မြေဆီလွှာ အာရုံခံကိရိယာများ- တိကျသော စိုက်ပျိုးရေးနှင့် ဂေဟဗေဒဆိုင်ရာ စောင့်ကြည့်မှုအတွက် “မြေအောက်မျက်လုံးများ”

၁။ နည်းပညာဆိုင်ရာ အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုချက်နှင့် အဓိကလုပ်ဆောင်ချက်များ
မြေဆီလွှာအာရုံခံကိရိယာသည် မြေဆီလွှာပတ်ဝန်းကျင်ဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များကို ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ သို့မဟုတ် ဓာတုဗေဒနည်းလမ်းများဖြင့် အချိန်နှင့်တပြေးညီ စောင့်ကြည့်ပေးသည့် ဉာဏ်ရည်ထက်မြက်သော ကိရိယာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်း၏ အဓိကစောင့်ကြည့်ရေး ရှုထောင့်များတွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-

ရေစောင့်ကြည့်ခြင်း- ထုထည်ရေပါဝင်မှု (VWC)၊ မက်ထရစ်အလားအလာ (kPa)
ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများ- လျှပ်စစ်စီးကူးနိုင်စွမ်း (EC)၊ pH၊ REDOX အလားအလာ (ORP)
အာဟာရဓာတ် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း- နိုက်ထရိုဂျင်၊ ဖော့စဖရပ်စ်နှင့် ပိုတက်စီယမ် (NPK) ပါဝင်မှု၊ အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများ ပါဝင်မှု
သာမိုဒိုင်းနမစ် ကန့်သတ်ချက်များ- မြေဆီလွှာအပူချိန်ပရိုဖိုင် (၀-၁၀၀ စင်တီမီတာ gradient တိုင်းတာခြင်း)
ဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ အညွှန်းကိန်းများ- အဏုဇီဝဗေဒဆိုင်ရာ လှုပ်ရှားမှု (CO₂ အသက်ရှူနှုန်း)

ဒုတိယအချက်အနေနဲ့ အဓိက အာရုံခံနည်းပညာကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း
စိုထိုင်းဆ အာရုံခံကိရိယာ
TDR အမျိုးအစား (အချိန်ဒိုမိန်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှု) : လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်း ပျံ့နှံ့မှု အချိန်တိုင်းတာခြင်း (တိကျမှု ±1%၊ အကွာအဝေး 0-100%)
FDR အမျိုးအစား (ကြိမ်နှုန်းဒိုမိန်း ရောင်ပြန်ဟပ်မှု) : Capacitor permittivity ထောက်လှမ်းခြင်း (ကုန်ကျစရိတ်နည်းသည်၊ ပုံမှန်ချိန်ညှိရန် လိုအပ်သည်)
နျူထရွန် စမ်းသပ်ကိရိယာ- ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထိန်းချုပ်ထားသော နျူထရွန် အရေအတွက် (ဓာတ်ခွဲခန်းအဆင့် တိကျမှု၊ ရောင်ခြည်ခွင့်ပြုချက် လိုအပ်သည်)

ဘက်စုံသုံး ပေါင်းစပ်စမ်းသပ်ကိရိယာ
၅-in-၁ အာရုံခံကိရိယာ: စိုထိုင်းဆ +EC+ အပူချိန် +pH+ နိုက်ထရိုဂျင် (IP68 ကာကွယ်မှု၊ ဆားရည်-အယ်ကာလီ ချေးခံနိုင်ရည်)
Spectroscopic sensor: အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများကို အနီးအနီအောက်ရောင်ခြည် (NIR) ဖြင့် ထောက်လှမ်းခြင်း (ထောက်လှမ်းမှုကန့်သတ်ချက် 0.5%)

နည်းပညာဆိုင်ရာ တိုးတက်မှုအသစ်
ကာဗွန်နာနိုပြွန်လျှပ်ကူးပစ္စည်း- EC တိုင်းတာမှု ကြည်လင်ပြတ်သားမှု 1μS/cm အထိ
မိုက်ခရိုဖလူအီဒစ်ချစ်ပ်- နိုက်ထရိတ်နိုက်ထရိုဂျင်ကို လျင်မြန်စွာ ထောက်လှမ်းနိုင်ရန် စက္ကန့် ၃၀ ကြာသည်

တတိယအချက်၊ စက်မှုလုပ်ငန်းအသုံးချမှုအခြေအနေများနှင့်ဒေတာတန်ဖိုး
၁။ စမတ်စိုက်ပျိုးရေး၏ တိကျသော စီမံခန့်ခွဲမှု (အမေရိကန်ပြည်ထောင်စု၊ အိုင်အိုဝါရှိ ပြောင်းခင်း)

ဖြန့်ကျက်မှု အစီအစဉ်-
၁၀ ဟက်တာတိုင်းတွင် ပရိုဖိုင်စောင့်ကြည့်ရေးစခန်းတစ်ခု (၂၀/၅၀/၁၀၀ စင်တီမီတာ သုံးထပ်)
ကြိုးမဲ့ကွန်ရက် (LoRaWAN၊ ထုတ်လွှင့်မှုအကွာအဝေး ၃ ကီလိုမီတာ)

ဉာဏ်ရည်ထက်မြက်သော ဆုံးဖြတ်ချက်-
ရေသွင်းစနစ်- ၄၀ စင်တီမီတာအနက်တွင် VWC <၁၈% ရှိလာသောအခါတွင် အစက်ချရေသွင်းစနစ်ကို စတင်ပါ။
ပြောင်းလဲနိုင်သော မြေသြဇာကျွေးခြင်း- EC တန်ဖိုးကွာခြားချက် ±20% အပေါ်အခြေခံ၍ နိုက်ထရိုဂျင်အသုံးချမှုကို ပြောင်းလဲချိန်ညှိခြင်း

အကျိုးခံစားခွင့်ဒေတာ-
ရေ ၂၈% ချွေတာနိုင်၊ နိုက်ထရိုဂျင်သုံးစွဲမှုနှုန်း ၃၅% တိုးလာ
တစ်ဟက်တာလျှင် ပြောင်းဖူး ၀.၈ တန် တိုးလာခြင်း

၂။ သဲကန္တာရ ပြောင်းလဲမှု ထိန်းချုပ်ရေးကို စောင့်ကြည့်ခြင်း (ဆာဟာရ အနားကွပ် ဂေဟစနစ် ပြန်လည်ထူထောင်ရေး စီမံကိန်း)

အာရုံခံကိရိယာ အစုအဝေး:
ရေမျက်နှာပြင် စောင့်ကြည့်ခြင်း (piezoresistive၊ 0-10MPa အကွာအဝေး)
ဆားရှေ့ခြေရာခံခြင်း (1 မီလီမီတာ အီလက်ထရုတ်အကွာအဝေးပါသော သိပ်သည်းဆမြင့် EC စမ်းသပ်ကိရိယာ)

ကြိုတင်သတိပေးပုံစံ-
သဲကန္တာရဖြစ်လာမှုညွှန်းကိန်း =0.4×(EC>4dS/m3)+0.3×(အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများ <0.6%)+0.3×(ရေပါဝင်မှု <5%)

အုပ်ချုပ်မှုဆိုင်ရာ အကျိုးသက်ရောက်မှု-
သစ်ပင်ဖုံးလွှမ်းမှု ၁၂% မှ ၃၇% အထိ မြင့်တက်လာခဲ့သည်
မျက်နှာပြင် ဆားငန်ဓာတ် ၆၂% လျော့ကျခြင်း

၃။ ဘူမိဗေဒဆိုင်ရာ ဘေးအန္တရာယ်သတိပေးချက် (ရှီဇူအိုကာစီရင်စု၊ ဂျပန် မြေပြိုမှုစောင့်ကြည့်ရေးကွန်ရက်)

စောင့်ကြည့်ရေးစနစ်:
အတွင်းပိုင်း စောင်း: အပေါက်ရေဖိအား အာရုံခံကိရိယာ (အပိုင်းအခြား 0-200kPa)
မျက်နှာပြင် ရွှေ့ပြောင်းမှု- MEMS dipmeter (resolution 0.001°)

အစောပိုင်းသတိပေး အယ်လဂိုရီသမ်-
အရေးကြီးမိုးရွာသွန်းမှု- မြေဆီလွှာစိုထိုင်းဆ >၈၅% နှင့် တစ်နာရီမိုးရွာသွန်းမှု >၃၀ မီလီမီတာ
ရွေ့လျားမှုနှုန်း- ၃ နာရီဆက်တိုက် >၅ မီလီမီတာ/နာရီ နှိုးစက်အနီရောင်အချက်ပေးစနစ်

အကောင်အထည်ဖော်မှုရလဒ်များ-
၂၀၂၁ ခုနှစ်တွင် မြေပြိုမှု သုံးခုကို အောင်မြင်စွာ သတိပေးနိုင်ခဲ့သည်။
အရေးပေါ်တုံ့ပြန်မှုအချိန်ကို ၁၅ မိနစ်အထိ လျှော့ချလိုက်ပါပြီ

၄။ ညစ်ညမ်းနေသောနေရာများကို ပြန်လည်ပြုပြင်ခြင်း (ဂျာမနီနိုင်ငံ၊ Ruhr စက်မှုဇုန်တွင် လေးလံသောသတ္တုများကို ကုသခြင်း)

ထောက်လှမ်းခြင်း အစီအစဉ်:
XRF ဖလိုရက်ဆင့် အာရုံခံကိရိယာ- ခဲ/ကက်ဒမီယမ်/အာဆင်းနစ် ရှာဖွေတွေ့ရှိမှု (ppm တိကျမှု)
REDOX အလားအလာရှိသော ကွင်းဆက်- ဇီဝပြန်လည်သန့်စင်မှု လုပ်ငန်းစဉ်များကို စောင့်ကြည့်ခြင်း

ဉာဏ်ရည်ထက်မြက်သော ထိန်းချုပ်မှု:
အာဆင်းနစ်ပါဝင်မှု 50ppm အောက် ကျဆင်းသွားသောအခါ Phytoremediation သည် အသက်ဝင်သည်
အလားအလာ 200 mV > ဖြစ်သောအခါ၊ အီလက်ထရွန်အလှူရှင်ထိုးသွင်းခြင်းသည် အဏုဇီဝပျက်စီးမှုကို မြှင့်တင်ပေးသည်။

အုပ်ချုပ်မှုဆိုင်ရာ အချက်အလက်-
ခဲညစ်ညမ်းမှုကို ၉၂% လျှော့ချနိုင်ခဲ့သည်
ပြုပြင်မှု ዑደብ ၄၀% လျော့ကျသွားသည်

၄။ နည်းပညာဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ခေတ်ရေစီးကြောင်း
သေးငယ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းနှင့် အစုအဝေး
နာနိုဝါယာကြိုး အာရုံခံကိရိယာများ (အချင်း <100nm) သည် အပင်တစ်ပင်၏ အမြစ်ဇုန်တစ်ခုတည်းကို စောင့်ကြည့်နိုင်စေပါသည်။
ပျော့ပျောင်းသော အီလက်ထရွန်းနစ် အရေပြား (၃၀၀% ဆန့်နိုင်သည်) မြေဆီလွှာ ပုံပျက်ခြင်းကို လိုက်လျောညီထွေဖြစ်စေသည်

ဘက်စုံအာရုံခံပေါင်းစပ်မှု
အသံလှိုင်းနှင့် လျှပ်စစ်စီးကူးမှုတို့ကြောင့် မြေဆီလွှာဖွဲ့စည်းပုံ ပြောင်းပြန်ဖြစ်ခြင်း
ရေစီးကူးနိုင်စွမ်းကို အပူ pulse နည်းလမ်းဖြင့် တိုင်းတာခြင်း (တိကျမှု ±၅%)

AI သည် ဉာဏ်ရည်ထက်မြက်သော ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများကို မောင်းနှင်သည်
Convolutional neural network များသည် မြေဆီလွှာအမျိုးအစားများကို ခွဲခြားသတ်မှတ်ပေးသည် (တိကျမှု ၉၈%)
ဒစ်ဂျစ်တယ်အမွှာများသည် အာဟာရရွှေ့ပြောင်းမှုကို တုပခြင်း

၅။ ယေဘုယျအသုံးချမှုကိစ္စရပ်များ- တရုတ်နိုင်ငံအရှေ့မြောက်ပိုင်းရှိ လူမည်းမြေယာကာကွယ်ရေးစီမံကိန်း
စောင့်ကြည့်ရေးကွန်ရက်-
အာရုံခံကိရိယာအစုံ ၁၀၀,၀၀၀ သည် လယ်ယာမြေဧက ၅ သန်းကို လွှမ်းခြုံထားသည်
၀-၅၀ စင်တီမီတာ မြေဆီလွှာရှိ “စိုထိုင်းဆ၊ မြေဩဇာကောင်းမွန်မှုနှင့် ကျစ်လစ်သိပ်သည်းမှု” ၏ 3D ဒေတာဘေ့စ်တစ်ခုကို တည်ထောင်ခဲ့သည်

ကာကွယ်ရေးမူဝါဒ-
အော်ဂဲနစ်ပစ္စည်းများ ၃% အောက်ရောက်သောအခါ ကောက်ရိုးကို နက်နက်လှန်ပေးရန် မဖြစ်မနေလိုအပ်ပါသည်
မြေဆီလွှာသိပ်သည်းဆ >1.35g/cm³ သည် မြေအောက်မြေဆီလွှာလှုပ်ရှားမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်

အကောင်အထည်ဖော်မှုရလဒ်များ-
မြေဆီလွှာမည်းဆုံးရှုံးမှုနှုန်း ၇၆% လျော့ကျသွားသည်
တစ်ဧကလျှင် ပဲပုပ်ပျမ်းမျှအထွက်နှုန်း ၂၁% တိုးလာ
ကာဗွန်သိုလှောင်မှု တစ်နှစ်လျှင် တစ်ဟက်တာလျှင် ၀.၈ တန် တိုးလာ

နိဂုံးချုပ်
“အတွေ့အကြုံဆိုင်ရာ စိုက်ပျိုးရေး” မှ “ဒေတာ စိုက်ပျိုးရေး” အထိ မြေဆီလွှာ အာရုံခံကိရိယာများသည် လူသားများ မြေယာနှင့် စကားပြောဆိုပုံကို ပြန်လည်ပုံဖော်နေပါသည်။ MEMS လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် Internet of Things နည်းပညာကို နက်ရှိုင်းစွာ ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် မြေဆီလွှာ စောင့်ကြည့်ခြင်းသည် အနာဂတ်တွင် နာနိုစကေး နေရာချထားမှု ကြည်လင်ပြတ်သားမှုနှင့် မိနစ်အဆင့် အချိန်တုံ့ပြန်မှုတို့တွင် အောင်မြင်မှုများ ရရှိမည်ဖြစ်သည်။ ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ စားနပ်ရိက္ခာဖူလုံရေးနှင့် ဂေဟစနစ် ယိုယွင်းပျက်စီးမှုကဲ့သို့သော စိန်ခေါ်မှုများကို တုံ့ပြန်သည့်အနေဖြင့် ဤနက်ရှိုင်းစွာ မြှုပ်နှံထားသော “တိတ်ဆိတ်သော ကင်းစောင့်များ” သည် အဓိကဒေတာ ပံ့ပိုးမှုကို ဆက်လက်ပေးဆောင်ပြီး ကမ္ဘာမြေမျက်နှာပြင်စနစ်များ၏ ဉာဏ်ရည်ထက်မြက်သော စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ထိန်းချုပ်မှုကို မြှင့်တင်ပေးမည်ဖြစ်သည်။