Bakalářská práce se zaměřuje na moderní metody vizualizace a interpretace radiačních veličin měřených pomocí dronu. Především se zabývá měřením radiačních veličin pomocí dronu, jejich následnou správnou interpretací a následně vhodnou vizualizací. V teoretické části jsem provedl literární rešerši o stavu měření radiačních veličin u nás a ve světě. V další části jsem provedl analýzu odborné literatury v oblasti radiační ochrany se zaměřením na monitorovaní radiačních veličin pomocí dronu. Popisuji zde základní radiační veličiny a různé možnosti interakce záření s hmotou. Dále různé druhy detektorů a detekčních přístrojů, které jsem k měření využíval. V závěru teoretické části jsem se věnoval dronům. Jsou zde popsány základní informace o dronech, jejich historie, letecké předpisy potřebné k jejich využívání. Dále jsem popsal dron a systém, který byl k měření radiačních veličin používán. V praktické části se zaměřuji na experiment s bodovým zářičem, kde uplatňuji poznatky z teoretické části. Dále popisuji pochůzkové měření a měření radiačních veličin pomocí dronu. Následující kapitolu jsem zaměřil na interpretaci dat a využití různých metod. V poslední kapitole popisuji možnosti vizualizace naměřených dat, využití programu QGIS k vizualizaci v mapových podkladech a další možnosti vizualizace dat jinými nástroji. V závěru jsem se zaměřil na celkové zhodnocení výsledků zkoumaných v bakalářské práci a jejich následnou aplikaci při dalších měřeních.
Anotace v angličtině
The bachelor thesis focuses on modern methods of visualization and interpretation of radiation quantities measured by a drone. It mainly deals with the measurement of radiation quantities using a drone, their subsequent correct interpretation and subsequent appropriate visualization. In the theoretical part, I conducted a literature search on the state of measurement of radiation quantities in our country and in the world. In the next part, I performed an analysis of the literature in the field of radiation protection with a focus on monitoring radiation quantities using a drone. Here I describe the basic radiation quantities and various possibilities of the interaction of radiation with matter. Furthermore, various types of detectors and detection devices that I used for measurement. At the end of the theoretical part, I focused on drones. It describes basic information about drones, their history, aviation regulations needed for their use. I also described a drone and a system that was used to measure radiation quantities. In the practical part I focus on the experiment with a point emitter, where I apply the knowledge from the theoretical part. I also describe walk-through measurement and measurement of radiation quantities using a drone. The next chapter focused on the interpretation of data and the use of various methods. In the last chapter I describe the possibilities of visualization of measured data, the use of the QGIS program for visualization in map data and other possibilities of data visualization with other tools. In the end, I focused on the overall evaluation of the results examined in the bachelor's thesis and their subsequent application in other measurements.
Radiation quantities; radiation protection; ionizing radiation; drone; data interpretation; data visualization
Rozsah průvodní práce
59 s. (9 0083 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Bakalářská práce se zaměřuje na moderní metody vizualizace a interpretace radiačních veličin měřených pomocí dronu. Především se zabývá měřením radiačních veličin pomocí dronu, jejich následnou správnou interpretací a následně vhodnou vizualizací. V teoretické části jsem provedl literární rešerši o stavu měření radiačních veličin u nás a ve světě. V další části jsem provedl analýzu odborné literatury v oblasti radiační ochrany se zaměřením na monitorovaní radiačních veličin pomocí dronu. Popisuji zde základní radiační veličiny a různé možnosti interakce záření s hmotou. Dále různé druhy detektorů a detekčních přístrojů, které jsem k měření využíval. V závěru teoretické části jsem se věnoval dronům. Jsou zde popsány základní informace o dronech, jejich historie, letecké předpisy potřebné k jejich využívání. Dále jsem popsal dron a systém, který byl k měření radiačních veličin používán. V praktické části se zaměřuji na experiment s bodovým zářičem, kde uplatňuji poznatky z teoretické části. Dále popisuji pochůzkové měření a měření radiačních veličin pomocí dronu. Následující kapitolu jsem zaměřil na interpretaci dat a využití různých metod. V poslední kapitole popisuji možnosti vizualizace naměřených dat, využití programu QGIS k vizualizaci v mapových podkladech a další možnosti vizualizace dat jinými nástroji. V závěru jsem se zaměřil na celkové zhodnocení výsledků zkoumaných v bakalářské práci a jejich následnou aplikaci při dalších měřeních.
Anotace v angličtině
The bachelor thesis focuses on modern methods of visualization and interpretation of radiation quantities measured by a drone. It mainly deals with the measurement of radiation quantities using a drone, their subsequent correct interpretation and subsequent appropriate visualization. In the theoretical part, I conducted a literature search on the state of measurement of radiation quantities in our country and in the world. In the next part, I performed an analysis of the literature in the field of radiation protection with a focus on monitoring radiation quantities using a drone. Here I describe the basic radiation quantities and various possibilities of the interaction of radiation with matter. Furthermore, various types of detectors and detection devices that I used for measurement. At the end of the theoretical part, I focused on drones. It describes basic information about drones, their history, aviation regulations needed for their use. I also described a drone and a system that was used to measure radiation quantities. In the practical part I focus on the experiment with a point emitter, where I apply the knowledge from the theoretical part. I also describe walk-through measurement and measurement of radiation quantities using a drone. The next chapter focused on the interpretation of data and the use of various methods. In the last chapter I describe the possibilities of visualization of measured data, the use of the QGIS program for visualization in map data and other possibilities of data visualization with other tools. In the end, I focused on the overall evaluation of the results examined in the bachelor's thesis and their subsequent application in other measurements.
Radiation quantities; radiation protection; ionizing radiation; drone; data interpretation; data visualization
Zásady pro vypracování
Současný stav dané problematiky: Monitorování různých fyzikálních veličin pomocí dronu je relativně nová disciplína. Vizualizace a interpretace dat radiačních veličin získaných pomocí dronu poskytuje zcela nový nástroj v oblasti radiační ochrany. Masivní nasazení tohoto typu monitorovací techniky a presentace takto získaných dat vzrostla po havárii japonské jaderné elektrárny Fukušima I. V současné době je tento typ monitorování radiačních veličin využíván zejména k vyhledávání opuštěných zdrojů ionizujícího záření a zmapování úrovně radiační kontaminaci v sanovaných územích zejména v oblastech postižených těžbou uranové rudy. Naměřená data jsou obvykle zpracovávána v počítačových programech umožňujících zpracování a analýzu prostorových dat.
Cíle práce: 1. Navrhnout vhodný postup statistického zpracování, vizualizace a interpretace dat stanovení příkonu prostorového dávkového ekvivalentu získaných pomocí monitorování dronem. 2. Výsledky rešerší aplikovat a ověřit v praxi na reálných datech získaných pomocí monitorování dronem.
Výzkumné otázky: Jak vhodně interpretovat získaná data formou map? Jaké používat mapové výstupy při komunikaci výsledků s veřejností?
Metodika: Bude provedena analýza odborné literatury v oblasti radiační ochrany se zaměřením na monitorování a měření radiačních veličin pomocí dronu. Prvotní monitorování radiačních veličin proběhne na testovacím polygonu SÚJCHBO, v.v.i. Získané poznatky budou aplikovány na výsledky monitorování radiačních veličin v oblastech bývalé těžby uranových nerostů. Získaná data budou statisticky zpracována. Po statistickém zpracování bude na základě rešerše a studia dostupných map se zaměřením na zadanou problematiku vybrán vhodný způsob interpretace a data budou vizualizována v programovém prostředí QGIS.
Předpokládané využití v praxi: Výsledky bakalářské práce budou využity při zpracování a analýze dat získaných pomocí monitorování dronem v SÚJCHBO, v.v.i.
Zásady pro vypracování
Současný stav dané problematiky: Monitorování různých fyzikálních veličin pomocí dronu je relativně nová disciplína. Vizualizace a interpretace dat radiačních veličin získaných pomocí dronu poskytuje zcela nový nástroj v oblasti radiační ochrany. Masivní nasazení tohoto typu monitorovací techniky a presentace takto získaných dat vzrostla po havárii japonské jaderné elektrárny Fukušima I. V současné době je tento typ monitorování radiačních veličin využíván zejména k vyhledávání opuštěných zdrojů ionizujícího záření a zmapování úrovně radiační kontaminaci v sanovaných územích zejména v oblastech postižených těžbou uranové rudy. Naměřená data jsou obvykle zpracovávána v počítačových programech umožňujících zpracování a analýzu prostorových dat.
Cíle práce: 1. Navrhnout vhodný postup statistického zpracování, vizualizace a interpretace dat stanovení příkonu prostorového dávkového ekvivalentu získaných pomocí monitorování dronem. 2. Výsledky rešerší aplikovat a ověřit v praxi na reálných datech získaných pomocí monitorování dronem.
Výzkumné otázky: Jak vhodně interpretovat získaná data formou map? Jaké používat mapové výstupy při komunikaci výsledků s veřejností?
Metodika: Bude provedena analýza odborné literatury v oblasti radiační ochrany se zaměřením na monitorování a měření radiačních veličin pomocí dronu. Prvotní monitorování radiačních veličin proběhne na testovacím polygonu SÚJCHBO, v.v.i. Získané poznatky budou aplikovány na výsledky monitorování radiačních veličin v oblastech bývalé těžby uranových nerostů. Získaná data budou statisticky zpracována. Po statistickém zpracování bude na základě rešerše a studia dostupných map se zaměřením na zadanou problematiku vybrán vhodný způsob interpretace a data budou vizualizována v programovém prostředí QGIS.
Předpokládané využití v praxi: Výsledky bakalářské práce budou využity při zpracování a analýze dat získaných pomocí monitorování dronem v SÚJCHBO, v.v.i.
Seznam doporučené literatury
Learning QGIS 2.0. Birmingham, UK: Packt Publishing, 2013. ISBN 978-1-78216-748-8.
GRUPEN, Claus. Introduction to radiation protection: practical knowledge for handling radioactive sources. New York: Springer, c2010. Graduate texts in physics. ISBN isbn-978-3642025853.
KLENER, Vladislav. Principy a praxe radiační ochrany. Praha: Státní uřad pro jadernou bezpečnost, 2000. ISBN 8023837036.
Yuki Sato, Shingo Ozawa, Yuta Terasaka, Kojiro Minemoto, Satoshi Tamura, Kazutoshi Shingu, Makoto Nemoto & Tatsuo Torii (2020) Remote detection of radioactive hotspot using a Compton camera mounted on a moving multi-copter drone above a contaminated area in Fukushima, Journal of Nuclear Science and Technology, 57:6, 734-744, DOI: 10.1080/00223131.2020.1720845
Dostupné dokumenty ICRP
Seznam doporučené literatury
Learning QGIS 2.0. Birmingham, UK: Packt Publishing, 2013. ISBN 978-1-78216-748-8.
GRUPEN, Claus. Introduction to radiation protection: practical knowledge for handling radioactive sources. New York: Springer, c2010. Graduate texts in physics. ISBN isbn-978-3642025853.
KLENER, Vladislav. Principy a praxe radiační ochrany. Praha: Státní uřad pro jadernou bezpečnost, 2000. ISBN 8023837036.
Yuki Sato, Shingo Ozawa, Yuta Terasaka, Kojiro Minemoto, Satoshi Tamura, Kazutoshi Shingu, Makoto Nemoto & Tatsuo Torii (2020) Remote detection of radioactive hotspot using a Compton camera mounted on a moving multi-copter drone above a contaminated area in Fukushima, Journal of Nuclear Science and Technology, 57:6, 734-744, DOI: 10.1080/00223131.2020.1720845