Head GISDTDA

4 สิ่งควรคำนึง สำหรับภาพดาวเทียมตรวจสอบน้ำมันรั่ว

เหตุการณ์ท่อส่งน้ำมันดิบรั่วบริเวณทุ่นผูกเรือน้ำลึกหรือจุดขนถ่ายน้ำมันในทะเลอ่าวไทยเมื่อวันที่ 25 มกราคม 2565 นั้น ได้สร้างแรงกระเพื่อมในสังคมไทยเป็นอย่างมากตลอดช่วงหนึ่งสัปดาห์ที่ผ่านมา เนื่องด้วยบทเรียนราคาแพงจากเหตุการณ์น้ำมันรั่วในอ่าวไทยเมื่อปี พ.ศ. 2556 ที่ส่งผลกระทบโดยตรงกับอ่าวพร้าว เกาะเสม็ด จ.ระยองและพื้นที่โดยรอบ ยังคงเป็นภาพจำที่ชัดเจนจนมาถึงปัจจุบัน ด้วยน้ำมันดิบที่รั่วออกมาได้ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเป็นวงกว้าง รวมไปถึงทำให้อุตสาหกรรมการท่องเที่ยวต้องหยุดชะงัก ทั้งนี้ยังมีอีกภาพหนึ่งที่ช่วยสร้างความตระหนักในสังคมเกี่ยวกับการมีอยู่จริงของน้ำมันดิบที่รั่วออกมาสู่ทะเลอ่าวไทยในครั้งนี้ก็คือ ภาพถ่ายจากดาวเทียม
.
การตรวจสอบน้ำมันดิบรั่วท่ามกลางท้องทะเลอันกว้างใหญ่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ตรวจวัดที่ครอบคลุมพื้นที่กว้างมากและมีรอบความถี่ในการตรวจสอบที่เหมาะสมเพื่อสนับสนุนมาตราการจัดการกับน้ำมันที่รั่วได้ตรงจุดและทันสถานการณ์ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์และนักอนุรักษ์ทั่วโลกจึงให้ความสำคัญกับข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมเพื่อการตรวจสอบน้ำมันรั่วกลางท้องทะเล เมื่อวิเคราะห์จากภาพถ่ายดาวเทียมร่วมกับข้อมูลสภาพอากาศจะทำให้ทราบสถานที่ บรรดาสัตว์ และพืชพรรณต่างๆที่จะได้รับผลกระทบล่วงหน้าและนำไปสู่การเตรียมรับมือเพื่อลดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมให้มากที่สุด
.
แต่ทว่าในโลกแห่งความเป็นจริง มีหลายปัจจัยที่เป็นอุปสรรคขัดขวางทำให้เราไม่ได้ภาพถ่ายดาวเทียมตามที่เราคาดหวัง ทั้งปัจจัยทางด้านเทคนิคและปัจจัยทางด้านสิ่งแวดล้อม หรือแม้กระทั้งหลังจากได้ข้อมูลภาพมาแล้วแต่ไม่สามารถสกัดข้อมูลการกระจายตัวของน้ำมันดิบที่รั่วออกมากลางทะเลออกมาได้ ปัจจัยเหล่านี้เป็นความเข้าใจพื้นฐานสำหรับการสำรวจด้วยดาวเทียมและเป็นสิ่งที่เราทุกคนควรรู้ไว้เป็นข้อมูลสำหรับเหตุการณ์ในอนาคต
.
1. วงโคจรของดาวเทียม : ดาวเทียมสำรวจโลกแต่ละดวงมีการออกแบบวงโคจรและความสูงเหนือพื้นโลกที่แตกต่างกันตามภารกิจของดาวเทียมเป็นสำคัญ ส่งผลให้ดาวเทียมจะโคจรวนกลับมาเหนือจุดเดิมหรือกลับมาซ้ำที่แนวโคจรเดิมนั้น มีระยะเวลาที่แตกต่างกันไปด้วย เช่น ดาวเทียมไทยโชต โคจรที่ความสูงประมาณ 822 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก โคจรกลับมา ณ วงโคจรเดิมทุกๆ 26 วัน แต่ด้วยดาวเทียมไทยโชตมีคุณสมบัติเอียงตัวดาวเทียมเพื่อถ่ายภาพได้ จึงทำให้ดาวเทียมไทยโชตถ่ายภาพ ณ บริเวณที่เกิดภัยพิบัติหรือพื้นที่มีรายงานพบน้ำมันรั่วได้เกือบจะทุกวัน
.
ส่วนดาวเทียม Sentinel-1 โคจรที่ความสูงประมาณ 700 กิโลเมตรเหนือพื้นโลกและโคจรกลับมาซ้ำที่แนวโคจรเดิมทุกๆ 12 วัน แต่เนื่องจาก Sentinel-1 ประกอบด้วยดาวเทียม 2 ดวง คือ Sentinel-1A และ Sentinel-1B ดังนั้นจึงทำให้วนกลับมาถ่ายภาพ ณ จุดเดิมได้เร็วขึ้นหรือประมาณ 5-6 วันในแถบภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ แม้ดาวเทียม Sentinel-1 ซึ่งจัดว่าเป็นดาวเทียมในระบบเรดาร์ที่มีนิยมใช้เพื่อการติดตามน้ำมันรั่ว แต่จะเห็นว่าด้วยข้อจำกัดนี้เราต้องรอประมาณ 5-6 วันเพื่อให้ดาวเทียมวนกลับมาถ่าย ณ พื้นที่เดิม ไม่สามารถถ่ายต่อเนื่องทุกวัน
.
2. เมฆ : ปัญหาเมฆบดบังบนภาพถ่ายจากดาวเทียมส่วนมากแล้วจะเกิดขึ้นกับดาวเทียมสำรวจโลกกลุ่มระบบเชิงคลื่นแสง หรือ ดาวเทียมระบบ Optical ซึ่งต้องอาศัยแสงอาทิตย์เพื่อการมองเห็นและถ่ายภาพเฉกเช่นเดียวกับสายตาของมนุษย์เรา ตัวอย่างดาวเทียมในกลุ่มนี้ก็ได้แก่ ดาวเทียมไทยโชต ดาวเทียม Landsat ดาวเทียม Sentinel-2 เป็นต้น นับได้ว่าปัญหานี้เป็นสิ่งที่ยากจะหลีกเลี่ยงได้ เปรียบเสมือนกับเวลาเราถ่ายภาพด้วยกล้องจากมือถือแล้วอยู่ดีๆก็มีคนเดินผ่านหน้ากล้องมาบังตัวแบบพอดีกับจังหวะที่กดถ่าย ซึ่งเมฆจะเป็นปัญหาอย่างมากสำหรับดาวเทียมกลุ่มนี้โดยเฉพาะในช่วงฤดูฝน
.
3. ปริมาณน้ำมันดิบที่ไม่มากพอ : ในปัจจุบันปริมาณน้ำมันที่ไหลรั่วลงสู่ท้องทะเลมีตั้งแต่ปริมาณเล็กน้อย เช่น กระเด็นหรือรั่วจากตัวเครื่องยนต์หรือขณะเติมน้ำมัน เป็นต้น ไปจนถึงการรั่วไหลในปริมาณมาก เช่น การรั่วของท่อส่งน้ำมัน เป็นต้น ส่วนมากแล้วดาวเทียมจะตรวจจับได้เฉพาะการรั่วที่มีน้ำมันดิบปริมาณมากเท่านั้น เพราะเมื่อรั่วออกสู่ท้องทะเลแล้ว ด้วยน้ำมันมีค่าความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ปริมาณน้ำมันดิบที่มากก็จะเกาะกลุ่มกันและลอยตัวอยู่เหนือผิวน้ำทะเลเป็นพื้นที่กว้างด้วยความหนาที่แตกต่างกันไป ส่งผลให้ผิวน้ำทะเลบริเวณนั้นที่ถูกปกคลุมด้วยน้ำมันดิบค่อนข้างราบเรียบมีคลื่นน้อยกว่าพื้นที่โดยรอบที่ไม่มีน้ำมันดิบปกคลุม หรือมีชั้นน้ำมันปกคลุมบางๆ ทำให้ดาวเทียมระบบเรดาห์ เช่น Sentinel-1, RASARSAT หรือ TerraSAR-X ที่ใช้หลักการตรวจวัดความขรุขระของพื้นผิววัตถุอาศัยคลื่นเรดาห์ที่ส่งจากตัวดาวเทียมสามารถตรวจจับคราบน้ำมันดิบที่ลอยอยู่กลางทะเลได้นั่นเอง
.
แต่ถ้าในกรณีที่ปริมาณน้ำมันดิบมีไม่มากพอหรือชั้นน้ำมันดิบไม่หนาพอที่จะทำให้ผิวน้ำทะเลเรียบลงได้ หรือเป็นวันที่คลื่นลมทะเลแรงเป็นพิเศษ ดาวเทียมในระบบเรดาห์ก็จะไม่สามารถตรวจจับคราบน้ำมันได้เช่นกัน ทั้งนี้ข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมในปัจจุบันสามารถให้ข้อมูลได้แค่เพียงตำแหน่ง ขอบเขต ขนาดและสีของคราบน้ำมันเท่านั้น ทั้งนี้การศึกษาวิจัยเพื่อให้ทราบถึงความหนาของชั้นน้ำมันดิบที่ลอยอยู่เหนือทะเลนั้นยังคงเป็นสิ่งที่ท้าทายให้นักวิทยาศาสตร์ต้องค้นคว้ากันต่อไป เนื่องจากข้อมูลดังกล่าวจะมีประโยชน์อย่างมากในการจัดลำดับความสำคัญของพื้นที่เพื่อการดำเนินการทำความสะอาดน้ำมันที่รั่วไหลออกมา
.
4. การแปลตีความภาพถ่ายดาวเทียม : ภาพถ่ายจากดาวเทียมระบบเรดาห์หรือดาวเทียม TerraSAR-X ที่ถ่ายภาพวันที่ 27 มกราคม 2565 ปรากฏน้ำมันดิบที่รั่วอยู่กลางทะเลมีลักษณะเป็นสีดำกว่าพื้นที่โดยรอบนั้น เป็นภาพที่ได้รับการยืนยันจากผู้เชี่ยวชาญของ GISTDA ในการแปลตีความภาพถ่ายดาวเทียมว่าสิ่งนี้คือน้ำมันดิบจริง นั่นจึงเป็นเหตุผลว่าทำไมการทำงานกับภาพถ่ายจากดาวเทียมจึงจำเป็นต้องอาศัยผู้ที่มีประสบการณ์ในการแปลความหมายสิ่งที่ปรากฏบนภาพถ่ายจากดาวเทียม เนื่องจากสีดำกลางท้องทะลในภาพดาวเทียมระบบเรดาห์ไม่ได้เป็นน้ำมันดิบเสมอไป
.
ในท้องทะลยังมีปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอีกหลายอย่างที่สามารถทำให้ดาวเทียมถ่ายภาพออกมาเป็นลักษณะเดียวกับคราบน้ำมันดิบ เช่น กลุ่มแพลงตอน ฝูงปลา กลุ่มสาหร่ายลอยน้ำ สภาวะทะเลที่ไม่มีคลื่นเนื่องลมอ่อน สันดอนทรายกลางทะเล ปรากฏการณ์การไหลของน้ำทะเลในเขตน้ำตื้น น่านน้ำทะเลที่อยู่ด้านหลังภูเขากลางทะเล เป็นต้น สิ่งเหล่านี้ล้วนสามารถทำให้เกิดพื้นผิวทะเลที่ราบเรียบได้และสะท้อนคลื่นเรดาห์ที่ส่งมาจากดาวเทียมไปยังทิศทางอื่นไม่สะท้อนกลับไปที่เซนเซอร์ดาวเทียม เฉกเช่นเดียวกับคราบน้ำมัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องอาศัยข้อมูลจากหลายด้านมาช่วยประกอบการตัดสินใจถึงสิ่งที่ปรากฎอยู่ในภาพ
.
จากข้อจำกัดของการมองเห็นคราบน้ำมันด้วยดาวเทียมนั้น หลายครั้งทางออกคือการประยุกต์ใช้งานภาพถ่ายจากดาวเทียมร่วมกับอุปกรณ์ตรวจวัดอื่นๆ ในบทบาทที่ต่างกัน เช่น ข้อมูลดาวเทียมสำหรับเพื่อการชี้เป้าหาตำแหน่งท่ามกลางท้องทะเลที่กว้างใหญ่ ระบบเรดาร์ชายฝั่งตรวจสอบการเคลื่อนตัวของกลุ่มคราบน้ำมัน ยิ่งจะส่งผลให้อากาศยานไร้คนขับและเฮลิคอปเตอร์นำพาเจ้าหน้าที่ที่เกี่ยวข้องลงพื้นที่ตรวจสอบในรายละเอียดได้ตรงจุด เพราะเราไม่สามารถที่จะใช้เรือหรือเฮลิคอปเตอร์คอยตรวจตราปัญหาน้ำมันรั่วได้ทั่วทั้งอ่าวไทย
.
ดังนั้นจะเห็นได้ว่าความเข้าใจพื้นฐานในการใช้ข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมนั้นเป็นเรื่องสำคัญ เพราะภาพถ่ายจากภาพถ่ายดาวเทียมหนึ่งภาพไม่ใช่แค่แหล่งข้อมูลของพื้นที่ ณ ช่วงเวลานั้น แต่ยังเป็นจุดเริ่มต้นของความเข้าใจในระบบของธรรมชาติอีกหลายมิติ และยังรวมถึงการบูรณาการทั้งเทคโนโลยีและคนจากหลายภาคส่วนให้มีส่วนร่วมในการรับผิดชอบต่อสังคมร่วมกัน อีกทั้งเป็นส่วนหนึ่งที่จะคอยเฝ้ามองสังคมไทยจากอวกาศให้เติบโตไปข้างหน้าด้วยความยั่งยืน
.
อ้างอิง
Oil spill detection using satellite imagery by Amber Bonnington and team
How Do We Use Satellite Data During Oil Spills? by National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
Oil spill detection by imaging radars: Challenges and pitfalls by WernerAlpers and team
Satellites View California Oil Spill by Earth Observatory, NASA
.
#จิสด้าก้าวสู่ปีที่22 #จิสด้า #GISTDA #อวกาศ #น้ำมันดิบรั่ว #อ่าวไทย #อ่าวพร้าว #เกาะเสม็ด #สิ่งแวดล้อม #ผลกระทบ #ภาพถ่ายจากดาวเทียม #ท้องทะเล #วงโคจร #ดาวเทียม #ดาวเทียมไทยโชต #เมฆ #การแปลตีความภาพถ่ายดาวเทียม 

 

phakpoom.lao 3/2/2565 1153 1
Share :

บทความที่เกี่ยวข้อง