1. Deneyin amacı
1. İnsan sağlığını korumak
Petrol; benzen ve türevleri gibi insan sağlığı için ciddi tehdit oluşturan çeşitli toksik maddeler içerir. Petrol çevreye, özellikle suya veya toprağa sızdığında bu toksik maddeler gıda zinciri, su kaynakları veya hava yoluyla insan vücuduna girerek zehirlenmelere, hastalıklara hatta ölüme neden olabilir. Bu nedenle, petrol sızıntılarının zamanında tespit edilmesi ve temizlenmesi için önlem alınması, insan sağlığının korunmasında kritik öneme sahiptir.
2. Ekolojik çevreyi korumak
Petrol sızıntıları ekolojik çevreye büyük zarar verir. Su ortamlarında petrol, atmosfer ile su kütlesi arasındaki gaz alışverişini engelleyen bir yağ tabakası oluşturur; bu da sudaki oksijenin azalmasına ve sucul canlıların yaşamının etkilenmesine yol açar. Aynı zamanda petroldeki toksik maddeler sucul organizmalara doğrudan zarar vererek ölümlere neden olabilir. Karada ise petrol sızıntıları toprağı kirletir, bitki örtüsünün büyümesini etkiler ve ekolojik dengeyi bozar. Bu nedenle petrol sızıntılarının tespiti ve zamanında müdahale, ekolojik çevrenin korunması ve ekolojik dengenin sürdürülmesi için gereklidir.
3. Ekonomik kayıpları azaltmak
Petrol sızıntıları yalnızca çevreye ve insan sağlığına zarar vermekle kalmaz, aynı zamanda büyük ekonomik kayıplara da yol açar. Balıkçılıkta, petrol döküntüleri balık ölümlerine veya kalite düşüşüne neden olarak ekonomik değeri azaltır; turizmde ise kirlenen plajlar ve manzaralar cazibesini yitirir, sektörün gelişimini olumsuz etkiler. Ayrıca döküntü sonrası temizlik büyük miktarda insan gücü, malzeme ve finansal kaynak gerektirir. Bu nedenle, petrol döküntülerinin zamanında tespiti ve önleme/ müdahale tedbirlerinin alınması ekonomik kayıpları etkin biçimde azaltabilir.
4. Enerji taşımacılığı güvenliğini artırmak
Petrol, modern toplumun önemli enerji kaynaklarından biridir ve taşımacılık güvenliği ulusal enerji güvenliği ile ekonomik gelişimle doğrudan ilişkilidir. Petrol ve gaz boru hatları başlıca taşıma yollarındandır, ancak zaman zaman hat sızıntıları meydana gelir. Petrol sızıntılarının tespiti ve zamanında müdahalesi, petrol ve gaz boru hatlarının güvenli işletimini sağlayarak enerji taşımacılığının güvenilirliğini ve güvenliğini artırır.
2. Deneysel ekipman
Deneysel test ekipman listesi
Cihaz Adı |
Model |
Konfigürasyon Ayrıntıları | Açıklama |
FS-23 |
Spektral aralık: 400–1000 nm; Spektral çözünürlük: 2.5 nm
|
||
Günışığı |
- |
Kapsanan spektral aralık: tam spektrum |
3. Deney adımları ve veri analizi
1. Varsayılan günışığı koşullarında bir petrol sızıntısı sahnesi kurun; motor yağı kullanarak süreci simüle edin ve hiperspektral test ile ikisinin (su ve yağ) ayırt edilip edilemeyeceğini inceleyin.
2. Test süreci şekilde gösterildiği gibidir. Sahneye bir yansıtırlık kalibrasyon plakası yerleştirin, suya motor yağı dökün; yağ yavaşça yayılır ve sudan ayrışır. Kamera ile görüntü alın.
3. Bir görüntü alın ve figstu ile açın
4. Orijinal sinyal spektrum eğrisi
5. Farklı bölgelerin karşılaştırması
6. Orijinal sinyal spektrumu ayırt edildi. Spektrumda farklılıklar vardır ancak belirgin değildir.
7. Sonraki adımda kümeleme (clustering) hazırlığı yapıp karma görüntüleri hariç tutuyoruz. Verilerin yansıtırlık düzeltmesini yapıyor ve görüntü uzayını kırpıyoruz.
8. Yansıtırlık spektrum eğrisi de belirgin biçimde farklıdır
9. Ardından gözetimsiz kümeleme (unsupervised clustering) işlevini kullanıyoruz; küme sayısı 4, iterasyon sayısı 20. Farklı maddelerin uzaydaki ayrımının belli ölçüde başarılı olduğu görülebilir.
Gözetimsiz kümeleme işlevi; 5 küme, 30 iterasyon. Gerçek çekim sırasında yağın sürekli yayılması nedeniyle dağılım konumu oldukça düzensizdir. Bazı bölgelerde yağ tabakası daha kalın, bazılarında ise daha incedir; bu nedenle kümeleme sonuçları da farklılık gösterir. Bununla birlikte, ayrım net biçimde yapılabilmektedir. Not: Görüntüde gölge bölgeleri de vardır. Beyaz tahta güneş ışığını engeller ve yansıtırlık farkı da oldukça büyük olduğundan ayrıca sınıflandırılır.
Kısacası hiperspektral kameralar, petrol sızıntısı tespitinde benzersiz avantajlara ve geniş uygulama perspektiflerine sahiptir. Teknolojinin sürekli gelişimiyle birlikte hiperspektral kameralar; çevre koruma, güvenli üretim ve benzeri alanlarda giderek daha önemli bir rol oynayacaktır.