نقشه برداران دانشکده سازمان نقشه برداری کشور

وب سایت تخصصی مهندسین نقشه بردار دانشکده سازمان نقشه برداری کشور

عضو شوید

عضویت سریع

همه چیز درباره سنجش از دور

یكي از منابع تامين كننده داده هاي مكاني، تصاوير اخذ شده به وسيله ماهواره ، موسوم به فن سنجش از دور مي باشد . براساس تعريف هارپر سنجش از دور ، سنجيدن اشياء از يك فاصله ، يعني تشخيص و اندازه گيري ويژگي هاي يك جسم

يكي از منابع تامين كننده داده هاي مكاني، تصاوير اخذ شده به وسيله ماهواره ، موسوم به فن سنجش از دور مي باشد . براساس تعريف هارپر سنجش از دور ، سنجيدن اشياء از يك فاصله ، يعني تشخيص و اندازه گيري ويژگي هاي يك جسم بدون تماس بالفعل با آن جسم است .
به طور كلي سنجش از دور معروف به RS علم و هنر به دست آوردن اطلاعات درباره يك شي ء ، منطقه يا پديده از طريق تجزيه و تحليل داده ها ي حاصله به وسيله ابزاري است كه در تماس فيزيكي با شي ء ، منطقه يا پديده تحت بررسي نباشد .
به طور مثال خواندن كلمات نوعي كاربرد علم سنجش از دور مي باشد كه در آن چشم به عنوان سنجنده عمل مي كند. سنجش از دور می تواند تغییرات دوره ای پدیده های زمین را نشان دهد و در مواردی چون بررسی تغییر مسیر رودخانه ها، تغییر حد ومرز پیکر ههای آبی چون دریاچه ها، دریاهاواقیانوسها، تغییرمورفولوژی سطح زمین وغیره بسیار کارساز است.
سنجش از دور در بسياري از زمينه هاي علمي و تحقيقاتي كاربردهاي گسترده اي دارد. از جمله كاربردهاي فن سنجش از دور مي توان به استفاده از آن در زمين شناسي، آب شناسي، معدن، شيلات، كارتوگرافي، جغرافيا، مطالعات زيست شناسي، مطالعات زيست محيطي، سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي، هواشناسي، كشاورزي، جنگلداري، توسعه اراضي و به طوركلي مديريت منابع زميني و غيره اشاره كرد.

سنجش از دورمي تواند تغييرات دوره اي پديده هاي سطح زمين را نشان دهد و در مواردي چون بررسي تغيير مسير رودخانه ها، تغيير حد و مرز پيكره هاي آبي چون درياچه ها، درياها و اقيانوسها، تغيير مورفولوژي سطح زمين و غيره بسيار كارساز است. افزون بر اين يك سيستم سنجش از دور با توجه به اين كه بر اساس ثبت تغييرات واختلافهاي بازتابش الكترومغناطيسي از پديده هاي مختلف كار مي كند، ميتواند حد و مرز پديده هاي زميني اعم از مرز انواع خاكها، سنگها، گياهان، محصولات كشاورزي گوناگون و ... را مشخص كند. سنجش از دور در پيش بيني وضع هوا و اندازه گيري ميزان خسارت ناشي ازبلاياي طبيعي،كشف آلودگي آبها و لكه هاي نفتي در سطح دريا، اكتشافات معدني نيز كاربرد دارد. بدون شك استفاده از اين فن در مطالعات اكتشافي و منابع طبيعي و ساير موارد پيش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بيشتر مي كند،بلكه از نظر دقت و هزينه و نيروي انساني نيز بسيار با صرفه تر است.
در زمينه كاربردهاي داده هاي ماهواره اي مي توان به طور اختصار به موارد زير اشاره كرد:
الف- مطالعه تغييرات دوره اي
برخي از پديده ها و عوارض سطح زمين در طي دوره زماني تغيير مي يابد. علت اين تغييرات مي تواند عوامل طبيعي مانند سيل، آتشفشان، زلزله، تغييرات آب و هوايي، يا عوامل مصنوعي مانند دخالت انسان در محيط زيست باشد. براي مثال تغيير سطح آب درياي خزر در طي يك دوره 10 تا 20 ساله، تغيير ميزان سطح پوشش و جنگلها درشمال كشور و تغيير پوشش گياهي نخل درجنوب كشور و ميزان آسيب آنها در دوران جنگ را مي توان با استفاده از داده هاي ماهواره اي با دقت بسيار زيادي مطالعه كرد.
ب- مطالعات زمين شناسي
با استفاده از داده هاي ماهواره اي مي توان مرزهاي بسياري از سازندهاي زمين شناسي را از يكديگر تفكيك كرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه هاي گوناگون زمين شناسي تهيه كرد. از جمله نقشه هاي زمين شناسي گوناگون كه با استفاده از داده هاي ماهواره اي مي توان تهيه كرد، نقشه گسله ها و شكستگي ها، نقشه سازندهاي سنگي مختلف، نقشه خاكشناسي و نقشه پتانسيل ذخاير تبخيري سطحي را ميتوان نام برد. افزون براين با توجه به گستره بسيار وسيع زير پوشش هر تصوير ماهواره اي، چنين تصاويري براي مطالعات كلان منطقه اي براي زمين شناسان بسيار مفيد است.
ج- مطالعات كشاورزي وجنگلي
تشخيص وتمايزگونه هاي گياهي مختلف، محاسبه سطح زير كشت محصولات كشاورزي،مطالعه مناطق آسيب ديده كشاورزي براثركم آبي يا حمله آفتهاي مختلف به آنها از جمله مهمترين كاربردهاي داده هاي ماهواره اي است. تهيه تقشه جامع پوشش گياهي هر منطقه، تهيه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدكشت و برآورد ميزان محصول زير كشت از كاربردهاي ديگر چنين اطلاعاتي است. لازم به ذكر است كه وزارت بازرگاني و كشاورزي كشور ايالات متحده آمريكا از ابتداي تكوين تكنولوژي سنجش از دور همه ساله محصول كشاورزي كشور آمريكا وتمام كشورهاي جهان را با استفاده ازتصاوير ماهواره اي برآورد مي كند تا براي برنامه ريزي بازار و توليد اطلاعات مفيد و لازم را بدست آورد. افزون بر اين مطالعه ميزان انهدام جنگلها و يا ميزان پيشرفت جنگل كاري از كاربردهاي ديگر اين تصاوير است.
د- مطالعات منابع آب
مطالعه آبهاي سطحي منطقه و تهيه نقشه آبراهه ها، بررسي تغيير مسير رودخانه ها بر اثر عوامل طبيعي يا مصنوعي، تخمين ميزان آب سطحي هر منطقه از جمله جالبترين كاربرد داده هاي ماهواره اي است.كشور ما از جمله كشورهايي است كه با وجود داشتن منابع آبهاي سطحي در بسياري مناطق از مشكل كم آبي رنج مي برد، كه استفاده از تكنولوژي نوين وبه دست آوردن اطلاعات دقيق مي تواند راهگشاي استفاده بهتر ازمنابع آب كشور باشد.
ح- مطالعات دريايي
از تكنولوژي سنجش از دور بخصوص در چند زمينه مهم كاربردهاي دريايي مي توان استفاده كرد كه ازآن جمله مطالعات دوره هاي پيشروي و پسروي كرانه دريا؛ مطالعات عمومي ويژگيها و خصوصيات توده هاي آبي مثل نقشه دماي سطح و رنگ آب و نقشه تراكم ميزان كلروفيل و پلانكتون و مطالعات مربوط به تأثير ساير پديده ها بر دريا، از جمله وضعيت حركت وتندي امواج دريا و غيره هستند.
تابحال سنجنده ها و ماهواره هاي مخصوصي فقط براي مطالعات درياها و اقيانوسها طراحي وساخته شده است. مهمترين اين ماهواره هاعبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن وماهواره “ سي ست” آمريكا.
و- مطالعه بلاياي طبيعي
امروزه برآورد ميزان خسارت ناشي از بلاياي طبيعي از قبيل سيل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغيره با استفاده از داده هاي ماهواره اي بسيار متداول است. تعيين راهبرد مناسب براي جلوگيري وكاهش خسارت بلاياي طبيعي از جمله ديگر كاربردهاي داده هاي ماهواره اي است.
مهمترين قابليتهاي داده هاي سنجش از دور داده هاي سنجش از دور به دليل يكپارچه و وسيع بودن،تنوع طيفي، تهيه پوشش هاي تكراري و ارزان بودن، درمقايسه با ساير روشهاي گردآوري اطلاعات از قابليت هاي ويژه اي برخوردار است كه امروزه عامل نخستين در مطالعه سطح زمين و عوامل تشكيل دهنده آن محسوب مي شود. امكان رقومي بودن داده ها موجب شده است كه سيستم هاي كامپيوتري بتوانند از اين داده ها به طور مستقيم استفاده كنند وسيستم هاي داده ها جغرافيايي و سيستم هاي پردازش داده ها ماهواره اي با استفاده از اين قابليت طراحي و تهيه شده است. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسي سريع به نقاط دور افتاده و دقت بالاي آنها از امتيازات خاص اين فن محسوب مي شود.

بطورکلی از زمانهای گذشته تا کنون روشهای مختلفی برای جمع آوری داده های مبتنی بر مکان وجود دارد که از آن جمله می توان به مشاهدات نجومی، فتوگرامتری، نقشه برداری و سنجش از دور اشاره نمود. سنجش از دور از زمره روشهای جمع آوری داده محسوب می گردد که در آن کمترين ميزان تماس مستقيم با اشياء و عوارض مورد اندازه گيری را داشته و برخلاف ساير روشها که عوامل انسانی در گردآوری و تفسير داده های زمينی نقش دارند، در روش سنجش از دور اين وظيفه بر عهده سنجنده ها خواهد بود.

در ادامه تعاريف متعددی از سنجش از دور (Remote Sensing) ارائه می گردد:
· سنجش از دور دانش پردازش و تفسير تصاويری است که حاصل ثبت تعامل انرژی الکترومغناطيس
و اشياء می باشند (Sabins 1997).
· سنجش از دور علم و هنر به دست آوردن اطلاعات درباره يک شیء منطقه يا پديده، از طريق پردازش
و آناليز داده های اخذ شده بوسيله يک دستگاه (بدون تماس مستقيم با شیء منطقه يا پديده
مورد مطالعه) است(ASP, 1983).
· سنجش از دور بر سنجيدن اشياء از مسافتی خاص، يعنی تشخيص و اندازه گيری ويژگيهای يک جسم
بدون تماس بالفعل با آن جسم، دلالت دارد(Harper و Dorothy nv1983).

1- منبع انرژی
منبع انرژی که خود توليد کننده حجم وسيعی از موج الکترومغناطيس است، سبب پراکنش اين امواج به اشياء و پديده های روی زمين شده که باز تابش آن به سنجنده ها می رسد. بزرگترين منبع انرژی خورشيد محسوب می گردد. در بعضی از موارد سنجنده ها خود امواج الکترومغناطيس را توليد و به سمت عوارض گسيل می دهند.

2- اتمسفر
هنگاميکه انرژی الکترومغناطيس از منبع خورشيد منتشر شد در را رسيدن به اشياء و پديده های روی زمين از محيطی بنام اتمسفر عبور می کند. اتمسفر از لايه های مختلفی تشکيل يافته که روی عبور امواج الکترومغناطيس تاثير می گذارد. اين تاثير بصورت جذب و تفرق انرژی ظاهر می گردد. يکی از پديده های متداول که در تصاوير مشاهده می گردد، ابرها بوده که از ملکولهای بخار آب تشکيل شده اند. اين ملکولها سبب جذب بخش بزرگی از امواج الکترومغناطيس می گردند. لذا برای رهايي از اين پديده، سنجنده ها به گونه ای طراحی می گردند تا برای دريافت امواج کمتر در محدوده جذب اتمسفر قرار گيرند. معمولا طول موجهای بلند (در محدوده ماکرويو) کمتر از لايه های اتمسفر تاثير می پذيرند. بهمين دليل در مناطقی که در بيشتر روزهای سال آسمان ابری است، از سنجنده های راداری استفاده می گردد.

3- اشياء و عوارض
امواج الکترومغناطيس پس از عبور از لايه های اتمسفر به اشياء و پديده های روی زمين رسيده و دست خوش تغييرات جديدی خواهد شد. بدين صورت که قسمتی از امواج به پديده ها برخورد کرده و جذب آنان می گردد. قسمتی از آنها عبور نموده و قسمتی منعکس می شوند. بخش انعکاس يافته امواج که در فضا منتشر می گردد، توسط سنجنده ها دريافت می گردد.

4- سنجنده
جمع آوری امواج الکترومغناطيس جهت اندازه گيری و ثبت، از وظايف سنجنده ها محسوب می شوند. بطور کلی سنجنده ها از لحاظ منبع انرژی به دو دسته سنجنده های فعال (Active) و سنجنده های غير فعال(Passive) تقسيم می گردند. سنجنده های غير فعال از آن دسته سنجنده هايي هستند که به منبع نور خورشيد و ساير پارامترهای مرتبط با آن وابستگی شدت دارند. در مقابل سنجنده های فعال قرار داشته که از لحاظ تامين انرژی الکترومغناطيس و ساير عوامل جوی و اتمسفری کاملا مستقل عمل می نمايند. بعنوان مثال سنجنده های راداری از اين نوع می باشند.

مراحل رشد تاريخی سنجش از دور

1- در سال 1859 اولین عكس هوایی توسط گاسپارد فلیكس از یك بالون هوایی تهیه شد.
2- در سال 1903 از كبوترهای جاسوس در ماموریت های نظامی استفاده شد.
3- در سال 1908 ویلبررایت اولین هواپیمای عكاس را رهبری نمود و بونویلان عكسهای هوایی را تهیه كرد.
4- در سالهای آخر جنگ جهانی اول عكسهای هوایی به سرعت برای اهداف شناسایی بكار گرفته شدند. اما جنگ جهانی دوم دوره جدیدی برای عكسبرداری های هوایی به همراه داشت.پیشرفتهای مهمی در صنعت عكسبرداری حاصل شد.استفاده از فیلمهای حساس مادون قرمز رایج گردید.
5- در دهه 1960 آمریكا از طریق ماهواره های جاسوسی خود شروع به جمع آوری اطلاعات بر علیه كوبا و شوروی سابق نمود. در سال 1972 ناسا اولین ماهواره ارزیابی منابع زمینی بنام ERTS-1 را به فضا پرتاب كرد كه بعدها تحت نام لندست شناخته شد.
6- در سال 1972 اولین سری ماهواره های لندست با دوربین و سنجنده های RBV (Return Beam Vidicon)، MSS (Multi spectral sensor) و TM(Thematic Mapper) در چهار و هفت باند توسط ایالات متحده آمریکا در مدار زمین قرار گرفته، از این مرحله که تصویربرداری از حالت آنالوگ خارج و بصورت رقومی درآمد، دریچه ای جدید برای پردازش تصاویر و نهایتا" تعبیر و تفسیر آنها به روی بشر گشوده شد. .
7- فرانسه در سال 1986 اولین سری ماهواره های SPOT خود را با قدرت تفکیک 10 و 20 متر (درسه باند) در مدار کره زمين قرار داد.
8- هندوستان سری ماهواره های IRS (Indian Remote Sensing) را در سال 1988 تکميل نمود.
9- در اين ميان کشور ژاپن و آژانس فضایی اروپا در سال 1991 به ترتيب اقدام به ساخت سری ماهواره های ERS(European RS Satellites), MOS (Marine Observation Satellites) نموده ماهواره های خود را در مدار کره زمين قرار دادند.
10- در سال 1991، کشور کانادا سری ماهواره های Radar-sat (Radio Detection & Ranging Satellite) را تکيمل و به فضا پرتاب نمود.
11- در سال 1995، با مشارکت کشورهای برزیل و چین، ماهواره CBERS(China-Brazil Earth Resource Satellite) به فضا
پرتاب شد.
12- با پرتاب ماهواره هایIKONOS (قدرت تفکیک 8/. متر و 2/3 متر) در سال 1999و Quick-Bird (قدرت تفکیک ./6 متر و 44/2 متر) درسال 2001، قدم بزرگی در جهت توليد و بکارگيری تصاوير ماهواره ای با قدرت تفکيک بالا برداشته شد.
13- در سال 2003 با ساخت و پرتاب ماهواره پيشرفته Orbview (قدرت تفکیک 1 متر و 4 متر) قدم جديدی در عرصه تصوير برداری ماهواره ای برداشته شد.
14- سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO)، در حال تحقیق درباره پروژه ماهواره هایی است که دارای قابلیت ارسال به فضا و بازگشت مجدد به زمین هستند. این پروژه در حال سپری کردن سیر تکاملی خود در ISRO است و انتظار می رود در سال 2005 بهره برداری شود.
15- در سال 2008 ماهواره Geo-eye (قدرت تفکيک 4/0 متر و 6/1 متر) در مدار زمين قرار گرفت. تاکنون اين ماهواره جزو مدرنترين ماهواره های با قدرت تفکيک بالا محسوب می گردد که کاربردهای فراوانی در سنجش از دور دارد.

تاريخچه سنجش از راه دورتاريخچه سنجش از دور سازمان فضايي ايران
به دنبال پرتاب اولین ماهواره مطالعه منابع زمینی آمریکا که بعدها به سری لندست تغییر نام داد، دفتر جمع آوری اطلاعات ماهواره ای در سازمان برنامه و بودجه وقت در سال 1353 تاسیس گردید. پس از مطالعات اولیه و کسب نتایج مطلوب از تصاویر ماهواره ای و بمنظور دسترسی مستقیم به تصاویر ماهواره ای، دفتر مذکور به مرکز سنجش از دور تغییر نام داد. در سال 1355 در قالب "طرح استفاده از ماهواره" با هدف دريافت مستقيم اطلاعات ماهواره ای، پردازش، تکثير و توزيع اقدام به خرید و نصب یک ایستگاه گیرنده تصاویر ماهواره ای در ماهدشت کرج گردید. در ايستگاه مذکور سیستمهای زير پيش بينی گرديد:
1- سيستم رديابی و دريافت اطلاعات
2- سيستم فرايند و تصحيح اطلاعات
3- سيستم تفسير اطلاعات
4- سيستم مديريت اطلاعات
5- سيستم تکثير و چاپ اطلاعات
در سال 1371 طبق ماده واحده مصوب مجلس شورای اسلامی، مرکز سنجش از دور ایران در قالب یک شرکت دولتی به وزارت پست و تلگراف و تلفن سابق واگذار شد. متعاقبا" در تاريخ 19/9/1382 به منظور انجام مصوبات شورای عالی فضایی کشور، تمامی فعالیتهای حاکمیتی مرکز سنجش از دور ایران به سازمان فضایی ایران محول گردید.