ฝุ่น PM 2.5 อีกหนึ่งสาเหตุที่ทำให้เกิดขึ้นก็คือ “การเผา” Thai PBS Sci & Tech เทคโนโลยีน่ารู้ จึงขอพาไปรู้จักกับ “จุดความร้อน” (Hot Spot) ซึ่งก็คือ จุดที่ดาวเทียมตรวจพบค่าความร้อนสูงผิดปกติ โดยจะมีเรื่องเกี่ยวข้องที่น่าสนใจอะไรบ้างนั้นตามมาอ่านกันได้เลย

“จุดความร้อน” หรือ Hot Spot คืออะไร ?

ในเรื่องนี้ GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) ให้ความรู้ว่า “จุดความร้อน” ก็คือ จุดที่ดาวเทียมตรวจพบค่าความร้อนสูงผิดปกติจากค่าความร้อนบนผิวโลก ซึ่งส่วนมากก็คือความร้อนจากไฟ แสดงในรูปแบบแผนที่เพื่อนำเสนอตำแหน่งที่เกิดไฟในแต่ละพื้นที่แบบคร่าว ๆ การได้มาซึ่งข้อมูลจุดความร้อนอาศัยหลักการที่ว่า ดาวเทียมสามารถตรวจวัดคลื่นรังสีอินฟราเรดหรือรังสีความร้อนที่เกิดจากไฟ (อุณหภูมิสูงกว่า 800 องศาเซลเซียส) บนพื้นผิวโลก จากนั้นก็ประมวลผลแสดงในรูปแบบจุด

ดาวเทียมดวงไหนบ้างที่สามารถตรวจวัดรังสีความร้อนได้ ?

ปัจจุบันมีดาวเทียมหลายดวงที่สามารถตรวจวัดรังสีความร้อนได้จากหลากหลายประเทศ สำหรับคอนเทนต์นี้ขอยกตัวอย่างกลุ่มดาวเทียมที่เป็นที่นิยม ได้แก่ ดาวเทียม Terra, ดาวเทียม Aqua, ดาวเทียม Suomi-NPP และดาวเทียม NOAA-20 ซึ่งในบรรดา 4 ดวงนี้ ก็จะแบ่งเป็น 2 เซนเซอร์หลักที่ใช้เพื่อการตรวจวัดรังสีความร้อน ได้แก่ เซนเซอร์ MODIS (ติดตั้งบนดาวเทียม Terra และ Aqua) และเซนเซอร์ VIIRS (ติดตั้งบนดาวเทียม Suomi-NPP และ NOAA-20)

จุดความร้อนที่ได้จากเซนเซอร์ “MODIS” และ “VIIRS” เหมือนหรือต่างกัน อย่างไร ?

ต่างกันที่ขนาดจุดภาพ (Pixel) โดยเซนเซอร์ MODIS มีขนาดจุดภาพ 1 กิโลเมตร เท่ากับว่าครอบคลุมพื้นที่ 1x1 กิโลเมตร หรือ 1,000 x 1,000 เมตรบนพื้นโลกจริง ส่วนเซนเซอร์ MODIS มีขนาดจุดภาพ 375 เมตร ก็เท่ากับว่าครอบคลุมพื้นที่ 375 x 375 เมตรบนพื้นโลกจริง

ขนาดจุดภาพที่ต่างกันส่งผลอะไรบ้าง ?

ส่งผลให้จำนวนจุดความร้อนต่างกัน ทั้ง ๆ ที่บันทึกข้อมูลในพื้นที่ขอบเขตเท่ากันและช่วงเวลาเดียวกัน โดยถ้าลองนับจำนวนจุดความร้อนในพื้นที่เดียวกันจากทั้ง 2 เซนเซอร์ จำนวนจุดความร้อนที่ได้จากเซนเซอร์ VIIRS จะมากกว่าจำนวนจุดความร้อนที่ได้จากเซนเซอร์ MODIS ประมาณ 3 เท่าตัว ดังนั้นจำเป็นต้องระบุเสมอว่า จำนวนจุดความร้อนที่กำลังพูดถึงนั้นมาจากเซนเซอร์อะไร เพื่อป้องกันการนำไปเปรียบเทียบต่างเซนเซอร์กัน แล้วจะตกอกตกใจไปกันใหญ่

เหตุผลเพิ่มเติม เนื่องจากเซนเซอร์ MODIS (ขนาดจุดภาพ 1 กิโลเมตร) ตรวจวัดตำแหน่งที่เกิดไฟไหม้ภายในพื้นที่ 1 ตารางกิโลเมตร แล้วประมวลผลเป็น 1 จุดความร้อน หรือถ้ามีตำแหน่งไฟไหม้มากกว่า 1 จุดภายในพื้น 1 ตารางกิโลเมตรเดียวกัน ก็จะนับเป็น 1 จุดความร้อนเช่นกัน ส่วนเซนเซอร์ VIIRS (ขนาดจุดภาพ 375 เมตร หรือขนาดที่ละเอียดกว่า MODIS) จะตรวจวัดตำแหน่งไฟไหม้ได้ละเอียดกว่า ก็คือจะนับตำแหน่งไฟไหม้ที่เกิดขึ้นภายในพื้นที่ 375 x 375 เมตร เป็น 1 จุดความร้อน หรือไม่ว่าจะมีกี่ตำแหน่งไฟไหม้ในพื้นที่ 375 ตารางเมตร ก็จะนับแค่ 1 จุดความร้อน ทำให้ในขนาดพื้นที่เท่ากันจำนวนจุดความร้อนจากเซนเซอร์ VIIRS มากกว่าเซนเซอร์ MODIS เสมอนั่นเอง

ทำไมต้องออกแบบขนาดจุดภาพให้แตกต่างกัน ?

ด้วยการออกแบบเซนเซอร์ MODIS สามารถตรวจวัดไฟที่มีขนาดใหญ่ประมาณ 100 x 100 เมตรขึ้นไปในพื้นที่จริง หากมีกลุ่มไฟที่ขนาดเล็กกว่านี้ ก็ไม่สามารถตรวจวัดได้ ดังนั้นเซนเซอร์ VIIRS จึงถูกพัฒนาขึ้นเพื่อตรวจวัดตำแหน่งกลุ่มไฟไหม้ได้ละเอียดกว่าหรือที่มีขนาดเล็กกว่า อีกทั้งประสิทธิภาพในการตรวจวัดกลุ่มไฟในตอนกลางคืนที่ดีกว่าอีกด้วย ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับพี่ ๆ นักผจญเพลิงที่ต้องเข้าไปจัดการกับไฟกลุ่มเล็ก ๆ ก่อนที่จะขยายพื้นที่กลายเป็นกลุ่มไฟขนาดใหญ่เกินที่จะควบคุมได้ ดังนั้นข้อมูลจุดความร้อนที่ได้จากเซนเซอร์ MODIS จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อการประเมินสถานการณ์และวางแผนควบคุมไฟป่าในภาพรวมมากกว่า

ความถี่ของการบันทึกข้อมูลจุดความร้อนเป็นอย่างไร ?

ดาวเทียม Terra, Aqua, Soumi-NPP และ NOAA-20 มีวงโคจรที่คล้ายกันคือโคจรผ่านประเทศไทยวันละ 2 รอบ แบ่งเป็นช่วงกลางวันและช่วงกลางคืนของแต่ละดวง (เวลาที่ดาวเทียมแต่ละดวงโคจรผ่านจะแตกต่างกันไปด้วย) ทั้งนี้เนื่องจากความแตกต่างของเวลาที่โคจรผ่านในวันเดียวกัน จึงทำให้ระบบสามารถตรวจสอบตำแหน่งของไฟได้แม่นยำมากยิ่งขึ้น โดยที่หากเป็นตำแหน่งไฟป่าจริงก็จะมีรังสีความร้อนทั้งในช่วงกลางวันและกลางคืนที่สัมพันธ์กัน แต่หากเป็นการสะท้อนรังสีความร้อนจากหลังคาโรงงานหรืออื่น ๆ เฉพาะในช่วงเวลากลางวัน ระบบก็จะไม่นับว่าจุดนั้นคือไฟ

ข้อจำกัดของดาวเทียมในการตรวจวัดรังสีความร้อน

ในบางสถานการณ์ที่กลุ่มไฟขนาดเล็กและอยู่ใต้ต้นไม้ มีกลุ่มควันหนา หรือกลุ่มเมฆหนา ก็จะทำให้กลุ่มดาวเทียมดังกล่าวข้างต้นไม่สามารถตรวจวัดรังสีความร้อนจากกลุ่มไฟเหล่านั้นได้ และนอกจากไฟแล้วยังมีการสะท้อนรังสีความร้อนบนลานหินกว้าง หลังคาสังกะสี หรือหลังคาโรงงานอุตสาหกรรม ที่อาจจะทำเกิดเป็นจุดความร้อนขึ้นบนข้อมูลจากดาวเทียมได้เช่นกัน

จะเห็นว่ากว่าจะนำข้อมูลจุดความร้อนมาใช้งานได้ เราจำเป็นต้องเข้าใจคุณสมบัติมากมายโดยเฉพาะในเรื่องของขนาดจุดภาพ เพื่อให้นำไปใช้ได้ตรงกับลักษณะของงานและเกิดประสิทธิภาพสูงสุด ทั้งนี้สถานการณ์ไฟป่าหลายพื้นที่ยังคงลุกลามอย่างต่อเนื่อง จึงหวังเป็นอย่างยิ่งว่า ความเข้าใจเกี่ยวกับจุดความร้อน จะช่วยสนับสนุนให้การจัดการไฟป่าให้ยุติลงโดยเร็ว

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : GISTDA สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน)

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech