امروزه به دلیل پر اهمیت بودن نقشه برداری ماهواره ای، این حوزه یکی از لاینفک های زندگی بشر محسوب شده است. تا به امروز زندگی بشری به این گردش های قمری مصنوعی وابسته نبوده است، نقشه برداری فضایی بخش مهمی از خدماتی می باشد که ماهواره ها به انسان ها می دهند. در ادامه مطلب به بررسی کامل نقشه های ماهواره ای و فضایی خواهیم پرداخت.
برای کسب اطلاع از تعرفه نقشه برداری با شماره های زیر تماس بگیرید!(نقشه برداری زمین)
تاریخچه نقشه برداری فضایی و ماهواره ای
بیشترین تغییراتی که تاکنون بشر در این حوزه انجام داده است در دوره های 1960 تا 2010 بوده است. در عصر کنونی ماهواره ها ابزار های مختلفی می باشند که از راه دور سنجش های لازمه را در سطح زمین انجام می دهند.
تمامی این نقشه برداری فضایی و برنامه های مربوط به این حوزه در ماهواره ای به نام corona و landsat می باشد که به دهه های 1960 و 1970 برمی گردد. در دهه 1960 کشور آمریکا توسط این ماهواره جاسوسی و اطلاعات مورد نیاز خود را جمع آوری می کرد. این کار امروزه نیز توسط ماهواره keyhole در حال ادامه می باشد.
در سال 1972 اولین ماهواره برای ارزیابی منابع زمینی با دارا بودن 4 باند طیفی توسط ناسا به فضا پرتاب شده است که امروزه این ماهواره به عنوان لندست شناخته شد. این ماهواره با نوع پیشرفته تر خود که دارای 7 باند طیفی است، در حال انجام مأموریت خود می باشد.
در همین سال ها بود که تصویر برداری از حالت آنالوگ بیرون آمده و به صورت رقومی شد که این راه دریچه ای برای پردازش تصویر ها و در نهایت تعبیر و تفسیر آن ها را بر روی بشر گشود.
با پرتاب کردن ماهواره Ikonos که دارای قدرت تفکیکی 0.8 متری و 3.2 متری در سال 1999 و با پرتاب ماهواره quickBird که دارای قدرت تفکیک به اندازه 0.6 متر و 2.44 متر می باشد در سال 2001، بشر قدم های بسیار بزرگی را در جهت تولید نقشه برداری ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا برداشته است.
تصویر برداری ماهواره ای چیست؟
به ثبت تصاویر از زمین با استفاده از ماهواره های مختلف، تصویر برداری ماهواره ای گفته می شود که این عمل با عکس های ماهواره ای بسیار متفاوت می باشد. عکس های ماهواره ای که توسط ماهواره ها گرفته می شوند در مقیاس های کوچک تر می باشند اما نقشه های ثبت شده توسط این ماهواره ها مناطق بزرگ تر و حتی کشور را در پوشش خود قرار می دهند.
ماهواره هایی که عمل نقشه برداری فضایی را از زمین و یا دیگر سیاره ها انجام می دهند به صورت شرکت های خصوصی بزرگ هستند که این نقشه ها و تصاویر برای پژوهش های عملی مورد استفاده قرار می گیرند و یا حتی به فروش می رسند،
ممکن است این تصاویر توسط دولت گرفته شده باشد که برای مقاصدی همچون اخپتغ بشر دوستانه به صورت رایگان در اختیار پژوهشگران قرار داده می شود.
نقشه برداری ماهواره ای به عنوان چشم انسان در فضا شناخته شده است. ماهواره ها این تصاویر و نقشه ها را به صورت ابعاد، مقیاس و طیف های مختلف را به بشر ارائه خواهد داد. با استفاده از تصاویر و نقشه برداری فضایی می توان با هزینه و زمان کمتری طیف زیادی از پژوهش ها را در سطح منطقه ای، جهانی، استانی، ملی، محلی و… را انجام داد.
ماهواره هایی که توانایی تصویر برداری را دارند می توانند مستندات دقیق تر و معتبر تری را بر روی حوادثی که بر روی زمین و یا دیگر سیارات اتفاق می افتد ضبط کنند. نقشه برداری ماهواره ای دارای کاربرد های فراوانی برای بشر می باشد.
نقشه برداری فضایی در حوزه هایی اعم از زمین شناسی، کشاورزی، مطالعات شهری و اقلیم شناسی، خاک شناسی، محیط زیست، مطالعات جنگل ها و مراتع، اقیانوس شناسی، هواشناسی، شیلات و… مورد کارایی قرار می گیرد.
ماهواره ها چگونه از سطح زمین تصویربرداری می‌کنند؟
اگر بخواهیم به صورت کامل برای شما توضیح دهیم که این نوع نقشه برداری فضایی چگونه انجام می شود، باید بگوییم که این بحث، یک بحث بسیار تخصصی می باشد اما می توان این بحث را به زبان ساده تری نیز بیان کرد، ماهواره هایی که توانایی نقشه برداری فضایی را دارند دارای 2 نوع حسگر می باشند که به آن ها حسگر های فعال و حسگر های غیر فعال گفته می شود.
حسگر های فعال در این ماهواره ها اشعه هایی که از روی زمین ساطع می شوند را جمع آوری خواهند کرد و حسگر های فعال نیز پرتوهایی که دارای امواج رادیویی می باشند و یا اطلاعات منعکس شده را از سطح زمین جمع آوری خواهند کرد و آن ها را مورد بررسی قرار می دهند.
یکی از ابزار ها در این حوزه نقشه برداری موضوعی می باشد که اشعه هایی که از نقشه برداری ماهواره ای دریافت می شود به 7 نوار تقسیم خواهد شد و هر یک از آن ها به صورت جداگانه بررسی می شوند.
به عنوان مثال نواری که برای نور مرئی طراحی شده است و این ماهواره آن را جمع آوری کرده است را می توان به راحتی زمین کشت نشده و جنگل های انبوه شناسایی کرد. از این رو این نقشه برداری فضایی برای کشاورزی بسیار مفید می باشد.
ماهواره هایی که دارای سنجش دور می باشند به اندازه ای قدرت دارند که امروزه می توانند تصاویر از خانه های مجزا را به زمین ارسال کنند. همین امر باعث شده است که شما هنگام زوم کردن بر روی برنامه هایی اعم از گوگل مپ و… خیابان ها , واردات خودرو را نیز به صورت دقیق دریافت و مشاهده کنید. ماهواره هایی که این قابلیت را دارند روز به روز در حال پیشرفت می باشند.
امروزه با استفاده از ابزار های تصویر برداری پیشرفته چند طیفی اقیانوسی و زمینی، ماهواره ها و حسگر های موجود در آن ها دمای زمین و دریا ها که انرژی بازتابی را از سطح زمین دریافت خواهد کرد را محاسبه می کنند و داده های دریافتی را به بهترین کیفیت ممکنه مخابره خواهند کرد.
مطلب پیشنهادیتهیه نقشه یو تی ام در کرج
برخی از ماهواره هایی که توانایی نقشه برداری فضایی را دارند دارای کانال های اختصاصی می باشند که برای اندازه گیری آتش سوزی است که توانایی ارزیابی انتشار کربن را در سوخت های زیستی دارد و همچنین توانایی ارزیابی آتش سوزی را نیز برآورده خواهد کرد.
این اطلاعات به دست آمده از نقشه برداری فضایی و ماهواره ها می تواند به کمک داده های به دست آمده وضعیت جو را پیش بینی کند و برای کمک به مدیریت آتش سوزی های جنگلی به کار رود. این اطلاعات به دست آمده می تواند در پیش بینی هایی اعم از ارزیابی خطرات و توسعه طرح های مؤثر برای جلوگیری از آتش سوزی جنگل ها نیز به کار رود.
رزولوشن تصاویر ماهواره ای چیست ؟
در هنگام صحبت از نقشه های ماهواره ای در سنجش از راه دور 4 نوع رزولوشن تعریف خواهد شد که این ها عبارت اند از طیفی، مکانی، رادیومتریکی و زمانی. این قدرت های تفکیک توانایی تفسیر های بهتری از داده ها را به ما خواهد داد.
رزولوشن مکانی
اندازه پیکسل های تصویری که نشان دهنده سطح اندازه گیری می باشد که به صورت m2 بر روی زمین است. این پیکسل ها توسط میدان دید سنسور IFOV تعیین خواهند شد.
رزولوشن طیفی
این رزولوشن بیان کننده طول موج باندهایی می باشد که تصویر برداری شده است و به زبان ساده تر بخش گسسته طیف الکترومغناطیسی می باشد و تعداد باند های تصویر برداری نیز در این رزولوشن بیان می شود.
رزولوشن زمانی
در این نوع رزولوشن فاصله های زمانی بین دوره ها در جمع آوری اطلاعات برای مکان مشخص شده است.
رزولوشن رادیومتریک
این بخش توانایی یک سیستم تصویر برداری در ضبط سطوح مختلف روشنایی و بیت سنسور ها که همان سطوح خاکستری می باشند را در خود دارد. ماهواره ها به صورت معمولی دارای 8 بیتی که 0 تا 255، 11 بیتی که 0 تا 2047، 12 بیتی که 0 تا 4095، 16 بیتی که 0 تا 65535 می باشند و این بخش همه را در خود دارا می باشد.
روزلوشن تصاویر که ماهواره ها آن را ارسال می کنند بسته به نوع تجهیزاتی دارد که در ماهواره به کار رفته است. نقشه برداری فضایی را شما می توانید با تصاویر هوایی تکمیل تر کنید این امر به دلیل آن است که این تصاویر دارای رزولوشن بالاتری است اما اخذ هر متر مربع آن گران تر می باشد.
عکس های هوایی دارای تفکیک مکانی بسیار بالایی است که برای مناطق تهیه می گردد. برخی از عکس های هوایی نیز برای ساخت هندسه برای سیستم های CAD و GIS مورد استفاده قرار می گیرد. تصاویر ماهواره ای مناطقی با وسعت بالایی دارد که گاهی به اندازه یک کشور را در پوشش خود قرار می دهد.
تقسیم بندی سنجنده ها بر اساس منبع انرژی
سنجنده یا همان سنسور به هر وسیله ای که اشعه های الکترومغناطیسی منعکس شده را جمع آوری می کند و به شکل مناسب برای کسب اطلاعات (برای نقشه برداری فضایی) از محیط اطراف ارائه می دهد، می گویند. انواع سنجنده ها عبارت اند از:
سنجنده های فعال (Active Sensors)
این نوع از سنسور ها دارای مولد انرژی الکترومغناطیسی هستند. این سنسور با کمک انرژی هایی که پدیده ها از خود ساتع می کنند بازتاب این انرژی ها را جمع آوری کرده و آن ها را به ثبت خواهد رساند. این نوع نقشه برداری ماهواره ای در شب و روز و همچنین در هوای ابری امکان پذیر خواهد بود.
امواجی که در این طیف قرار می گیرند دارای طول موج هایی برابر با ۳/۳-۸/۰ سانتی متر می باشند.
سنجنده های غیر فعال (Passive Sensors)
این سنجنده ها دارای مولد های انرژی الکترومغناطیسی نمی باشند که به طرف پدیده بفرستند بلکه انرژی منعکس شده از پدیده های مختلف بر روی زمین که نور خورشید به آن می تابد را جمع آوری خواهد کرد.
انواع تصاویر ماهواره ای از نظر باند طیفی
تصاویر چند طیفی
نقشه برداری فضایی معمولا تصاویری به صورت موج های با عرض نسبتا بالا را به ثبت خواهد رساند. تصاویر چند طیفی موج هایی اعم از مادون قرمز نزدیک، حرارتی، مرئی و کوتاه را پوشش خواهد داد.
تصاویر مادون قرمز حرارتی الی
این تصاویر با سنجنده های چند طیفی به ثبت خواهد رسید و در محدوده طول موج های 8 الی 14 میکرومتر خواهد بود. در این محدوده از طول موج ها سنجنده به ثبت خصوصیات حرارتی مواد خواهد پرداخت.
تصاویر فراطیفی
سنجنده هایی که فراطیفی می باشند دارای باند های نسبتا باریک خواهند بود. این تصاویر فراطیفی طول موج هایی اعم از مادون قرمز نزدیک، طول موج های مرئی و کوتاه را در پوشش خود قرار می دهند.
تصاویر پانکروماتیک
این تصاویر که ماهواره برای نقشه برداری فضایی را به ثبت می رسانند دارای باند با پهنای بالایی هستند و پوشش طول موج های مرئی و مادون قرمز نزدیک را شامل خواهند شد. این عکس ها شبیه به عکس های سیاه و سفید می باشد. تفکیک این نوع از عکس ها از متوسط تا بسیار زیاد را در خود دارد.
لندست یک باند با قدرت تفکیک برابر با 15 متر می باشد و سنجنده QuickBird می باشد که دارای قدرت تفکیک 60 سانتی متری است. باند پانکروماتیک دارای قدرت تفکیک بالاتری نسبت به باند های چند طیفی می باشد چرا که پهنای باند بیشتری است و با افزایش قدرت تفکیک سیگنال نویز پایین می باشد.
تصاویر راداری
تصاویر راداری معمولا یکی از چند طول موجی است که محدوده مایکروویو را پوشش خواهد داد. تصاویر راداری که به نوعی فعال محسوب می شوند، در طول روز، شب، هوای ابری و هوای بارانی قابلیت تصویر برداری را دارد.
تصاویر مایکروویو
تصاویر مایکروویو در محدوده طول موج های مایکروویو تصویری برداری خواهد کرد با این فرق که سنجنده های آن به طور غیر فعال می باشد و از انرژی های برگشتی خورشید استفاده خواهد کرد. به همین دلیل قدرتی که این سنسورها دارد برای تفکیک کردن بسیار پایین است.
در محدوده مایکروویو میان انرژی برگشتی بسیار کم می باشد و به سبب همین امر پیکسل های بالایی برای به ثبت رساندن این انرژی نیاز است.
انواع تصاویر ماهواره ای از نظر محتوای اطلاعاتی
محتوای اطلاعاتی که نقشه برداری فضایی به نمایش می گذارد به حد تفکیک رادیومتریک و مکانی تصویر ها بستگی خواهد داشت.
حد تفکیک رادیومتریک
تعداد گام های درجات خاکستری که در تصاویر ماهواره ای می باشد معمولا به 2000 گام خواهد رسید و بسیار بالا می باشد. این امر باعث شده است که شما بتوانید عوارض را در زمین با کنتراست ها به پایین ترین حد برسانید؛ به عنوان مثال سایه ها به خوبی تشخیص داده خواهد شد و تفسیر می شود.
مطلب پیشنهادیتفکیک ملک در استان البرز
حد تفکیک مکانی
تصویری که ماهواره های فضایی به زمین ارسال خواهند کرد از نظر تصویر به ابعاد پیکسل GSD و میزان وضوح آن ها PSF بستگی خواهد داشت.
در تصاویری که شما نیازمند به وضوح بالا می باشید توان تشخیص عوارض و جزئیات آن ها به GSD بالای آن بستگی خواهد داشت و معمولاً توانایی آن که عارضه نقطه ای با ابعاد زیر 2.5 GSD را تشخیص و شناسایی کند را دارد. لازم به ذکر است ترسیم عوارضی خطی شارپ اعم از لبه ساختمان ها در این نوع از تصویر برداری با محدودیت کمتری همراه خواهد بود.
انواع ماهواره ها از نظر کاربرد
شما می توانید ماهواره های نقشه برداری فضایی را بر اساس ارتفاع، مسیر حرکت و گیرنده های موجود در آن ها به چند دسته تقسیم بندی کنید. این ماهواره ها عبارت اند از:
- ماهواره های هواشناسی
- ماهواره های موقعیت یاب
- ماهواره های مخابراتی
- ماهواره های نظامی
- ماهواره های منابع زمینی
- ماهواره های ستاره شناسی
سخن آخر
محققان چینی امروزه توانسته اند فناوری جدید را کشف کنند که بتوان از مدار های فوقانی زمین تصاویر خیلی با کیفیت تری را به ثبت رساند. این فناوری (نقشه برداری فضایی) می تواند از لایه های بالایی زمین، وسایلی مانند خودرو را با کیفیت بالاتری به ثبت برساند. این پروژه در ارتفاع 36 هزار کیلومتری زمین واقع خواهد شد و از سطح زمین نقشه برداری ماهواره ای را به صورت بسیار با کیفیت تر ارائه خواهد داد.
بسیار مطلب عالی و مفیدی بود تشکر
سایتتون عالی حرف نداره
مطلب بسیار عالی و خوبی بود تشکر
بسیار مطلب مفیدی بود ممنون
ممنون
سایت بسیار خوبی دارید با مطالب عالی
ممنون خوب بود
علم فضا در دنیای امروز بسیار مورد کاربرد قرار داره و روز به روز اهمیت اون بیشتر می شه و دلیل اون هم دسترسی به اطلاعات بسیار زیاد با هزینه بسیار کم به صورت کلی و بسیار راحت هست و لللی متاسفانه کشور ایران با بدترین دولتمردان تاریخ در هیچ زمینه ای پیشرفت نمیکنه و فضایی هم جزو اون ها هست.