-سنجش ازدور

با بیانی ساده سنجش از دور را می توان تکنولوژی کسب اطلاعات و تصویربرداری از سطح زمین با استفاده از تجهیزات هوانوردی مانند هواپیما، بالن و یا تجهیزات فضائی مانند ماهواره نامید. با پیشرفت این تکنولوژی افزون بر روش های متعارف دهه 1950 و 1960 میلادی برای عکسبرداری از سطح زمین امکان تصویربرداری الکترومغناطیسی با استفاده از طیف الکترومغناطیسی بازتابی نورخورشید فراهم شده است.سنجش از دور از رفتار متفاوت اجسام در برابر نور خورشید (رفتارهائی چون جذب، انعکاس، بازتاب، عبوردهندگی،پخش نور و گسیلش) استفاده کرده و عوارض مختلف را از یکدیگر تفکیک می کند.در سنجش از دور از محدوده امواج مرئی و مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی برای شناسائی و تفکیک عوارض و پدیده های مختلف استفاده می شود. در واقع خاصیت گسیلش اجسام (جذب نور توسط جسم که باعث افزایش انرژی داخلی آن و تولید حرارت می شود) مبنای استفاده از امواج مادون قرمز می باشد.

-مزایای فن آوری سنجش ازدور

1-     وسعت پوشش تصاویر ماهواره ای

2-      تصویربرداری در طیف های الکترومغناطیسی گوناگون

3-      امکان تصویربرداری دوره ای مرتب و ارسال بی وقفه تصاویر ماهواره ای درمناطق صعب العبوروغیرقابل دسترسی. از این ویژگی در مطالعاتی چون تغییرات دوره ای سطح زمین و عوارض و پدیده های متغیر و بلایای طبیعی استفاده می شود.

4-      تهیه تصاویر در زمان ثابتی از روز، این ویژگی باعث می شود در تصاویری که در زمانهای مختلف گرفته شده اند اندازه سایه ها یکسان باشد.

 

 

 

 

 

- سنجش ازدوردرزمین شناسی

در زمینه مطالعات زمین شناسی با استفاده از اطلاعات و تصاویر ماهواره ای می توان مرز سازندهای زمین شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسله ها وخطواره هارا مورد مطالعه قرار داد و نقشه های زمین شناسی گوناگون از جمله نقشه گسله ها و شکستگی ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه زون های دگرسانی و ... را تهیه نمود. یکی از ویژگی های مهم تصاویر ماهواره ای چنانچه گفته شد دید یکپارچه و وسیع آنهاست، این ویژگی در مطالعات زمین شناسی بسیار مفید بوده و امکان بررسی ادامه روندهای زمین ساختی، چین خوردگیها،رخنمون های سنگی، امتداد وشیب لایه ها و سایر پدیده های زمین شناسی، که ممکن است بررسی صحرائی آنها مشکل و وقت گیر باشد، را در یک محدوده مطالعاتی فراهم می سازد.

 

-پیکسل (Pixel)

پیکسل به کوچکترین بخش از یک تصویر دیجیتالی گفته می شود. در تصاویر دیجیتالی اطلاعات بصورت شبکه هستند. هرکدام از سلول های این شبکه یک پیکسل محسوب می شوند، لذا به یک پیکسل یک سلول شبکه (Grid cell) نیز گفته می شود.

 

-درجه روشنائی (Brightness Value)

تغییرات بین سیاهی مطلق تا سفیدی مطلق (تاریکی تا روشنائی) را درجه روشنائی می نامند. یک درجه روشنائی معمولاً بعنوان یک گام خاکستری (Grey Level) نامیده می شود و اندازه آن وابسته به مقدار پرتوهای الکترومغناطیسی بازتاب یافته از جسم است. بین سیاهی مطلق تا سفیدی مطلق 255 گام خاکستری (در سیستم 8 بیتی) وجود دارد. از لحاظ عددی درجه روشنائی برای سیاهی مطلق صفر و برای سفیدی مطلق 255 است. در تصاویر رنگی می توان رنگهای مختلف را معادل تن های متفاوت در تصاویر سیاه و سفید دانست.

 

 

 

 -توان تفکیک مکانی (Resolution)

اندازه کوچکترین عنصر رادیومتریک زمینی که در روی یک تصویر ثبت می شود را توان تفکیک مکانی تصویر
می گویند. توان تفکیک مکانی تابعی از ابعاد عنصر زمینی، اختلاف انرژی بازتاب یافته از عنصر زمینی و زمینه آن، شکل و جهت عنصر زمینی با توجه به پرتوهای روشنائی و قدرت تفکیک سنجنده می باشد.

 

-کنتراست یا تباین

نسبت بین روشنترین و تیره ترین نقاط یک تصویر را کنتراست گویند. کنتراست هر تصویر را می توان از رابطه زیر بدست آورد:

Cont = B max / B min

هر قدر این نسبت بیشتر شود کنتراست تصویر بیشتر بوده و در نتیجه امکان تفکیک تن های مختلف راحتتر خواهد بود.

 

 

-مقیاس

نسبت فاصله اندازه گیری شده بین دو نقطه روی تصویر به مسافت اندازه گیری شده بین همان دو نقطه در روی زمین را نقیاس تصویر می گویند.هر قدر مقیاس تصویر کوچکتر باشد دقت آن نیز کمتر خواهد بود. در تعیین مقدار مقیاس دو عامل زاویه دید سنجنده و ارتفاع سکو مؤثر است.

 

 

 

-قابلیت تثبیت

پدیده های خطی به علت اختلاف کنتراست زیادی که با زمینه اطراف خود دارند، حتی در کوچکتر بودن از توان تفکیک سیستم قابل ثبت هستند. مانند راهها، رودخانه ها و ...

-تصحیحات رادیومتریک یا هندسی

تصاویر ماهواره ای در حین برداشت در نتیجه تأثیر یک سری عوامل دارای خطاهای هندسی و رادیومتریک (جوی) هستند. پاره ای عوامل باعث جابجائی موقعیت هندسی پدیده ها شده و باعث می شوند یک عارضه یا پدیده در موقعیت درست خود قرار نگیرد. از جمله این عوامل می توان به خطای تجهیزات سنجنده، حرکت وضعی زمین که در خلاف جهت حرکت ماهواره بوده است و عدم ثبات سکوها اشاره کرد. بنابراین لازم است تا با استفاده از یک منبع دقیق مانند نقشه توپوگرافی، GPS، مدل ارتفاعی (DEM) و ... تصویر تصحیح شود.

 

-تصحیحات اتمسفریک یاجوی

نور خورشید هنگام انتقال به سطح زمین در جو جذب یا پراکنده می شود. امواج بازتاب شده از جسم نیز قبل از اینکه به سنجنده برسند مجدداً در جو جذب یا پراکنده می شوند. یک سنجنده نه تنها امواج بازتاب شده از جسم را دریافت می کند بلکه تابش پراکنده شده از جسم و تابش پراکنده شده از جو زمین را نیز دریافت می کند که تابندگی مسیر نامیده می شود. هدف از تصحیحات جوی در واقع از بین بردن این تأثیرات است.پراکنش جوی با طول موج نسبت عکس دارد، یعنی با کاهش طول موج مقدار پراکنش افزایش می یابد. باند 1 سنجنده TM (طول موج آبی) بیشترین پخش و باند 7 کمترین پخش را دارد.یکی از روشهای بکار رفته در تصحیحات جوی روش رگرسیون (Regression) است.باتوجه به اینکه پیکسل های مناطقی از تصویر با بازتاب کم (آب صاف، سایه، بازالت تیره) در باند 7، TM ارزش عددی نزدیک به صفر دارند، لذا در تصاویر TM می توان تمامی باندها را نسبت به باند 7 که حداقل پراکنش را دارد در نظر گرفت و تصحیح کرد.

 

-پردازش تصاویر

مرحله پردازش داده ها مرحله ای است برای دستیابی به تصویری با کیفیت بهتر و قابل درک تر، بنحوی که با توجه به مشابهت های بافتی، طیفی، هندسی و ... بتوان پدیده ها را از یکدیگر تفکیک نمود. این مرحله با بکارگیری روشهای ویژه ای صورت می گیرد که شامل مواردذیل است:

   1-افزایش کنتراست یا تباین (Contrast Stretching):

تصاویر ماهواره ای اغلب دارای یک سری اطلاعات زائد (Noise) هستند. این اطلاعات شامل روشنائی کاذب در محیط و یا اثر عوامل اتمسفری مانند رطوبت و ابر می باشد. حضور این اطلاعات باعث کاهش وضوح (کنتراست) تصویر می شود لذا این اطلاعات را باید از تصویر حذف کرد تا تصویر موردنظر آشکارتر شود. برای افزایش کنتراست روشهای مختلفی وجود دارد. در نرم افزار Geomatica این روشها عبارتند از

 Linear inhancement، Adaptive Inhancement،Root inhancement ، Equalization inhancement و Infrequence inhancement.

 

2-ایجاد تصاویر رنگی مجازی:

با قرار دادن سه باند تصویر در کانال های رنگی قرمز، سبز و آبی (RGB) تصویر رنگی بدست می آید. این تصویر ترکیی از رنگ های قرمز، سبز و آبی است که هریک شامل 256 گام رنگی می باشند. در این تصویر رنگی عوارض با رنگ های مختلف به نمایش در می آیند و لذا نسبت به تصاویر تک باندی یا سیاه و سفید شناسائی عوارض راحتتر خواهد بود.

 

 

 

 

 

-عملیات ریاضی بین باندها

یکی دیگر از روش های آشکارسازی تصویر انجام عملیات ریاضی بین باندها می باشد. با انجام عملیات ریاضی از قبیل جمع، تفریق، ضرب و تقسیم بین باندهای مختلف تصویر، تصویری بدست می آید که دارای ویژگی های باندهای بکار گرفته شده می باشد. در واقع با انجام این عمل پدیده های موردنظر خود را بارزتر می کنیم. با مشخص کردن باندها (طول موج هائی) که پدیده موردنظر در آنها بیشترین و کمترین بازتاب دارد و با بدست آوردن نسبت بین این دو باند یا تفاضل آنها می توان تصویری ایجاد کرد که در آن بازتاب

 

-باند (Band):

تصاویر ماهواره ای در باندهای مختلفی برداشت می شوند. هر باند شامل پهنه ای از امواج الکترومغناطیس انعکاس یافته یا حرارت ساطع شده از یک جسم است. بعنوان مثال در محدوده مرئی از امواج الکترومغناطیس (7/0 تا 4/0 میکرومتر) سه باند آبی (4/0 تا 5/0 میکرومتر)، سبز (5/0 تا 6/0 میکرومتر) و قرمز (6/0 تا 7/0 میکرومتر) وجود دارد. در محدوده امواج مادون قرمز ماهواره لندست 7 سه باند وجود دارد که شامل باند 4 با طول موج های بین 7/0 تا 9/0 میکرومتر، باند 5 با طول موج های بین 55/1 تا 75/1 میکرومتر و باند7 با طول موج های بین 08/2 تا 35/2 میکرومتر می باشد.همانطور که مشاهده می شود پهنای باندها یکسان نیست.

-ماهواره لندست (Landsat):

از سال 1972 تا کنون 7 ماهواره لندست به فضا پرتاب شده است که در حال حاضر تنها لندست 5 و 7 فعال
می باشند.لندست 5 در ارتفاع 705 کیلومتری سطح زمین، در مداری خورشید آهنگ و نزدیک به قطب حول زمین دوران می کند. این ماهواره دارای دو سنجنده MSS و TM است. سنجنده MSS تصاویری با قدرت تفکیک مکانی 82 متر و عرض پوشش 185 کیلومتر در چهار باند سبز، آبی، قرمز و مادون قرمز از سطح زمین جمع آوری می کند. سنجنده TM در 7 باند تصویربرداری می نماید که عبارتند از سه باند مرئی (آبی، سبز، قرمز)، سه باند مادون قرمز و یک باند حرارتی. قدرت تفکیک مکانی برای باند حرارتی 120 متر و برای بقیه باندها 30 متر می باشد.ماهواره لندست 7 در سال 1999 توسط آمریکا در مدار زمین قرار گرفت. این ماهواره دارای سنجنده ETM است. این سنجنده مجموعاً دارای 9 باند طیفی شامل 6 باند با قدرت تفکیک مکانی 30 متر در محدوده امواج مرئی و مادون قرمز، 2 باند حرارتی با قدرت تفکیک مکانی 60 متر و یک باند پان کروماتیک می باشد. باند پان کروماتیک تصاویر سیاه و سفید با قدرت تفکیک مکانی 15 متر تولید می کند. ابعاد تصویر (ابعاد یک صحنه (Scene) اطلاعاتی) در این سنجنده ها 185 در 185 کیلومتر و میدان دید لحظه ای 30 متر می باشد.

ماهواره TERRA:

ماهواره TERRA مخصوص مطالعات زمین شناسی و و منابع طبیعی در سال 1999 توسط آمریکا- ژاپن در مدار زمین قرار گرفت. سنجنده نصب شده بر روی این ماهواره سنجنده Aster می باشد. این سنجنده تصاویری شامل 14 باند طیفی از سطح زمین تهیه می کند. باندهای سنجنده Aster با توجه به طول موج به سه محدوده تقسیم می شوند:

1-     محدوده VNIR (محدوده امواج مرئی) که شامل باندهای 1،2 و 3 می باشد. قدرت تفکیک این باندها 15 متر می باشد. باند 3 سنجنده Aster شامل باند 4 سنجندهETM  است.

2-     محدوده SWIR (محدوده امواج مادون قرمز با طول موج کوتاه) که شامل باندهای 8،7،6،5،4 و 9 است. قدرت تفکیک این باندها 30 متر می باشد. باند 4 شامل بخشی از باند 5 لندست است باندهای 8،7،6،5 و 9 در محدوده طول موج 1/2 تا 4/2 میکرومتر قرار دارند. سنجنده ETM در این محدوده تنها دارای یک باند است (باند 7).

3-     محدوده TIR (محدوده امواج حرارتی) شامل باندهای 13،12،11،10 و 14 می باشد. قدرت تفکیک این باندها 90 متر است.

 

 

 

 

 

 

 

-مراحل انجام یک پروژه دورسنجی

 

 

لینک های مرتبط با این بخش
 آموزش قسمت چهارم
 آموزش قسمت اول
 آموزش قسمت دوم
 آموزش قسمت سوم