سنجش از دور (Remote Sensing) چیست؟

سنجش از دور به معنی تهیه و دریافت اطلاعات از فاصله دور است. سازمان هایی مثل NASA، زمین و دیگر سیارات را از طریق سنسورهای موجود بر روی ماهواره ها مشاهده کرده و انرژی بازتاب شده یا پراکنده شده را ضبط می کنند. سنسورهای راه دور که دید گسترده و گنجینه ای از داده ها در مورد سیستم های زمین را فراهم می کنند، تصمیم گیری داده محور بر اساس وضعیت فعلی و آینده کره زمین را فراهم می کنند.

مدارها

سه نوع مدار عمده وجود دارد که ماهواره ها در آن مستقر شده اند:

  • polar (قطبی)
  • non-polar (غیرقطبی) و low-Earth
  • geostationary

ماهواره هایی که در مدار قطبی قرار دارند، در زاویه حدود 90 درجه با صفحه استوا هستند. این انحراف (زاویه حدود 90 درجه) به ماهواره اجازه می دهد تا کل کره زمین (حتی مناطق قطبی) را سنجش کند. بسیاری از این ماهواره ها sun-synchronous در نظر گرفته می شوند؛ یعنی ماهواره در هر بار چرخش، نقطه یکسانی را در زمان شمسی مشابهی طی می کند.

مدارهای قطبی میتوانند صعودی یا نزولی باشند. در مدارهای صعودی، ماهواره ها از جنوب به سمت شمال حرکت می کنند. در مدارهای نزولی، ماهواره ها از شمال به جنوب حرکت می کنند. برای مثال، Suomi NPP نمونه ای از یک ماهواره مدارقطبی است که روزانه کره زمین را پوشش می دهد.

مدارهای غیرقطبی و low-Earth در ارتفاع کمتر از 2000 کیلومتر بالای سطح زمین قرار دارند. این مدارهای پوشش سراسری از کره زمین ارائه نداده و صرفا بخشی از عرض جغرافیایی را پوشش می دهند. GPM نمونه ای از یک ماهواره غیرقطبی و low-Earth است که از 65 درجه شمالی تا 65 درجه جنوبی را پوشش می دهد.

ماهواره های زمین استوار (Geostationary) از چرخش زمین پیروی کرده و با سرعت یکسانی مانند آن حرکت می کنند. از همین رو، این ماهواره ها مانند یک ناظر بر کره زمین هستند که در یک نقطه ثابت شده اند. این ماهواره ها با هر بار نظارت، تصویری را ضبط می کنند و با این کار پوشش پیوسته ای از یک سطح ارائه می کنند. ماهواره های هواشناسی مانند GOES از این نمونه ماهواره ها هستند.

مشاهده با طیف الکترومغناطیس

انرژی الکترومغناطیس، که توسط ارتعاش ذرات باردار تولید شده است، در قالب امواج در جو و خلا موجود در فضا جابجا می شود. این امواج طول موج ها و فرکانس های متفاوتی دارند؛ طول موج کوتاهتر به معنی فرکانس بالاتر است.

مواردی مثل رادیو، ماکرویو و امواج فروسرخ، فرکانس بلندتر و مواردی مثل فرابنفش، اشعه X-ray و گاما، دارای فرکانس کوتاه تری هستند.

نور مرئی (visible light) در میان این بازه که شامل طول موج های کوتاه تا بلند است، قرار می گیرد. این بخش کوچک از انرژی، تمام آن چیزی است که چشم انسان قادر به شناسایی آن است. برای شناسایی دیگر اشکال انرژی الکترومغناطیس، نیاز به داشتن تجهیزات است.

تصویر طیف امواج الکترومغناطیس
تصویر طیف امواج الکترومغناطیس

برخی امواجه توسط المان های موجود در جو نظیر بخار آب و کربن دی اکسید، جذب شده یا بازتاب داده می شوند در حالیکه برخی دیگر از طول موج ها بدون مانع درون جو جابجا می شوند مانند نور مرئی.

تفاوت رستر (raster) و وکتور (vector) چیست؟

منبع عمده انرژی دریافتی توسط ماهواره ها، خورشید است. مقدار انرژی بازتابش شده از خورشید وابسته به میزان سختی سطح و آلبیدو آن است، که نشان دهنده میزان بازتابش نور به جای جذب آن توسط یک سطح است. برای مثال، برف دارای آلبیدو بسیار بالا بوده و حدود 90% انرژی دریافتی از خورشید را بازتابش می کند در حالیکه این مقدار برای اقیانوس حدود 6% است.

سنسورها

سنسورها از نور خورشید به عنوان منبع نور کمک گرفته و میزان انرژی بازتابش یافته را اندازه گیری می کنند. سنسورهایی که از انرژی طبیعی خورشید استفاده می کنند، غیرفعال یا منفعل (passive) و آنهایی که خود منبع انرژی شان را تامین می کنند، فعال (active) نام دارند.

سنسورهای فعال و غیرفعال (منفعل)
سنسورهای فعال و غیرفعال (منفعل)

سنسورهای غیرفعال یا منفعل شامل انواع مختلفی از رادیومترها (تجهیزاتی که شدت تشعشع الکترومغناطیس را به صورت کمی اندازه گیری می کنند) و طیف سنج ها (دستگاه هایی که با هدف شناسایی، اندازه گیری و تجزیه و تحلیل طیفی تشعشعات الکترومغناطیسی بازتابش یافته، طراحی شده اند) هستند.

مجموعه داده یا دیتاست (Dataset) چیست؟

بسیاری از سیستم های منفعل مورد استفاده برای سنجش از دور، در طیف مرئی، فروسرخ، فروسرخ حرارتی و برخشی از ماکرویو عمل می کنند. این سنسورها، دمای سطح دریا و سطح زمین، خصوصیات پوشش گیاهی و پوشش ابری و دیگر خصوصیات فیزیکی را اندازه گیری می کنند.

توجه داشته باشید که بیشتر سنسورهای منفعل نمیتوانند درون پوشش ابری متراکم نفوذ کنند.

سنسورهای فعال شامل انواع مختلف ارتفاع سنج ها، سنجنده های پراکندگی و سنسورهای راداری است. بیشتر سنسورهای فعال در طیف ماکرویو عمل می کنند، که امکان نفوذ درون جو را به آنها می دهد. این نوع از سنسورها برای اندازه گیری پروفایل های عمودی ذرات معلق در هوا، ساختار جنگلیف بارش، باد، توپوگرافی سطح دریا و یخ مناسب است.

رزولوشن

رزولوشن نقش محوری را در چگونگی استفاده از داده های یک سنسور بازی می کند. بسته به مدار ماهواره و طراحی سنسور، رزولوشن فرق می کند. برای پرداختن بیشتر به این موضوع میتوانید مطلب زیر را مطالعه کنید:

رزولوشن در GIS و سنجش از دور

تجزیه، تحلیل و تفسیر داده ها

قبل از استفاده از داده های بدست آمده از ماهواره ها و سنسورها، میبایست آنها را پردازش کرد. برای این منظور ابزارهای توسعه داده شده تا داده های مذکور را به فرمت های مختلف قابل استفاده تبدیل کند. به محض انجام این کار و پردازش داده ها، میتوان از آنها برای مقاصد گوناگون استفاده کرد، مواردی مانند: کشاورزی و منابع آب تا کیفیت هوا و سلامت انسان.

برگردان به فارسی از: What is Remote Sensing?

مطالب مشابه و مرتبطی که به کارتان می آید
وکتور (vector) چیست؟ سیستم مختصات مرجع (CRS) چیست؟ سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) چیست؟

نظر خود را ثبت کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *