GISTDA ดึงศักยภาพ "เทคโนโลยีจากอวกาศ" แก้ปัญหา "ฝุ่น PM2.5" ได้อย่างไร?

สำนักงานพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องค์การมหาชน) หรือ GISTDA เปิดเผยถึงการนำเทคโนโลยีอวกาศมาใช้ในการตรวจสอบ ติดตาม ฝุ่น PM2.5 พร้อมแนวทางในการบรรเทาและแก้ไขปัญหาดังต่อไปนี้

 

1.เทคโนโลยีจากอวกาศกับบทบาทในการตรวจสอบ PM2.5

ดาวเทียมสำรวจโลก (Earth Observation Satellites):

ดาวเทียม Himawari-8 โดยภารกิจหลักของดาวเทียมดวงนี้ คือการติดตามการเปลี่ยนแปลงบนชั้นบรรยากาศของโลกทุกๆ 10 นาที ผ่านกล้องในระบบออพติคอลและอินฟาเรด เพื่อเก็บข้อมูลสภาพอากาศครอบคลุมบริเวณทวีปเอเชียและแปซิฟิกตะวันตก จากนั้นจะส่งให้ภาคพื้นดินใช้ประกอบการพยากรณ์อากาศบนโลก จุดเด่นคือมีความถี่ของการจับภาพที่สูง ทำให้มีฐานข้อมูลเก็บรวบรวมไว้อย่างเพียงพอ และที่สำคัญคือสามารถส่งข้อมูลภาพถ่ายในช่วง mid-infared ได้

 

ดาวเทียม ระบบ MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) และ ระบบ VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) สามารถวัดค่าความเข้มข้นของฝุ่น PM2.5 ผ่านข้อมูลแสงสะท้อนและการดูดกลืนแสงในชั้นบรรยากาศ

 

ดาวเทียม Sentinel-5P ภายใต้โครงการ Copernicus ของสหภาพยุโรป มีความสามารถในการตรวจวัดมลพิษทางอากาศ รวมถึง PM 2.5 และก๊าซที่เกี่ยวข้อง เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์ อุปกรณ์หลักบนดาวเทียมดวงนี้เรียกว่า Tropomi เป็นกล้องถ่ายภาพที่มีความก้าวหน้าสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศโลกด้วยการเทียบเเสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากชั้นบรรยากาศโลกกับเเสงที่มาจากดวงอาทิตย์โดยตรงและกล้องถ่ายภาพตัวนี้มีความคมชัดของภาพสูงขึ้นกว่าในอดีตมาก

 

 

2. การติดตามการกระจายตัวของ PM2.5

ข้อมูลจากดาวเทียมสามารถนำมาใช้วิเคราะห์การกระจายตัวของ PM 2.5 ในพื้นที่ต่าง ๆ ทั้งในระดับประเทศ ระดับจังหวัด ระดับอำเภอ ระดับตำบล ไปจนถึง ณ ตำแหน่งปัจจุบันของผู้ใช้งาน

 

การใช้ข้อมูลเหล่านี้ร่วมกับแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เช่น Weather Research and Forecasting (WRF) Model ช่วยทำนายแนวโน้มและแหล่งที่มาของฝุ่นละออง

 

การใช้เทคนิค AI/ML หรือ Artificial Intelligence/Machine Learning คือ “การทำให้ระบบคอมพิวเตอร์สามารถเรียนรู้ได้ด้วยตนเองโดยใช้ข้อมูล” Machine Learning เป็น subset ของ AI จุดประสงค์คือเพื่อใช้ในการสร้างแอปพลิเคชั่นที่มีประสิทธิภาพมากกว่ามนุษย์ในการทำงานบางประเภท โดยการทำให้ฉลาดขึ้น สามารถพัฒนา และเรียนรู้ได้ด้วยตนเอง โดยเลือกใช้ Random Forest Model ซึ่งเป็น Model ประเภทหนึ่งถูกพัฒนาขึ้นจาก Decision Tree ต่างกันที่ Random Forest เป็นการเพิ่มจำนวน Tree เป็น Tree หลายๆ ต้น ทำให้ประสิทธิภาพในการทำงานสูงขึ้น แม่นยำมากขึ้น ซึ่งโมเดล Random Forest เป็นโมเดลที่ได้รับความนิยมไปอย่างมากในการใช้ Machine Learning และ GISTDA เลือกใช้โมเดลนี้กับแอปพลิเคชัน “เช็คฝุ่น”

 

 

3. การวิเคราะห์ข้อมูลในระดับเวลาจริง

เทคโนโลยีจากอวกาศช่วยให้สามารถตรวจสอบค่าฝุ่น PM2.5 แบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่ายเซนเซอร์ที่ทำงานร่วมกันระหว่างพื้นดินและอวกาศ เช่น ระบบ GEMS (Geostationary Environment Monitoring Spectrometer) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ตรวจวัดที่ติดตั้งบนดาวเทียม KOMPSAT-2B ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเป็นเครื่องมือบันทึก วิเคราะห์ และติดตามปริมาณก๊าซที่มีผลต่อสิ่งแวดล้อมบนโลกของเราได้อย่างต่อเนื่องและรายละเอียดข้อมูลที่ดีขึ้น อาทิ ก๊าซไนโตรเจนไดออกไซด์ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์ ก๊าซโอโซน และอนุภาคฝุ่นละอองขนาดเล็ก (PM2.5, PM10) ซึ่งใช้การสอบเทียบค่ากับเซนเซอร์จากสถานีตรวจวัดภาคพื้นดิน เป็นต้น

 

แนวทางในการบรรเทาและแก้ไขปัญหา PM2.5

1. การออกนโยบายจากข้อมูลที่แม่นยำ

ข้อมูลจากดาวเทียมช่วยสนับสนุนการทำงานให้กับรัฐบาลและองค์กรระหว่างประเทศเพื่อวางแผนและกำหนดนโยบายในการลดมลพิษได้อย่างแม่นยำ ตัวอย่างเช่น การกำหนดเขตพื้นที่ควบคุมการปล่อยมลพิษ (Emission Control Zones) ในพื้นที่ที่มีค่าฝุ่นสูง หรือการออกประกาศแจ้งเตือนเขตมลพิษต่างๆ

 

2. การเฝ้าระวังและการแจ้งเตือนล่วงหน้า

- ระบบแจ้งเตือนคุณภาพอากาศที่ใช้ข้อมูลจากดาวเทียมช่วยลดผลกระทบต่อสุขภาพและระบบทางเดินหายใจของประชาชน โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง

- การพัฒนาระบบแอปพลิเคชันบนสมาร์ทโฟนที่เชื่อมโยงกับข้อมูลอวกาศ เพื่อแจ้งเตือนประชาชนในกรณีค่าฝุ่นเกินมาตรฐาน เพื่อให้ประชาชนได้ป้องกันและลดความเสี่ยงจากสถานการณ์ในช่วงเวลานั้น

 

3. การพัฒนาเทคโนโลยีลดมลพิษ

- ใช้ข้อมูลจากอวกาศในการระบุแหล่งกำเนิดฝุ่น เช่น การเผาในที่โล่งและการจราจร เพื่อนำมาพัฒนาเทคโนโลยีการลดมลพิษที่ตรงจุด เช่น การติดตั้งตัวกรองฝุ่นจากแหล่งกำเนิดต่างๆ

 

4. การส่งเสริมความร่วมมือระดับนานาชาติ

การใช้เทคโนโลยีอวกาศเป็นเครื่องมือร่วมกันในการแก้ปัญหามลพิษทางอากาศข้ามพรมแดน เช่น การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างประเทศผ่านองค์กรเช่น United Nations Environment Programme (UNEP) เป็นต้น

 

เทคโนโลยีจากอวกาศได้กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการตรวจสอบและติดตาม PM2.5 อย่างมีประสิทธิภาพ ข้อมูลจากดาวเทียมและระบบเซนเซอร์ระยะไกลช่วยให้เราสามารถวิเคราะห์และจัดการปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำมากขึ้น พร้อมทั้งสนับสนุนการออกแบบนโยบายและมาตรการแก้ไขที่มีประสิทธิภาพ การผสมผสานเทคโนโลยีเหล่านี้เข้ากับความร่วมมือระดับโลกจะช่วยลดผลกระทบของ PM2.5 ต่อสุขภาพมนุษย์และสิ่งแวดล้อมในระยะยาว และจะช่วยให้คุณภาพชีวิตของประชากรดีขึ้นต่อไป