Дослідження перспектив дистанційного моніторингу мін на полях з використанням тепловізійного знаряддя
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya6(70).2023.074Анотація
Робота присвячена питанню гуманітарного розмінування сільськогосподарських угідь. Відмінністю гуманітарного розмінування від військового є як відсутність жорстких термінів щодо проведення заходів, так і порівняно малими людськими та технічними ресурсами і великими площами моніторингу. Особливо складна ситуація склалася на маргінальних землях, які погано відстежуються місцевим населенням і відповідно встановлення мінних полів може виявитись несподіваним для аграріїв. Маргінальні землі є потенційним джерелом енергетичної сировини для біоенергетики, значення якої зростає в сучасних умовах руйнації традиційних логістичних ланцюгів постачання енергетичних ресурсів. Метою роботи стала розробка методики експрес моніторингу щодо наявності мін на полях. Оперативне дослідження великих площ можливе саме завдяки технологіям дистанційного моніторингу, зокрема тепловізійному. Було перевірено гіпотезу щодо можливості ідентифікації мін завдяки відмінності щодо динаміки нагрівання та охолодження вибухонебезпечних предметів під сонячним опромінюванням впродовж доби. Дослідження проводились на базі полігону військової кафедри НУБіП України. Досліджувались протитанкові міни ТМ-62М, фугасні снаряди калібр 125 мм тощо. При постановці експерименту частина боєприпасів згідно настанов з мінування було закопано в ґрунт на глибину 2-5 см.
Було встановлено, що для тепловізійного моніторингу придатні лише сонячні дні, а зразки встановлені в тіні не було ідентифіковано. Максимальна різниця температур для мін була зафіксована з ранку, а для масивних снарядів надвечір. Щодо закопаних мін та снарядів при тепловізійному моніторингу фіксувалися виключно заглиблення та бугори на ділянці. Виходячи з низької вибірковості тепловізійного моніторингу для індикації мін, розкладених механічним способом на ґрунті, було використано нейронні мережі. Були отримані позитивні результати.
Ключові слова: тепловізійний моніторинг, гуманітарне розмінування, БПЛА, нейронні мережі, навчання, пошук місця розташування, аналіз графічних об'єктів
Посилання
M. K. Habib (2008). "Humanitarian demining: Difficulties, needs and the prospect of technology," 2008 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, Takamatsu, Japan, 2008, pp. 213-218, https://doi.org/10.1109/ICMA.2008.4798754.
Carolay Camacho-Sanchez, Ruben Yie-Pinedo, Gina Galindo (2023). "Humanitarian demining for the clearance of landmine-affected areas" Socio-Economic Planning Sciences, Vol 88, August 2023, 101611, https://doi.org/10.1016/j.seps.2023.101611,
Giuseppe Pulighe, Guido Bonati, Marco Colangeli, Maria Michela Morese, Lorenzo Traverso, Flavio Lupia, Cosette Khawaja, Rainer Janssen, Francesco Fava (2019). "Ongoing and emerging issues for sustainable bioenergy production on marginal lands in the Mediterranean regions" Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 103, April 2019, рр. 58-70, https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.12.043.
Sheikh Adil Edrisi, Pradeep Kumar Dubey, Rajiv Kumar Chaturvedi, Purushothaman Chirakkuzhyil Abhilash (2022). "Bioenergy crop production potential and carbon mitigation from marginal and degraded lands of India" Renewable Energy, Vol. 192, June 2022, рр. 300-312, https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.04.109.
S. A. Shvorov, N. A. Pasichnyk, O. A. Opryshko, D. S. Komarchuk, A. O. Dudnyk and F. V. Hluhan (2022). "The Methodological Foundations of Building an Energy Efficient Community," 2022 IEEE 16th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), Lviv-Slavske, Ukraine, 2022, pp. 297-300, https://doi.org/10.1109/TCSET55632.2022.9766956.
Matthew Bolton (2015). "From minefields to minespace: An archeology of the changing architecture of autonomous killing in US Army field manuals on landmines, booby traps and IEDs". Political Geography, Vol. 46, May 2015, рр. 41-53, https://doi.org/10.1016/j.polgeo.2014.11.002.
Yossef Kabessa, Ori Eyal, Ofer Bar-On, Victor Korouma, Sharon Yagur-Kroll, Shimshon Belkin, Aharon J. Agranat (2016)."Standoff detection of explosives and buried landmines using fluorescent bacterial sensor cells. Biosensors and Bioelectronics", Vol. 79, 15 May 2016, рр. 784-788, https://doi.org/10.1016/j.bios.2016.01.011.
Adee Schoon, Michael Heiman, Håvard Bach, Terje Groth Berntsen, Cynthia D. Fast (2022). "Validation of technical survey dogs in Cambodian mine fields", Applied Animal Behaviour Science, Vol. 251, June 2022, 105638, https://doi.org/10.1016/j.applanim.2022.105638.
Ross N. Gillanders, James ME. Glackin, Zdenka Babić, Mario Muštra, Mitar Simić, Nikola Kezić, Graham A. Turnbull, Janja Filipi (2021). "Biomonitoring for wide area surveying in landmine detection using honeybees and optical sensing". Chemosphere, Vol. 273, June 2021, 129646, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.129646.
Janja Filipi, Vladan Stojnić, Mario Muštra, Ross N. Gillanders, Vedran Jovanović, Slavica Gajić, Graham A. Turnbull, Zdenka Babić, Nikola Kezić, Vladimir Risojević (2022). "Honeybee-based biohybrid system for landmine detection", Science of The Total Environment, Vol. 803, 10 January 2022, 150041, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150041.
Aharon J. Agranat, Yossef Kabessa, Benjamin Shemer, Etai Shpigel, Offer Schwartsglass, Loay Atamneh, Yonatan Uziel, Meir Ejzenberg, Yosef Mizrachi, Yehudit Garcia, Galina Perepelitsa, Shimshon Belkin (2021). "An autonomous bioluminescent bacterial biosensor module for outdoor sensor networks, and its application for the detection of buried explosives. Biosensors and Bioelectronics", Vol. 185, 1 August 2021, 113253, https://doi.org/10.1016/j.bios.2021.113253.
S. M. Shrestha and I. Arai (2003). "High resolution image reconstruction by GPR using MUSIC and SAR processing method for landmine detection," IGARSS 2003. 2003 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium. Proceedings (IEEE Cat. No.03CH37477), Toulouse, France, 2003, pp. 2921-2923 vol.4, https://doi.org/10.1109/IGARSS.2003.1294632.
X. Yan, P. Li, Z. Liu and F. Xu (2009). "Metal Equivalent Measurement Based on Low-Frequency Electromagnetic Induction Method," 2009 IEEE Circuits and Systems International Conference on Testing and Diagnosis, Chengdu, China, 2009, pp. 1-4, https://doi.org/10.1109/CAS-ICTD.2009.4960838.
O. A. Abdel-Rehim, J. L. Davidson, L. A. Marsh, M. D. O’Toole and A. J. Peyton (2016). "Magnetic Polarizability Tensor Spectroscopy for Low Metal Anti-Personnel Mine Surrogates," in IEEE Sensors Journal, vol. 16, no. 10, pp. 3775-3783, May15, 2016, https://doi.org/10.1109/JSEN.2016.2535346.
H. Frigui, L. Zhang and P. D. Gader (2010). "Context-Dependent Multisensor Fusion and Its Application to Land Mine Detection," in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 48, no. 6, pp. 2528-2543, June 2010, https://doi.org/10.1109/TGRS.2009.2039936.
H. Çıtak, "Pulse Induction Metal Detector: A Performance Application (2020). " In IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 48, no. 6, pp. 2210-2223, June 2020, https://doi.org/10.1109/TPS.2020.2996182.
Carolay Camacho-Sanchez, Ruben Yie-Pinedo, Gina Galindo (2023)."Humanitarian demining for the clearance of landmine-affected areas". Socio-Economic Planning Sciences, Vol. 88, August 2023, 101611, https://doi.org/10.1016/j.seps.2023.101611.
Guillermo Rein, Xinyan Huang, Francesco Restuccia, Thomas McArdle (2017). "Detection of landmines in peat soils by controlled smouldering combustion: Experimental proof of concept of O-Revealer". Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 88, November 2017, рр. 632-638, https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2017.07.016
N.Pasichnyk, D.Komarchuk, H.Korenkova, S. Shvorov, O.Opryshko, N.Kiktev (2021). "Spectral-Spatial Analysis of Data of Images of Plantings for Identification of Stresses of Technological Character", CEUR Workshop Proceedingsthis link is disabled, 2021, 3126, pp. 305–312. https://ceur-ws.org/Vol-3126/paper47.pdf
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
