodweddion
Datrysiad sbectrol uchel: Yn gallu gwahaniaethu gwahaniaethau sbectrol cynnil a nodi gwahanol sylweddau yn yr amgylchedd yn gywir.
Gwybodaeth aml-fand: Yn cynnwys llawer iawn o ddata band, a all adlewyrchu nodweddion targedau amgylcheddol yn llawn.
Cyfuno gwybodaeth ofodol â gwybodaeth sbectrol: Nid yn unig y gellir pennu lleoliad targedau amgylcheddol, ond hefyd gellir deall eu cyfansoddiad a'u cyflwr yn ddwfn.
Mesur anghyswllt: Gellir monitro heb niweidio'r amgylchedd.
Iii. Cymhwyso delweddau hyperspectrol wrth fonitro amgylcheddol
(I) Monitro ansawdd dŵr
Canfod llygryddion: Gall ganfod llygryddion amrywiol mewn dŵr, megis metelau trwm, deunydd organig, maetholion, ac ati. Bydd gan wahanol lygryddion ymatebion sbectrol unigryw ar donfeddi penodol. Trwy ddadansoddi delweddau hyperspectrol, gellir nodi mathau a chrynodiadau llygryddion yn gywir.
Monitro algâu: Bydd twf algâu yn achosi newidiadau yn nodweddion sbectrol cyrff dŵr. Gall technoleg delweddu hyperspectrol fonitro statws dosbarthu a thwf algâu mewn amser real, gan ddarparu cefnogaeth ar gyfer rhybudd blodeuo dŵr.
Gwerthuso Ansawdd Dŵr: Trwy integreiddio gwybodaeth o fandiau lluosog, gellir cynnal gwerthusiad cynhwysfawr o ansawdd dŵr, gan gynnwys dangosyddion fel tryloywder, cymylogrwydd, ac ocsigen toddedig.
(Ii) Monitro atmosfferig
Monitro crynodiad llygryddion: Gall fonitro llygryddion amrywiol yn yr atmosffer, megis sylffwr deuocsid, ocsidau nitrogen, ac osôn. Trwy ddadansoddi delweddau hyperspectrol o'r awyrgylch, gellir cael dosbarthiad crynodiad a thueddiadau newidiol llygryddion.
Monitro Aerosol: Mae erosolau yn cael effaith bwysig ar yr amgylchedd atmosfferig a newid yn yr hinsawdd. Gall technoleg delweddu hyperspectrol nodi gwahanol fathau o aerosolau a monitro eu crynodiad a'u dosbarthiad.
Monitro nwyon tŷ gwydr: Monitro nwyon tŷ gwydr fel carbon deuocsid a methan i ddarparu cefnogaeth ddata ar gyfer ymateb i newid yn yr hinsawdd.
(Iii) monitro amgylchedd ecolegol
Monitro sylw llystyfiant: Trwy ddadansoddi nodweddion sbectrol llystyfiant, gellir cyfrifo'r sylw llystyfiant yn gywir a gellir asesu iechyd yr ecosystem.
Monitro Bioamrywiaeth: Mae gan wahanol rywogaethau nodweddion sbectrol gwahanol. Gellir defnyddio technoleg delweddu hyperspectrol i nodi a monitro bioamrywiaeth a darparu sylfaen ar gyfer amddiffyniad ecolegol.
Monitro Newid Defnydd Tir: Gall fonitro newidiadau yn y defnydd tir yn gyflym a darganfod galwedigaeth anghyfreithlon a difrod ecolegol yn brydlon.
Iv. Manteision a heriau cymhwyso technoleg delweddu hyperspectrol ym maes monitro amgylcheddol
(I) Manteision
Monitro manwl uchel: Gall ddarparu gwybodaeth sbectrol fanwl i sicrhau monitro a dadansoddi manwl gywirdeb uchel o dargedau amgylcheddol.
Monitro ardal fawr: Gall gael gwybodaeth amgylcheddol yn gyflym dros ardal fawr a gwella effeithlonrwydd monitro.
Monitro amser real: Mae ganddo'r gallu i fonitro mewn amser real a gall adlewyrchu newidiadau yn yr amgylchedd yn brydlon.
(Ii) heriau
Prosesu Data Cymhleth: Mae gan ddelweddau hyperspectrol lawer iawn o ddata ac mae'n anodd eu prosesu, sy'n gofyn am feddalwedd ac algorithmau proffesiynol.
Ymyrraeth amgylcheddol: Mewn monitro amgylcheddol gwirioneddol, mae'n hawdd ei effeithio gan ffactorau fel tywydd a golau, sy'n lleihau cywirdeb y data.
Cost Offer Uchel: Mae offer delweddu hyperspectrol yn ddrud, sy'n cyfyngu ar ei gymhwysiad eang ym maes monitro amgylcheddol.
V. Tueddiadau Datblygu yn y Dyfodol
Arloesi technolegol: Gwella datrys a chywirdeb delweddau hyperspectrol yn barhaus, datblygu algorithmau prosesu data mwy datblygedig, a gwella cywirdeb ac effeithlonrwydd monitro.
Ymasiad data aml-ffynhonnell: Integreiddio delweddau hyperspectrol â data monitro amgylcheddol eraill, megis data synhwyro o bell lloeren a data monitro daear, i sicrhau monitro amgylcheddol mwy cynhwysfawr.
Cymhwyso Deallus: Cyfuno deallusrwydd artiffisial, dysgu peiriannau a thechnolegau eraill i sicrhau dadansoddiad a phrosesu delweddau hyperspectrol yn awtomatig a gwella lefel cudd -wybodaeth monitro.
Lleihau costau: Gyda datblygiad technoleg ac ehangu'r farchnad, disgwylir i gost offer delweddu hyperspectrol ostwng yn raddol, gan hyrwyddo ei gymhwysiad eang ym maes monitro amgylcheddol.
Vi. Nghasgliad
Mae gan dechnoleg delweddu hyperspectrol botensial cymhwysiad gwych ym maes monitro amgylcheddol. Mae'n darparu dulliau a dulliau newydd ar gyfer monitro ansawdd dŵr, monitro atmosfferig a monitro amgylchedd ecolegol. Er bod rhai heriau o hyd, gyda hyrwyddo a gwella technoleg yn barhaus, bydd technoleg delweddu hyperspectrol yn chwarae rhan gynyddol bwysig wrth fonitro amgylcheddol ac yn darparu cefnogaeth gref ar gyfer amddiffyn yr amgylchedd a chyflawni datblygu cynaliadwy.
