СИСТЕМА ПОШУКУ «ВТРАЧЕНИХ» ДЖЕРЕЛ ІОНІЗУЮЧОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА БАЗІ БПЛА
DOI:
https://doi.org/10.32782/geotech2026.40.03Ключові слова:
БПЛА, пошук джерела, локалізація джерела, радіаційний моніторинг, картування випромінюванняАнотація
У цій статті розглядається система на базі БПЛА, яка використовується для ефективного пошуку та локалізації джерел радіації, над якими був втрачений контроль. Розглянуто основні фактори, які впливають на точність аерогамазйомки, а саме: фізичні параметри системи, техніку сканування місцевості та методологію обробки даних. Показано структуру системи, а також приведено її основні технічні параметри. Методологія одержання даних, яка застосовується, спрямована на забезпечення повноти вимірювальної інформації, зниження невизначеностей, оптимізацію часу і ресурсів, підвищення точності під час проведення пошуку радіоактивних джерел. Роль обробки даних полягає в тому, щоб виявити радіоактивні джерела, ідентифікувати та локалізувати їх, одержати оцінки концентрації радіоактивного забруднення на поверхні землі. Правильна інтерпретація даних вимірювання дає можливість відрізнити джерело від випадкових фонових коливань, прискорити локалізацію та знизити ризик помилок. Особлива увага приділяється обробці даних, яка для бортової гамма-спектрометрії складається з процедур: калібрування, попередньої обробки (верифікація даних, спектральне згладжування, корекція «живого» часу вимірювання, корекція фону, виправлення спектрів, корекція висоти, відновлення даних до елементарних концентрацій, вирівнювання даних), картографування й оконтурювання зон радіоактивного забруднення, пошуку та ідентифікації радіоактивних джерел, їх географічної локалізації. Запропоновані етапи попередньої обробки забезпечують: підвищення достовірності вимірів, зниження впливу сторонніх факторів, приведення даних до єдиного масштабу, вирівнювання спектрів, виділення піків для класифікації ізотопів, визначення активності, потужності дози, скорочення обсягу даних для подальшої обробки. Для візуалізації радіаційного поля використовуються ГІС (QGIS, ArcGIS). Для процесу локалізації джерела використовувалося перетворення Хафа, яке забезпечує визначення центрів кожного кругового розподілу радіоактивності. Особлива увага приділяється практичним умовам використання гамма-спектрометрії на базі БПЛА для пошуку радіоактивних джерел. Для виявлення та локалізації джерела використовуються оригінальні алгоритми. Запропонована структура системи на базі БПЛА, алгоритми обробки даних дають змогу локалізувати джерела з радіоактивним випромінюванням у режимі квазіреального часу. Щоб перевірити обґрунтованість та продуктивність запропонованих стратегій, нами були проведені великі чисельні експерименти з різною кількістю джерел та їх розташуванням. Одержані результати показали, що запропонований підхід значно підвищує точність, швидкість та ефективність пошуку радіоактивних джерел, а також забезпечує можливість контролю, моніторингу й оперативного реагування на загрози ядерного тероризму або аварійні ситуації на об’єктах ЯПЦ.
Посилання
Zhang S., Wang Y., Wang R. A method for determining the effective order of NASVD denoising for the airborne gamma-ray spectrometry data. Nuclear Engineering and Technology. 2025. Vol. 57.
Green A., Berman M., Switzer P. Transformation for ordering multispectral data in terms of image quality with implications for noise removal. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. 1988.
Airborne gamma ray spectrometer surveying. Vienna : International Atomic Energy Agency, 1991. ISBN 92-0-125291-9. – ISSN 0074-1914.
Xia J., Song B., Gu Y. Application of advanced spectralratio radon background correction in the UAV-borne gamma-ray spectrometry. Nuclear Engineering and Technology. 2023. Vol. 55.
Minty B.R.S. Multichannel models for the estimation of radon background in airborne gamma-ray spectrometry. Geophysics. 1998. Vol. 63.
Chaudhuri S. et al. Blind Image Deconvolution: Methods and Convergence. – Cham : Springer, 2014. DOI: 10.1007/978-3-319-10485-0.
ECRI-CIS : вебсайт. ECRI-CIS Official Website
Methods to identify and locate spent radiation sources. Vienna : International Atomic Energy Agency, 1995. ISSN 1011-4289.
Буртняк В. М., Забулонов Ю. Л., Золкін І. О., Дивизинюк М. М., Гончаренко Ю. Ю. Виявлення нестаціонарних джерел радіоактивного випромінювання шляхом застосування інформаційного методу. Сучасний захист інформації. 2011. № 2. С. 100–106. http://nbuv.gov.ua/UJRN/szi_2011_2_15.
Shannon C.E. A mathematical theory of communication. Bell System Technical Journal. 1948. Vol. 27. P. 379–423.
Alessio S.M. Digital Signal Processing and Spectral Analysis for Scientists. Springer, 2016. 200 p. ISBN 978-3-319-25468-5.
Ballard D.H. Generalizing the Hough Transform to Detect Arbitrary Shapes. Pattern Recognition. 1981. Vol. 13, No. 2. P. 111–122.
