شناسایی نقاط داغ آلودگی نوری با پردازش تصاویر شبانه‌ای NASA's Black Marble

آلودگی نوری یکی از پیامدهای ناخواسته شهرنشینی و توسعه صنعتی است که نه‌تنها بر چرخه طبیعی حیات وحش و انسان تأثیر می‌گذارد، بلکه نشانه‌ای از مصرف بی‌رویه انرژی و ناکارآمدی در سیستم‌های روشنایی شهری محسوب می‌شود. شناسایی و تحلیل الگوهای آلودگی نوری در مقیاس ملی و جهانی، نیازمند داده‌های شبانه‌ای با پوشش گسترده و دقت مکانی قابل قبول است.

تصاویر شبانه‌ای ماهواره‌ای مانند مجموعه داده‌های Black Marble از ناسا، که از سنسور VIIRS روی ماهواره Suomi NPP به‌دست می‌آیند، امکان رصد دقیق توزیع نور مصنوعی در سطح زمین را فراهم می‌کنند. این داده‌ها با حذف اثرات ماه، ابر و نور طبیعی، تنها نور ناشی از فعالیت‌های انسانی را نشان می‌دهند. وضوح مکانی حدود 750 متر این تصاویر، برای شناسایی نقاط داغ (Hotspots) آلودگی نوری در سطح شهرها و مناطق صنعتی کافی است.

پردازش این تصاویر با الگوریتم‌های پردازش تصویر و یادگیری ماشین، امکان طبقه‌بندی مناطق بر اساس شدت آلودگی نوری، شناسایی روندهای تغییر در طول زمان و مقایسه بین مناطق مختلف را فراهم می‌کند. مدل‌های خوشه‌بندی مانند K-means یا DBSCAN می‌توانند به‌صورت خودکار مناطق با مصرف نور غیرعادی را استخراج کنند. این اطلاعات برای شهرداری‌ها، برنامه‌ریزان انرژی و سازمان‌های محیط زیست ابزاری کاربردی برای بهینه‌سازی سیستم‌های روشنایی و کاهش هزینه‌های انرژی است.

همچنین، تحلیل تغییرات آلودگی نوری در دوره‌های مختلف می‌تواند شاخصی از رشد شهری، فعالیت اقتصادی یا حتی بحران‌های اجتماعی باشد. این دیدگاه چندبعدی، ارزش داده‌های Black Marble را فراتر از محیط زیست، در حوزه‌های اقتصادی و اجتماعی نیز نشان می‌دهد. اگر به پایش تاسیسات صنعتی با داده‌های ماهواره‌ای علاقه دارید، مقاله ردیابی نشت گاز متان از تاسیسات نفتی با داده‌های طیف‌سنجی را نیز مطالعه کنید.

برای یادگیری روش‌های عملی پردازش داده‌های ماهواره‌ای و تحلیل الگوهای شهری، دوره‌های تخصصی ما در حوزه سنجش از دور و Google Earth Engine ابزارهای لازم را به شما می‌آموزند.