الحد من التلوث الضوئي التقليدية رصد تفوق فوق

أولا ، من المهم أن نفهم لماذا التكنولوجيا الفائقة الطيفية اللازمة .

　　الطريقة التقليدية: تعتمد أساسا على مضواء الكهروضوئي وكاميرا السماء كلها .

　　الكهروضوئي مضواء: قياس في اتجاه معينمجموع الإضاءة أو السطوع( وحدة لوكس أو حجم ) . يمكن أن أقول لكم كيف مشرق هو ، ولكن لا يمكن التمييز بين مصدر الضوء ومكوناته .

　　كاميرا السماء كلها: اطلاق النار على صورة السماء ليلا ، لتحليلتوهج السماء و انتشار التلوث الضوئي تحت الغطاء السحابيالخ . يمكن أن نرى " أين هو مضاء " ، ولكن الصورة هي RGB أو متعددة الأطياف ، مع كمية محدودة من المعلومات .

　　مزايا التكنولوجيا الفائقة الطيفيةس

　　القدرة على التعرف على بصمات الأصابعكل مصدر الضوء ( على سبيل المثال ، مصباح الصوديوم عالية الضغط ، الصمام ، مصباح الفلورسنت ) فريدة من نوعها الخصائص الطيفية ، مثل بصمات الأصابع . التصوير يمكن الحصول على البيانات في وقت واحد في مئات من نطاقات التردد المستمرتحديد و تحديد أنواع مختلفة من مصادر الضوء و نسبمنتدى

　　بعد الكشف عن الضوء المرئيتأثير التلوث الضوئي هو أكثر بكثير من الضوء المرئي . ويمكن للتكنولوجيا الفائقة الطيفية أن تغطي بالقرب من الأشعة تحت الحمراء ، والأشعة تحت الحمراء على الموجات القصيرة أو حتى الموجات فوق البنفسجية ، وبالتالي دراسة ما يلي :

　　الإجهاد النباتيالإفراط في الضوء الاصطناعي ( وخاصة الضوء الأزرق والأحمر ) في الليل يمكن أن تؤثر على عملية التمثيل الضوئي و الفترة الضوئية للنباتات .

　　تكوين الغلاف الجوي عكسعلى الرغم من أنها ليست قوية ، فإنه يمكن استخدامها في رصد التلوث الثانوي المرتبطة الإضاءة الليلية ، مثل الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي .

　　اضطراب السلوك في الحياة البريةبعض الحيوانات حساسة للضوء في أطوال موجية معينة و فوق يساعد على تقييم هذا التأثير .

ثانيامصغرة عالية الطيف الضوئيتطبيق معين احتمال

التصغير هو مفتاح تعميم التكنولوجيا . فوق نظام يقوم على المركبات الجوية بدون طيار ، من ناحية عقد المعدات أو المركبات المتنقلة يوسع إلى حد كبير من المرونة والحجم في الرصد .

الإضاءة في المناطق الحضرية مسح وتحليل مصادر التلوث

　　وصف التطبيقباستخدام طائرة بدون طيار محمولة على جهاز التصوير الفائقة الطيفية الصغيرة ، في المناطق الحضرية في الليل كروز المسح الضوئي .

　　حل المشكلةس

　　مراجعة دقيقةرسم خريطة توزيع المساحات من أنواع مختلفة من مصابيح الشوارع في المناطق الحضرية ( القديمة مصابيح الصوديوم عالية الضغط مقابل نوع جديد من مصابيح LED ) . هذا أمر بالغ الأهمية من أجل إدارة الإضاءة في المناطق الحضرية إلى خطة استبدال الصمام وتقييم كفاءة الطاقة .

　　تحديد المخالفات الإضاءةبسرعة تحديد الإفراط في الإضاءة ، أضواء الفيضانات نحو السماء ، لوحات ، والإضاءة غير لائق من واجهة المبنى . الأساليب التقليدية لا يمكن بسرعة تحديد هذه " الجناة " من كمية كبيرة من مصادر الضوء .

　　تأثير درجة حرارة اللون الكمي[ لد ] مصباح لون درجة حرارة ( دافئ أبيض ، أبيض محايد ، أبيض بارد ) فرق كبير . ارتفاع درجة حرارة اللون من كل مصدر الضوء يمكن قياسها بدقة ، وتأثير ارتفاع درجة حرارة اللون ( غنية في الضوء الأزرق ) الإضاءة على لون السماء ( يتلاشى الأزرق والأسود يتحول إلى اللون البرتقالي أو الرمادي ) و جسم الإنسان circadian rhythm ( إيقاع الساعة البيولوجية ) .

2 - تقييم التلوث الضوئي في المحميات البيئية والمراصد الفلكية

　　وصف التطبيقفي جميع أنحاء المرصد أو في المناطق المحمية في السماء المظلمة ، واستخدام المحمولة أو على متن معدات التصوير الصغيرة لتحديد المواقع والتفتيش ورسم الخرائط .

　　حل المشكلةس

　　إنشاء بيانات خط الأساسسجل بدقة أنواع وشدة مصدر الضوء حول منطقة الحماية ، وتوفير الأساس العلمي لتحديد وإدارة منطقة الحماية .

　　رصد نطاق التأثيرتحليل من " القبة الضوئية " في المناطق الحضرية ، والتي هي الأطوال الموجية للتلوث الضوئي تتخلل أعمق ، حيث الحدود لها تأثير ملموس على الملاحظات الفلكية وموائل الحياة البرية .

　　تقييم تأثير تدابير الحد من الضوءبعد تنفيذ تدابير الحد من الضوء مثل الظل ، مصباح الإضاءة ، وما إلى ذلك ، يتم التحقق من صحتها من خلال إعادة قياس الطيف لمعرفة ما إذا كان أو لم يكن حقا يقلل من انبعاث الضوء الضارة .

3 - دراسة عن الآثار الدقيقة للنظم الإيكولوجية وصحة الإنسان

　　وصف التطبيقهذا هو اتجاه الحدود المحتملة فوق التكنولوجيا .

　　رصد صحة النباتاتمن خلال تحليل الانعكاس الطيفي تغيير أوراق النباتات تحت ظروف الإضاءة الخاصة ، الإجهاد الفسيولوجية الناجمة عن الضوء الاصطناعي على النباتات في الليل يمكن رصدها غير الغازية ، وتأثير الضوء الاصطناعي على الإنتاجية الأولية للنظم الإيكولوجية يمكن تقييمها .

　　صحة الإنسان تحليل الارتباطتحديد نسبة الضوء الأزرق السائد في البيئة ، يمكن إنشاء نموذج العلاقة المحتملة مع مشاكل صحية مثل اضطرابات النوم ، واضطرابات إفراز الهرمون . هذا يوفر البيانات لدعم أكثر إنسانية الإضاءة السياسات .

4 - حماية المواقع التاريخية والآثار الثقافية

　　وصف التطبيقالعديد من المواقع التاريخية التي شيدت من الحجر ( مثل الرخام ) التي هي حساسة للضوء .

　　حل المشكلةارتفاع الطيف يمكن تحليل مختلف مصادر الضوء ( وخاصة الأشعة فوق البنفسجية عالية المحتوى من مصادر الضوء ) على سطح الآثار الثقافية على المدى الطويل آثار الإشعاع ، للمساعدة في وضع غير تدميري عرض الإضاءة ، والتوازن بين احتياجات الزينة وحماية الآثار الثقافية .

ثالثاً - التحديات والاتجاهات المستقبلية

على الرغم من آفاق واسعة ، وتطبيق هذه التكنولوجيا لا تزال تواجه تحديات :

　　تعقيد معالجة البيانات وتحليلهاكمية كبيرة من البيانات الفائقة الطيفية ( " بعد الكارثة " ) يتطلب خوارزمية قويةالطيفية حل الاختلاطفصل مساهمة مصادر الضوء المختلفة من الهجين بكسلتصنيف الاعترافوهذا يتطلب مشاركة عميقة من الذكاء الاصطناعي وآلة التعلم .

　　الإشعاع المعايرة والتوحيدضمان دقة البيانات للمقارنة بين مختلف المعدات ، في أوقات مختلفة ، في ظروف الطقس المختلفة هو أساس إنشاء قاعدة بيانات موثوق بها . ولا توجد حاليا معايير موحدة .

　　التكلفة وقابليةعلى الرغم من التصغير ، عالية الأداء معدات التصوير الصغيرة لا تزال باهظة الثمن ، وتجهيز البيانات يتطلب الخبرة والحوسبة .

　　الصعوبات التقنية في التصوير الليليضوء خافت في الليل ، وانخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء ، حساسية عالية من أجهزة الاستشعار البصرية انتقال متطلبات النظام . عادة ما يستغرق وقتا أطول التعرض والإضاءة النشطة ( ولكن هذا في حد ذاته يمكن أن تصبح مصدر التلوث الضوئي ، يجب أن تستخدم بحذر ) .

　　اتجاهات التنمية المستقبلية :

　　منظمة العفو الدولية مدفوعة التفسير الذكينموذج التعلم العميق سوف تكون قادرة على تحديد نوع مصدر الضوء تلقائيا في الوقت الحقيقي ، تقدير الطاقة وتقييم الأثر البيئي .

　　التصغير و الرقاقةمع تطور التكنولوجيا ، معدات التصوير سوف تكون أكثر إحكاما ، وانخفاض استهلاك الطاقة ، وحتى في الهاتف الذكي حجم أجهزة الاستشعار ، لتحقيق عالمية حقيقية للرصد .

　　منصة متعددة شبكة تعاونيةبناء ثلاثي الأبعاد شبكة رصد تتألف من الأقمار الصناعية ( الماكرو ) ، الطائرات بدون طيار / المنطاد ( وسط ) ، الأرض محطة متنقلة / الأجهزة المحمولة ( مايكرو ) لتحقيق سلس ضوء رصد التلوث من العالم إلى زاوية الشارع .

　　جنبا إلى جنب مع إنترنت الأشياء: ربط أجهزة الاستشعار الصغيرة الفائقة الطيفية في المناطق الحضرية إنترنت الأشياء ، وتحقيق إدارة ذكية وديناميكية السيطرة على مرافق الإضاءة .

الاستنتاج

　　تطبيق التكنولوجيا الفائقة الطيفية الصغيرة في ضوء رصد التلوث هو مشرق جدا ، وسوف تكون ثورة من " واسعة النطاق قياس الضوء " إلى " إدارة غرامة " .

ليس فقط يمكن أن تقول لنا كيف مشرق السماء ليلا ، ولكن أيضا يمكن أن تكشف عن " ما هو الضوء " ، " من أين أتيت " و " ما هو تأثير ملموس " . هذه التكنولوجيا يوفر أداة قوية لتحقيق أكثر علمية ودقيقة أنسنة إدارة الإضاءة في المناطق الحضرية ، وحماية قيمة السماء ليلا و البيئة الايكولوجية . على الرغم من أن هناك تحديات ، جنبا إلى جنب مع التقدم في التكنولوجيا ، وسوف تصبح واحدة من التكنولوجيات الرئيسية في مجال معالجة التلوث الضوئي الفلكية وحماية البيئة في المستقبل .