سنجش از دور و کاربرد آن

سنجش از دور چیست ؟ 

علم و هنر کسب اطلاعات از پدیده ها یا اجسام بدون تماس فیزیکی با آنها را سنجش از دور گویند.

کاربرد های مهم  سنجش از دور

سنجش از دور در بسیاری از زمینه های علمی و تحقیقاتی کاربردهای گسترده ای دارد. از جمله کاربردهای فن سنجش از دور می توان به استفاده از آن در زمین شناسی، آب شناسی، معدن، شیلات، کارتوگرافی، جغرافیا، مطالعات زیست شناسی، مطالعات زیست محیطی، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، هواشناسی، کشاورزی، جنگلداری، توسعه اراضی و به طورکلی مدیریت منابع زمینی و غیره اشاره کرد.سنجش از دورمی تواند تغییرات دوره ای پدیده های سطح زمین را نشان دهد و در مواردی چون بررسی تغییر مسیر رودخانه ها، تغییر حد و مرز پیکره های آبی چون دریاچه ها، دریاها و اقیانوسها، تغییر مورفولوژی سطح زمین و غیره بسیار کارساز است. افزون بر این یک سیستم سنجش از دور با توجه به این که بر اساس ثبت تغییرات واختلافهای بازتابش الکترومغناطیسی از پدیده های مختلف کار می کند، میتواند حد و مرز پدیده های زمینی اعم از مرز انواع خاکها، سنگها، گیاهان، محصولات کشاورزی گوناگون و ... را مشخص کند. سنجش از دور در پیش بینی وضع هوا و اندازه گیری میزان خسارت ناشی ازبلایای طبیعی،کشف آلودگی آبها و لکه های نفتی در سطح دریا، اکتشافات معدنی نیز کاربرد دارد. بدون شک استفاده از این فن در مطالعات اکتشافی و منابع طبیعی و سایر موارد پیش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بیشتر می کند،بلکه از نظر دقت و هزینه و نیروی انسانی نیز بسیار با صرفه تر است.

 در زمینه کاربردهای داده های ماهواره ای می توان به طور اختصار به موارد زیر اشاره کرد:

الف: مطالعه تغییرات دوره ای

برخی از پدیده ها و عوارض سطح زمین در طی دوره زمانی تغییر می یابد. علت این تغییرات می تواند عوامل طبیعی مانند سیل، آتشفشان، زلزله، تغییرات آب و هوایی، یا عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در محیط زیست باشد. برای مثال تغییر سطح آب دریای خزر در طی یک دوره ۱۰ تا ۲۰ ساله، تغییر میزان سطح پوشش  و جنگلها درشمال کشور و تغییر پوشش گیاهی نخل در  جنوب کشور و میزان آسیب آنها در دوران جنگ را می توان با استفاده از داده های ماهواره ای با دقت بسیار زیادی مطالعه کرد.

ب: مطالعات زمین شناسی

با استفاده از داده های ماهواره ای می توان مرزهای بسیاری از سازندهای زمین شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه های گوناگون زمین شناسی تهیه کرد. از جمله نقشه های زمین شناسی گوناگون که با استفاده از داده های ماهواره ای می توان تهیه کرد، نقشه گسله ها و شکستگی ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه خاکشناسی و نقشه پتانسیل ذخایر تبخیری سطحی را میتوان نام برد. افزون براین با توجه به گستره بسیار وسیع زیر پوشش هر تصویر ماهواره ای، چنین تصاویری برای مطالعات کلان منطقه ای برای زمین شناسان بسیار مفید است.

ج: مطالعات کشاورزی وجنگلی 

تشخیص وتمایزگونه های گیاهی مختلف، محاسبه سطح زیر کشت محصولات کشاورزی، مطالعه مناطق آسیب دیده کشاورزی براثرکم آبی یا حمله آفتهای مختلف به آنها از جمله مهمترین کاربردهای داده های ماهواره ای است. تهیه تقشه جامع پوشش گیاهی هر منطقه، تهیه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدکشت  و برآورد میزان محصول زیر کشت از کاربردهای دیگر چنین اطلاعاتی است. لازم به ذکر است که وزارت بازرگانی و کشاورزی کشور ایالات متحده آمریکا از ابتدای تکوین تکنولوژی سنجش از دور همه ساله محصول کشاورزی کشور آمریکا وتمام کشورهای جهان را با استفاده ازتصاویر ماهواره ای برآوردمی کند تا برای برنامه ریزی بازار و تولید اطلاعات مفید و لازم را بدست آورد. افزون بر این مطالعه میزان انهدام جنگلها و یا میزان پیشرفت جنگل کاری از کاربردهای دیگر این تصاویر است.

د- مطالعات منابع آب

مطالعه آبهای سطحی منطقه و تهیه نقشه آبراهه ها، بررسی تغییر مسیر رودخانه ها بر اثر عوامل طبیعی یا مصنوعی، تخمین میزان آب سطحی هر منطقه از جمله جالبترین کاربرد داده های ماهواره ای است.کشور ما از جمله کشورهایی است که با وجود داشتن منابع آبهای سطحی در بسیاری مناطق از مشکل کم آبی رنج می برد، که استفاده از تکنولوژی نوین وبه دست آوردن اطلاعات دقیق می تواند راهگشای استفاده بهتر ازمنابع آب کشور باشد.

ح- مطالعات دریایی

 و- مطالعه بلایای طبیعی

امروزه برآورد میزان خسارت ناشی از بلایای طبیعی از قبیل سیل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغیره با استفاده از داده های ماهواره ای بسیار متداول است. تعیین راهبرد مناسب برای جلوگیری وکاهش خسارت بلایای طبیعی از جمله دیگر کاربردهای داده های ماهواره ای است.

مهمترین قابلیتهای داده های سنجش از دور

داده های سنجش از دور به دلیل یکپارچه و  وسیع بودن،تنوع طیفی، تهیه پوشش های تکراری و ارزان بودن، درمقایسه با سایر روشهای گردآوری اطلاعات از قابلیت های ویژه ای برخوردار است که امروزه عامل نخستین در مطالعه  سطح زمین و عوامل تشکیل دهنده آن محسوب می شود. امکان رقومی بودن داده ها موجب شده است که سیستم های کامپیوتری بتوانند از این داده ها به طور مستقیم استفاده کنند وسیستم های داده ها جغرافیایی و سیستم های پردازش داده ها ماهواره ای با استفاده از این قابلیت طراحی و تهیه شده است. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسی سریع به نقاط دور افتاده و دقت بالای آنها  از امتیازات خاص این فن محسوب می شود.تعاریف و اصطلاحات سنجش از دور

1- فاصله کانونی: فاصله ای بر روی محور اپتیکی یک دوربین از مرکز اپتیکی عدسی تا نقطه ای که در آن نور تابیده از یک شی دوردست کانونی می شود.

2-کانون: نقطه ای که در آن پرتو های تابیده از یک منبع نقطه ای نور پس از عبور از عدسی دوربین به هم رسیده و همدیگر را قطع می کنند به فوکوس معروف است.

3- ایستگاه گیرنده زمینی: تجهیزاتی برای ثبت و انتقال داده ها از سنجنده مستقر در ماهواره

4- نقطه کنترل زمینی: یک عارضه جغرافیایی با موقعیت شناخته شده که بر روی تصویرها قابل تشخیص است و از آن در طی تصحیح هندسی می توان استفاده نمود.

5- داده های زمینی: داده های پشتیبان گردآوری شده در روی زمین و اطلاعات استخراج شده از آنها که در تفسیر تصویرهای سنجش از دور از آنها کمک گرفته می شود

6-پردازش تصویر: عملیات مختلفی که می توان بر روی داده های تصویری انجام داد. به آن تصویرپردازی نیز می گویند.

7-کاربری زمین:( Land use): استفاده از زمین. به آن کاربری اراضی نیز گفته شده که اغلب با پوشش زمینی اشتباه می شود.

8-موزائیک (Mosaic): اجتماعی از تصاویر های همپوشانی کننده که لبه ای آنها به منظور ایجاد نمایش پیوسته ای از بخش سطح زمین با یکدیگر جفت شده اند.

9- سیستم اسکن کننده چند طیفیMSS:    Multispectral Spectrum System

10- چند طیفی (Multispectral): سنجش از دور در دو یا چند باند طیفی

11- نزدیکترین همسایه( Nearest neighbor):تکنیک یا روش نمونه برداری دوباره که برای تصحیح هندسی تصویر ها به کار گرفته میشود.

12- مدار(Orbit): مسیر گردش ماهواره یا قمر، یا هر جسم دیگر به دور یک جسم تحت تاثیر نیروی گرانش.

13- اورلی(Overlay):یک ورقه نورگذران برای نمایش یا ارائه اطلاعاتی که در نقشه ها یا تصویرها نشان داده شده است.

14- همپوشانی( Overlay):1- انطباق و بر هم افتادن بخش یا تمامی یک مجموعه از جمله مجموعه ای از داده ها بر مجموعه ای دیگر از همان نوع2- سطح مشترک دو تصویر متوالی در طول یک خط پرواز

15- مرکز عکس (Photo centre): مرکز عکس هوایی، اصطلاح نقطه اصلی رو ببینید.

16- فتوگرامتری(Photogrammetry ):هنر یا علم بدست آوردن انداره های قابل اعتماد با استفاده از عکس.

17- تفسیر عکس (Photographic interpretation ): عمل بررسی عکسها به منظور شناسائی اشیاء و بیان مفهوم آنها.

18- مدار قطبی( Polar orbiting):ماهواره ای که در طی گردش خود به دور زمین یا هر سیاره دیگر از فراز یا از نزدیکی قطبهای شمال و جنوب زمین یا سیاره مورد نظر عبور می کند.

19- رادار: نام اختصاری برای آشکار سازی رادیویی و تعیین گستره که از عبارت انگلیسی آن Radio detection & Ranging گرفته شده است. روش، سیستم یا تکنیکی برای استفاده از باریکه تابش الکترومغناطیس بازتابی و زمانبندی شده در محدوده طول موجهای میکرو موج برای آشکار سازی و تعیین ابعاد اشیاء و تهیه تصویر آنها.

20- سنجش از دور ( Remote sensing): استفاده از سنجنده های تابش الکترومغناطیسی برای ثبت تصویرهای زیست محیط که می توان آنها را برای بدست آوردن اطلاعات مفید مورد استفاده قرار داد.

21- مقیاس (Scale):نسبت فاصله ای روی تصویر یا نقشه به فاصله متناظر آن برروی زمین.

22- حساسیت ( Sensitivity پ):درجه اسخگویی یک آشکار ساز به انرژی الکترومغناطیس فرودی بر آن

23- سنجنده ( Sensor): هر وسیله ای که تابش الکترومغناطیسی را دریافت، آن را به یک سیگنال تبدیل کرده و به صورتی مناسب برای حصول اطلاعات مربوط به زیست محیط نمایش دهد.

24- طول موجهای مرئی: گستره تابشی که چشم انسان نسبت به آن حساس بوده و تقریبا بین طول موجهای 4/0 تا 7/0 میکرو متر واقع است.

25- طول موج:طول یک موج از تابش الکترومغناطیسی.                                                                                  

26- میکرو موج(Active microwave ):اشاره به رادار دارد.

27-آنتن:وسیله ای که تابش الکترومغناطیسی را از یک فرستنده تابش کننده ویا از سایر منابع  دریافت می کند.

28- سمت القدم(Nadir): نقطه ای بر روی زمین که دقیقادر زیر مرکز پرسپکتیو سنجنده قرار داشته به نقطه ندیر معروف است.

29- تابندگی (Radiance): کل انرژی تابیده از واحد سطح به ازای زاویه فضایی اندازه گیری.

30- بازتابندگی (Reflectance ): نسبت انرژی تابشی از یک جسم به انرژی تابشی فرودی بر آن. گاهی به اشتباه جای تابندگی به کار می رود.

31- بازتاب (Reflection): تابش الکترومغناطیسی که نه جذب می شود و نه تراگسیل.

32- نمونه برداری دوباره(Resampling): تصحیح هندسی به وسیله بازسازی تصویر بر یایه ای جدید، که معمولا یک نقشه است.

33- ماهواره(Satellite): شئ در حال گردش دور یک جرم آسمانی که به آن مر مصنوعی نیز گفته می شود.

34- اسکن کننده(Scanner): هر وسیله ای که برای تولید تصویر از روش اسکن کردن استفاده نماید به آن اسکنر میگویند.

35-پوشش جانبی(Sliplap): گستره همپوشانی جانبی بین تصویرهای حاصل از دور خط پرواز.

36-توان تفکیک مکانی(Spatial resolution): توانایی یک سیستم سنجش از دور، شامل عدسیها، آنتنها، وسیله های نمایش نوردهی، پردازش و عاملهای دیگر، برای ارائه تصویری کاملا واضح که به آن توان تفکیک فضائی نیز گفته می شود.

37-طیف سنج(Spectrometer): وسیله ای برای اندازه گیری توزیع طیفی تابش الکترومغناطیس که به آن اسپکترومتر یا بینابسنج نیز می گویند.

38- ماهواره خورشید آهنگ(Sun synchronous satellite): ماهواره ای که مدار آن بر صفحه گذرنده از قطبهای زمین یا هر سیاره دیگر، یا گذرنده از نزدیکی قطبهای آنها واقع است و ارتفاع آن چنان است که ماهواره از فراز مکانهایی که عرض جغرافیایی یکسان دارند دو مرتبه در هر روز در وقت خورشیدی محلی یکسان عبور می کند.

39- رقومی کننده رومیزی(Table digitizer): دستگاهی برای رقومی نمودن مختصه های جغرافیایی. به آن دیجیتایزر رومیزی نیز می گویند.

40-آستانه(Threshold): مرزی در فضای طیفی که در ورای آن یک جزء تصویری دارای چنان احتمال ضعیفی از بودن در رده ای معین است که می تواند جزو ان رده محسوب نشود.

41-سیستم تصویر مرکاتور(UTM)

42- طول موج­های مرئی (visible wavelengths):گستره تابشی که چشم انسان نسبت به آن حساس بوده و تقریبا بین طول موجهای 4/0 تا 7/0 میکرو متر واقع است.

از تکنولوژی سنجش از دور بخصوص در چند زمینه مهم کاربردهای دریایی می توان استفاده کرد که ازآن جمله مطالعات دوره های پیشروی و پسروی کرانه دریا؛ مطالعات عمومی ویژگیها و خصوصیات توده های آبی مثل نقشه دمای سطح و رنگ آب و نقشه تراکم میزان کلروفیل و پلانکتون و مطالعات مربوط به تأثیر سایر پدیده ها بر دریا، از جمله وضعیت حرکت وتندی امواج دریا و غیره هستند.   تابحال سنجنده ها و ماهواره های مخصوصی فقط برای مطالعات دریاها و اقیانوسها طراحی وساخته شده است. مهمترین این ماهواره هاعبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن وماهواره “ سی ست” آمریکا.