Παρακολούθηση μελισσών με τη χρήση LIDAR

Από RemoteSensing Wiki

Παρακολούθηση μελισσών με τη χρήση LIDAR

Πρότερες μελέτες κατέδειξαν ότι η χρήση των μελισσών ως δειγματολείπτες για να μεταφέρουν ρύπους στην κυψέλη μπορεί να είναι χρήσιμη για τη χαρτογράφηση της θέσης των περιβαλλοντικών ρύπων, ειδικά σε περιοχές όπου η πρόσβαση είναι περιορισμένη.

Ένα σμήνος μελισσών διανύει καθημερινά μεγάλες αποστάσεις για τη συλλογή γύρης και επιστρέφει σε μια σταθερή τοποθεσία (κυψέλη) όπου η δειγματοληψία μπορεί να διεξαχθεί με ευκολία. Οι μέλισσες βρίσκονται σε άμεση επαφή με τα περισσότερα περιβαλλοντικά μέσα (αέρα, νερό, έδαφος και βλάστηση) έρχονται σε επαφή με ρύπος κάθε μορφής.

Η Υπηρεσία Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) μελέτησε τη σκοπιμότητα χρήσης μελισσών για περιβαλλοντική δειγματοληψία βιολογικών και χημικών "παραγόντων βλάβης".

Το έργο της DARPA επικεντρώθηκε στην ανίχνευση εγκαταλελειμμένων ορυχείων και παλαιών ναρκοπεδίων. Οι μέλισσες εκπαιδεύονται για να συνδυάσουν την οσμή των TNT και DNT (τυπικά ενεργειακά υλικά που συνδέονται με θαμμένα ορυχεία και UXO και προκαλούν υποβάθμιση του περιβάλλοντος) με πηγή τροφής. Αρχικά, χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες τοποθεσίες- στόχους ελέγθηκε η απόδοση των μελισσών. Κρίθηκε εν συνεχεία απαραίτητη η δημιουργία ενός συστήματος παρακολούθησης του σμήνους που θα επιτρέψει την χαρτογράφηση περιοχών που εμφανίζουν τους προαναφερθείς ρύπους.

Το LIDAR είναι μια τηλεπισκοπική τεχνική που χρησιμοποιεί το φως λέιζερ με τον ίδιο τρόπο που το ραντάρ χρησιμοποιεί ραδιοκύματα και η χρήση του διευρύνθηκε με σκοπό την παρακολούθηση των μελισσών. Ακτίνες laser μεταδίδονται με μη συνεχή τρόπο στις περιοχές μελέτης και μέρος τους ανακλάται από τις μέλισσες πίσω σε ένα έναν αισθητήρα που είναι ενσωματωμένος στο laser. Ο χρόνος μεταξύ της εξερχόμενης πα ακτίνας και το σήμα επιστροφής χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της απόστασης των μελισσών από το LIDAR. Με την πάροδο του χρόνου μπορεί να δημιουργηθεί ένας χάρτης της τοποθεσίας των μελισσών.

Πείραμα

Ένα τυπικό σύστημα LIDAR αποτελείται από ένα παλμικό πομπό λέιζερ και ένα δέκτη-τηλεσκόπιο. Κατά τη λειτουργία, ένας παλμός φωτός (~ 10 ns μήκος) μεταδίδεται μέσω του αέρα. Η ακτίνα συναντά συναντά μόρια αέρα, αερολύματα, σωματίδια σκόνης και άλλα αντικείμενα που διασκορπίζουν το φως. Μερικά από τα φώτα λέιζερ είναι διάσπαρτα προς τα πίσω προς το LIDAR και συλλέγεται με το τηλεσκόπιο. Ορισμένα συστήματα LIDAR χρησιμοποιούν φασματικές πληροφορίες από το εισερχόμενο φως προκειμένου να προσδιοριστεί η πηγή (το υλικό) της σκέδασης (LIF LIDARS – Laser induced fluorescence LIDAR).

Ένα σύστημα LIF LIDAR, η κυψέλη και η τροφή μελισσών-στόχος τοποθετήθηκαν σε μια σχεδόν γραμμική διάταξη (εικόνα 1,2). Η ακτίνα λέιζερ στόχευε πάνω από το τροφοδότη και κοντά στην είσοδο της κυψέλης .

Αποτελέσματα

Παρόλη τη συλλογή φασματικών δεδομένων καθ 'όλη τη διάρκεια του πειράματος, τα φάσματα ήταν κοντά στο επίπεδο του υπόβαθρου. Είτε οι μέλισσες δεν ανακλούσαν σε αυτό το μήκος κύματος ή υπήρχαν πολύ λίγες μέλισσες για να παράσχει ένα αξιοσημείωτο σήμα.

Πηγή: Susan F. A. Bender, Phil J. Rodacy, Randal L., Tracking Honey Bees Using LIDAR (Light Detection and Ranging) Technology (Πρωτότυπο άρθρο[1])