Leino Vint seletab LiDARi katseseadme peal selle toimimist
Järjest rohkem satub meie vetesse ja ümbritsevasse loodusesse reostust. Et see kiiresti avastada, ja mis veel olulisem, selle koostis kohe ka tuvastada, on vaja erilisel tehnoloogial põhinevaid seadmeid. Just selliseid mobiilseid seadmeid, millega saab õlireostust, gaasilekkeid või loodusse sattunud ohtlikke kemikaale lennuki või helikopteri pardalt või siis vahetult sündmuskohal tuvastada, arendatakse ning valmistatakse Eesti teadus- ja arendusettevõttes Laser Diagnostic Instruments.
Firma Laser Diagnostic Instruments (LDI) on maailmas tuntud tänu laserdistantssondeerimise seadmetele ehk Lidaritele, millega on võimalik tuvastada merevee, jõgede, järvede ja muude veekogude saastumist naftasaaduste ja teiste kemikaalidega. Selle uudse tehnoloogia muudab efektiivseimaks vahendiks saaste avastamisel tema selle kõrge tundlikkus ning Lidari kasutamine lennuki või helikopteri pardal võimaldab saada vahetult lendamise käigus piirkonna saaste kaardi ning edastada informatsioni saaste ulatuse ja koordinaatide kohta.
Jüri Lapimaa räägib LiDARiga mõõtmise võimalustest ja erinevustest teiste lahendustega võrreldes
Lihtsamalt öeldes on Lidar laserkiirega töötav radar, kus laseritelt saadud info vees või maas sisalduvate ainete spektri kohta kuvatakse ekraanile, mille alusel on võimalik reostuse koostist analüüsida. Laserkiir tungib vee- või maapinda kuni kahe meetri sügavusele, seda ka pilkases pimeduses ja halva ilmaga. „Meie Lidarid on suutelised määrama näiteks õlireostust kuni 500 meetri pealt,“ ütleb Leino Vint. Tegemist on üsna unikaalsete seadmetega maailmas. “Selliseid kindlasti ei ole mujal olemas oma saavutusvõime poolest. Eriliseks muudab neid see, et me suudame reaalajas sisuliselt määratleda erinevaid õlisid või õlisaadusi. Unikaalsus on ikkagi see, et meil on olemas erinevate taimede tohutu suur andmepank, eriti mis puudutab õlisid, ja me suudame neid õlisid määratleda väga täpselt. Eriti on see kasulik naftareostuse või õlireostuse korral,” ütleb Vint.
Eestis teostab Lidaritega monitooringuid piirivalve, kust vastava teate saabumisel kohe ka seireseadmetega varustatud helikopter välja saadetakse. Näitekse Läänemerel naftareostuse avastamisel kasutatakse seirelendudel esmalt seadet, mille nimi on Star, see on piirvalve helikopterile installeeritud ja sellega saab merepinda kammida väga ulatuslikult, vaadeldes mitme kilomeetriseid vetevälju. Kui reostus leitakse ja soovitakse tuvastada, millise ainega täpselt tegu on, lülitatakse sisse Lidar.
Allan Oksmann LiDARi katsetamisest ja kasutamisest Politsei ja Piirivalve lennusalga helikopteritel
Eesti piirivalve on lidariga teinud palju katselende. Seadme tõhususes veenduti, kui keset Soome lahte läks põhja alumiiniumi lastiga laev, mis hakkas vette reostust lekkima. Lidariga lennati õnnetuspaigast üle ja merd saastanud ained tehti kindlaks. Soome lahes on Lidariga on seiratud ka fütoplanktonit – vees olevat vetikatest ja teisest taimedest koosnevat taimhõljumit, mis laseriga kombates saadab tagasi tugeva fluorestsentssignaali. Ja uuritud on ka Tallinna enda keskkonna seisu.
Kuidas Lidar töötab?
Laserskaneerimise meetod õhusõidukilt põhineb aja mõõtmisel, mis kulub laserimpulsil tee läbimiseks laserist maapinnani ja tagasi. Määrates skaneerimise ajal lennuki positsiooni maapealse GPS-baasjaama suhtes kogu trajektoori vältel, saadakse lennuki täpne asukoht momendil, mil laserimpulss teele lähetati. Teades täpselt lennuki hetkeasukohta, asendit, impulsi lähetusnurka, impulsi kestust ja atmosfääri andmeid on võimalik välja arvutada laserpunkti peegelduse asukoht maapinnal. Tänu sellele on võimalik lidarit kasutada ka suurte alade pinnamudelite koostamisel, üleujutuste modelleerimisel, metsamassiivide inventariseerimisel, pinnavormide uurimisel, teede kaardistamisel, karjääride ja teiste pinnamoodide mahuarvutuste tegemisel. Kui maapinna ja lennuki vahel esineb takistusi (mets, võsa, tehnorajatised jne), siis jaguneb lasekiire jälg mitmeks osaks ning impulsi vastuvõtmisel tekivad peegeldused mitmel erineval tasandil. Seda rakendust kasutades on loodud Lidar andmestik, kuhu on kantud aerolaserskaneerimise tulemusena kogutud kõrguspunktid on umbes poole Eestimaa territooriumi kohta.
Fluorestsentslidar suudab kindlaks määrata kuni 30 erinevat ainet, kasutades valgusallikana laserit. „Laser läheb selle aine peale ja see valguskiir kutsub esile uuritavas aines fluorestsentsi. See on selline nähtus, kus suurema energeetilise tasemega valguskvandid ergastavad ainet ja löövad selle nö. kõrgemasse energiatasandisse, mille tulemusena hakkab see aine madalamasse energiatasemesse minekul uuesti kiirgama talle iseloomulikku aine või ainete osade korral vastavalt valguskiirgust. Ja spektromeeter sisuliselt mõõdabki seda erinevat valguskiirust, mis on võimalik lahutada spektriteks ja fikseerida,“ selgitab Leino Vint spektromeetriga ainete mõõtmist. Aine tuvastamisel kõrvutatakse arvutis olevad erinevate ainete andmed uuritava objekti andmetega. „Tulemuseks on meil sisuliselt maakaart, mille peale on kantud erinevate ainete asukohad, mida me oleme avastanud ja ka kogus, mida me nägime,“ ütleb Vint.
Mehhiko lahe naftakatastroof
Avarii naftaplatvormil Deepwater Horizon toimus 20. aprillil 2010. Plahvatuse ja tulekahju tagajärjel hukkus 11 inimest, platvorm uppus ning merre hakkas voolama nafta. See oli suurim keskkonnakatastroof USA ajaloos. Oma abi naftalekke hindamisel pakkusid ka eestlased.
„Me ei sea küsimuse alla NASA tehnoloogiat ja me teame millised võimalused nendel lidaritel seal olid, aga nad lihtsalt ei sobi selle konkreetse ülesande lahendamiseks, mida me pakkusime. Et kui see nafta on veepinnal, siis NASA lidar töötab hästi, aga kui ta läheb veepinna alla, siis ei ole võimalik selle lidariga teha,“ ütleb Leino Vint.
Kirjavahetus USA võimudega käis mitu kuud. LDI oli valmis kohe Ameerikasse saatma 3 lidarit. Ühendriikide võimud otsustasid lõpuks siiski, et välisfirmade abi ei vajata. Kuid Mehhiko lahe katastroof pani Eesti firma kindlalt maailma kriisikaardile.
Georgia Ülikooli mereteadlase Samantha Joye sõnul on Mehhiko lahe põhjas ligi aasta pärast BP naftaplatvormi plahvatust endiselt naftat ning katastroofi keskkonnakahjude hindamise teemal avaldatakse teadusartikleid ning peetakse siiani tuliseid arutelusid.
Laser aitas kaardistada Antarktika jääaluseid pinnavorme
Antarktika-uurijad on lasertehnikat kasutades loonud kogu lõunamandrit hõlmava jääaluste veekogude kaardi. Sellelt selgub, et salajane jõgede ja järvede võrgustik on palju liikuvam ja tegusam kui seni arvatud. Varem on jääaluste vete kaarte koostatud ainult üksikute piirkondade kohta. Selleks kasutati NASA satelliidilt tehtud lasermõõtmiste andmeid, mille põhjal kanti Antarktise kaardile 124 järve. Satelliidilt saadud andmed näitasid ka, et järvedesse voolab vett sisse ja välja. Ja kui sisemaa järved on staatilisemad, siis rannikujärvedes kõigub veehulk märkimisväärselt.
Kasutatud/viidatud meedia (videod/esitlused/fotod/artiklid) õigused võivad erineda, palun kontrolli!
Keskkonnaseire Lidariga
Firma Laser Diagnostic Instruments (LDI) on maailmas tuntud tänu laserdistantssondeerimise seadmetele ehk Lidaritele, millega on võimalik tuvastada merevee, jõgede, järvede ja muude veekogude saastumist naftasaaduste ja teiste kemikaalidega. Selle uudse tehnoloogia muudab efektiivseimaks vahendiks saaste avastamisel tema selle kõrge tundlikkus ning Lidari kasutamine lennuki või helikopteri pardal võimaldab saada vahetult lendamise käigus piirkonna saaste kaardi ning edastada informatsioni saaste ulatuse ja koordinaatide kohta.
Eestis teostab Lidaritega monitooringuid piirivalve, kust vastava teate saabumisel kohe ka seireseadmetega varustatud helikopter välja saadetakse. Näitekse Läänemerel naftareostuse avastamisel kasutatakse seirelendudel esmalt seadet, mille nimi on Star, see on piirvalve helikopterile installeeritud ja sellega saab merepinda kammida väga ulatuslikult, vaadeldes mitme kilomeetriseid vetevälju. Kui reostus leitakse ja soovitakse tuvastada, millise ainega täpselt tegu on, lülitatakse sisse Lidar.
Kuidas Lidar töötab?
Laserskaneerimise meetod õhusõidukilt põhineb aja mõõtmisel, mis kulub laserimpulsil tee läbimiseks laserist maapinnani ja tagasi. Määrates skaneerimise ajal lennuki positsiooni maapealse GPS-baasjaama suhtes kogu trajektoori vältel, saadakse lennuki täpne asukoht momendil, mil laserimpulss teele lähetati. Teades täpselt lennuki hetkeasukohta, asendit, impulsi lähetusnurka, impulsi kestust ja atmosfääri andmeid on võimalik välja arvutada laserpunkti peegelduse asukoht maapinnal. Tänu sellele on võimalik lidarit kasutada ka suurte alade pinnamudelite koostamisel, üleujutuste modelleerimisel, metsamassiivide inventariseerimisel, pinnavormide uurimisel, teede kaardistamisel, karjääride ja teiste pinnamoodide mahuarvutuste tegemisel. Kui maapinna ja lennuki vahel esineb takistusi (mets, võsa, tehnorajatised jne), siis jaguneb lasekiire jälg mitmeks osaks ning impulsi vastuvõtmisel tekivad peegeldused mitmel erineval tasandil. Seda rakendust kasutades on loodud Lidar andmestik, kuhu on kantud aerolaserskaneerimise tulemusena kogutud kõrguspunktid on umbes poole Eestimaa territooriumi kohta.
Fluorestsentslidar suudab kindlaks määrata kuni 30 erinevat ainet, kasutades valgusallikana laserit. „Laser läheb selle aine peale ja see valguskiir kutsub esile uuritavas aines fluorestsentsi. See on selline nähtus, kus suurema energeetilise tasemega valguskvandid ergastavad ainet ja löövad selle nö. kõrgemasse energiatasandisse, mille tulemusena hakkab see aine madalamasse energiatasemesse minekul uuesti kiirgama talle iseloomulikku aine või ainete osade korral vastavalt valguskiirgust. Ja spektromeeter sisuliselt mõõdabki seda erinevat valguskiirust, mis on võimalik lahutada spektriteks ja fikseerida,“ selgitab Leino Vint spektromeetriga ainete mõõtmist. Aine tuvastamisel kõrvutatakse arvutis olevad erinevate ainete andmed uuritava objekti andmetega. „Tulemuseks on meil sisuliselt maakaart, mille peale on kantud erinevate ainete asukohad, mida me oleme avastanud ja ka kogus, mida me nägime,“ ütleb Vint.
Mehhiko lahe naftakatastroof
Avarii naftaplatvormil Deepwater Horizon toimus 20. aprillil 2010. Plahvatuse ja tulekahju tagajärjel hukkus 11 inimest, platvorm uppus ning merre hakkas voolama nafta. See oli suurim keskkonnakatastroof USA ajaloos. Oma abi naftalekke hindamisel pakkusid ka eestlased.
„Me ei sea küsimuse alla NASA tehnoloogiat ja me teame millised võimalused nendel lidaritel seal olid, aga nad lihtsalt ei sobi selle konkreetse ülesande lahendamiseks, mida me pakkusime. Et kui see nafta on veepinnal, siis NASA lidar töötab hästi, aga kui ta läheb veepinna alla, siis ei ole võimalik selle lidariga teha,“ ütleb Leino Vint.
Kirjavahetus USA võimudega käis mitu kuud. LDI oli valmis kohe Ameerikasse saatma 3 lidarit. Ühendriikide võimud otsustasid lõpuks siiski, et välisfirmade abi ei vajata. Kuid Mehhiko lahe katastroof pani Eesti firma kindlalt maailma kriisikaardile.
Georgia Ülikooli mereteadlase Samantha Joye sõnul on Mehhiko lahe põhjas ligi aasta pärast BP naftaplatvormi plahvatust endiselt naftat ning katastroofi keskkonnakahjude hindamise teemal avaldatakse teadusartikleid ning peetakse siiani tuliseid arutelusid.
Laser aitas kaardistada Antarktika jääaluseid pinnavorme
Antarktika-uurijad on lasertehnikat kasutades loonud kogu lõunamandrit hõlmava jääaluste veekogude kaardi. Sellelt selgub, et salajane jõgede ja järvede võrgustik on palju liikuvam ja tegusam kui seni arvatud. Varem on jääaluste vete kaarte koostatud ainult üksikute piirkondade kohta. Selleks kasutati NASA satelliidilt tehtud lasermõõtmiste andmeid, mille põhjal kanti Antarktise kaardile 124 järve. Satelliidilt saadud andmed näitasid ka, et järvedesse voolab vett sisse ja välja. Ja kui sisemaa järved on staatilisemad, siis rannikujärvedes kõigub veehulk märkimisväärselt.