Zoom In รอยเผา วิทยาศาสตร์เบื้องหลัง PM 2.5

ข่าวการเผาพื้นที่เกษตรนับหมื่นไร่ใน จ.นครนายก ในช่วงปลายเดือนมกราคมที่ผ่านมา ซึ่งยังเป็นช่วง “อากาศปิด” มีอัตราการระบายอากาศต่ำ ทำให้ทั้งพื้นที่จังหวัดใกล้เคียง รวมถึง กรุงเทพฯ และ ปริมณฑล มีค่าฝุ่น PM2.5 ขึ้นไปอยู่ในระดับสีแดง ส่งผลกระทบต่อสุขภาพอย่างหลีกเลี่ยงได้ยาก

คำถามคือ “ดาวเทียมช่วยวิเคราะห์การเผาในพื้นที่เกษตรได้ไหมและยังไง?”

เรามาลอง ZOOM In เข้าไปด้านเทคนิคแบบเข้าใจง่ายกันครับ
เริ่มจากการเลือกข้อมูลดาวเทียมก่อน โดยทั่วไปมีทั้งดาวเทียมความละเอียดสูง (เห็นรายละเอียดชัดเจน แต่ต้องมีค่าใช้จ่ายในการซื้อภาพ) และ ดาวเทียมความละเอียดปานกลางที่เปิดให้ใช้ฟรี ซึ่งต้องใช้แรงประมวลผลมากขึ้นในการจัดการข้อมูล ตัวอย่างที่นิยมมากคือ Sentinel-2 ที่มีความละเอียดระดับ 10×10 เมตรต่อพิกเซล (หนึ่งพิกเซลแทนพื้นที่ 100 ตร.ม.) ทำให้เหมาะกับการเห็น “รอยไหม้” ในแปลงเกษตรได้ค่อนข้างดี

หลักการวิเคราะห์รอยเผาไหม้แบบมาตรฐานคือ เปรียบเทียบภาพก่อนเกิดไฟ (pre-fire) กับหลังเกิดไฟ (post-fire) ในพื้นที่และช่วงเวลาที่สนใจ โดยใช้ภาพดาวเทียมแบบแสง (optical) เช่น Sentinel-2 หรือ Landsat ซึ่งมองเห็นความเปลี่ยนแปลงของผิวดินได้ชัด ขั้นแรกต้อง นำภาพถ่ายดาวเทียมมาลบเมฆและเงาเมฆออก เพื่อให้ภาพชัดเจนขึ้น จากนั้นคำนวณดัชนีที่ไวต่อรอยไหม้ เช่น NBR (Normalized Burn Ratio) ซึ่งอาศัยความต่างของการสะท้อนแสงในสองช่วงคลื่นที่เปลี่ยนชัดหลังการเผา คือ NIR (พืชเขียวสะท้อนสูง แต่หลังไหม้จะลดลง) และ SWIR (พื้นผิวแห้ง/ไหม้มักสะท้อนสูงขึ้น) โดยสูตรคือ NBR = (NIR − SWIR2) / (NIR + SWIR2) แล้วจึงดู “ความเปลี่ยนแปลงก่อน–หลัง” ด้วย dNBR = NBR_pre − NBR_post ซึ่งโดยหลักแล้ว dNBR ยิ่งสูง ยิ่งมีโอกาสเป็นพื้นที่ไหม้ หรือไหม้รุนแรงกว่า
เมื่อได้ค่า dNBR แล้ว เราสามารถตั้งเกณฑ์ (threshold) เพื่อแยกพิกเซลที่เป็นพื้นที่เผาออกมาเป็นแผนที่ หรือจะใช้ Machine Learning ช่วยจำแนกให้ละเอียดและรวดเร็วขึ้นก็ได้ หลังจากนั้นต้องทำความสะอาดผลลัพธ์ เช่น ตัดจุดเล็ก ๆ ที่เป็นสัญญาณรบกวน รวมกลุ่มเป็นขอบเขตพื้นที่ (polygon) และสรุปพื้นที่เผาเป็น “ไร่” รายจังหวัด/รายอำเภอได้เลย แต่ถ้ากรณีเมฆเยอะเราสามารถใช้ดาวเทียมเรดาร์อย่าง Sentinel-1 เข้ามาช่วยยืนยัน เพราะมองทะลุเมฆได้ และสุดท้ายควรตรวจสอบความถูกต้องด้วยข้อมูล hotspot หรือข้อมูลภาคสนาม เพื่อให้ผลที่ได้เชื่อถือได้จริง สำหรับตัวอย่างที่เล่า เรามาดูผลลัพธ์กัน

  

ภาพที่ 1: วันที่ 25 ม.ค. 2569 ทำการวิเคราะห์เฉพาะพื้นที่ใน ต.ท่าเรือ และ ต.บางพลี อ.ปากพลี จะเห็นขอบสีแดงเป็นรอยเผาที่โมเดลตรวจพบ และเมื่อเทียบกับ ภาพที่ 2 : วันที่ 30 ม.ค. 2569 รอยเผาเพิ่มขึ้นชัดเจน ซึ่งเราสามารถ “ชี้พิกัด” และ “คำนวณขนาดพื้นที่” ได้ด้วย

แต่ทั้งนี้ จากภาพถ่ายดาวเทียม เราแอบเห็นรอยเผาไหม้ในจังหวัดข้าง ๆ ที่ไม่เป็นข่าวมาก่อน จึงเป็นคำถามที่น่าสนใจว่าไฟลามมาจากพื้นที่จังหวัดข้างเคียงอื่น หรือเกิดจากแปลงในนครนายกเอง ประเด็นนี้ต้องอาศัยวิทยาศาสตร์ โดยวิเคราะห์และไล่เรียงลำดับเวลา (time series) มาเป็นหลักฐานเพื่อพิสูจน์กันต่อไป