سنجش از دور و GIS

 سنجش از دور (Remote Sensing):

سنجش از دور دانش پردازش و تفسیر تصاویری است که حاصل ثبت تعامل انرژی الکترومغناطیس و اشیاء می باشند. سنجش از دور علم و هنر به دست آوردن اطلاعات درباره یک شیء منطقه یا پدیده، از طریق پردازش و آنالیز داده های اخذ شده بوسیله یک دستگاه (بدون تماس مستقیم با شیء منطقه یا پدیده  مورد مطالعه) است. سنجش از دور بر سنجیدن اشیاء از مسافتی خاص، یعنی تشخیص و اندازه گیری ویژگیهای یک جسم  بدون تماس بالفعل با آن جسم، دلالت دارد.

قابلیت‌ها و کاربردهای سنجش از دور ماهواره‌ای:

سنجش از دور در تمامی علومی که به نحوی با اطلاعات مکانی در ارتباط هستند کاربرد دارد. داده‌های ماهواره‌ای کاربرد وسیعی در امور کشاورزی و منابع طبیعی دارند. علاوه بر این درزمینه اوضاع کمی و کیفی محصولات کشاورزی، تشخیص برخی انواع محصولات، شناسایی درختان، برآورد سطح زیر کشت، رشد و نمو محصولات و تولید، آفات و امراض، کاربرد دارند. مطالعه جنگل‌ها و مراتع و تفکیک آن‌ها بر اساس تراکم، گونه‌های جنگلی و مرتعی، تعیین نقش شوری، کم‌آبی، شناسایی هالوفیت‌ها و تهیه نقشه‌های کاربری اراضی، از دیگر کاربردهای داده‌های ماهواره‌ای است (کاربری زمین مربوط به استفاده خاصی است که انسان از زمین می‌کند، برای مثال زمین‌های جنگلی، مزارع، زمین آیش، زمین دیم، نمونه‌هایی از کاربری زمین هستند).

یکی از مهم‌ترین کاربردهای داده‌های سنجش‌ از دوری مطالعه و بررسی پدیده‌های پویا و در حال تغییر با طی زمان است. از جمله پدیده‌های پویا در کشاورزی و منابع طبیعی می‌توان به رشد محصولات کشاورزی، تخریب خاک و پوشش گیاهی و تخریب اراضی و بیابان‌زایی اشاره نمود. به دلیل آنکه بیابانی شدن و تخریب سرزمین در طی زمان رخ می‌دهد، بنابراین از طریق داده‌های ماهواره‌ای می‌توان نسبت به ارزیابی مکانی و زمانی اراضی بیابانی اقدام نمود.

داده­ های سنجش از دور به دلیل یکپارچه و وسیع بودن، تنوع طیفی، تهیه پوشش­های تکراری و ارزان بودن، در مقایسه با سایر روش‌های گردآوری اطلاعات از قابلیت‌های ویژه‌ای برخوردار است که امروزه عامل نخستین در مطالعه سطح زمین و عوامل تشکیل‌دهنده آن محسوب می‌شود. امکان رقومی نمودن داده‌ها موجب شده است که سیستم‌های کامپیوتری بتوانند از این داده‌ها به‌طور مستقیم استفاده کنند و سیستم‌های داده‌های جغرافیایی و سیستم‌های پردازش داده‌های ماهواره‌ای با استفاده از این قابلیت طراحی و تهیه شده است. سهل‌الوصول بودن داده‌ها، دسترسی سریع به نقاط دورافتاده و دقت بالای آن‌ها از امتیازات خاص این فن محسوب می‌شود. از مهم‌ترین کاربردهای داده‌های ماهواره‌ای می‌توان به‌طور اختصار به موارد زیر اشاره کرد:

مطالعات زمین‌شناسی:

با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای می‌توان مرزهای بسیاری از سازندهای زمین‌شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسل‌ها را مورد مطالعه قرار داد و نقشه‌های گوناگون زمین‌شناسی تهیه کرد. ازجمله نقشه‌های زمین‌شناسی گوناگون که با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای می‌توان تهیه کرد، نقشه گسل‌ها و شکستگی‌ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه خاک‌شناسی و نقشه پتانسیل ذخایر تبخیری سطحی هستند. افزون بر این با توجه به گستره بسیار وسیع زیرپوشش هر تصویر ماهواره‌ای، چنین تصاویری برای مطالعات کلان منطقه‌ای برای زمین‌شناسان بسیار مفید است.

ماهواره لندست ۸:

ماهواره لندست ۸ در تاریخ ۱۱ فوریه ۲۰۱۳ راه اندازی شده است. این هشتمین ماهواره در برنامه ماهواره­های لندست و هفتمین ماهواره­ای است که با موفقیت به مدار رسیده است. این ماهواره که در اصل (Landsat Data Continuity Mission) نامیده می­ شود، محصول همکاری بین ناسا و سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS) است. با اتمام ماموریت لندست ۵ در اوایل سال ۲۰۱۳، ماهواره لندست ۷ به عنوان تنها ماهواره موجود از سری ماهواره­ های لندست بر روی مدار وجود داشت. لندست ۸ اخذ مستمر داده و در دسترس بودن داده­های لندست را با استفاده از دو حسگر، یکی سنسور عملیاتی تصویرساز سرزمین OLIOperational Land Imager و دیگری سنسور حرارتی مادون قرمز TIRSThermal Infrared Sensor تضمین خواهد کرد. این دو سنسور به ترتیب، اطلاعات تصویر برای نه باند موج کوتاه و دو باند طول موج حرارتی را جمع آوری می­ کنند. طراحی ماهواره 5 تا 25 سال طول کشیده است، با این حال این ماهواره سوخت کافی برای انجام عملیات به مدت بیش از ده سال را دارد.

ماهواره لندست ۸ سه ماموریت کلیدی دارد:

1-  جمع­آوری و آرشیو اطلاعات تصاویر چندطیفی (Multispectral) با رزولوشن متوسط (قدرت تفکیک مکانی ۳۰ متری) برای ایجاد پوشش فصلی برای یک دوره حداقل ۵ ساله.

2- اطمینان از این که داده­های لندست ۸ به اندازه کافی با داده­های ماهواره­های قبلی سری لندست از لحاظ هندسه اخذ داده، کالیبراسیون، خصوصیات پوشش، ویژگی­های طیفی، کیفیت محصول خروجی و در دسترس بودن داده­ها سازگار هستند تا بدین وسیله امکان مطالعات پوشش گیاهی و مطالعات تغییر کاربری اراضی در طول زمان وجود داشته باشد.

3- توزیع محصولات اطلاعاتی لندست ۸ به عموم مردم بدون هیچ گونه تبعیض و هزینه­ای برای کاربر.

لندست ۸ با ارائه تصاویر با رزولوشن متوسط از ۱۵ متر تا ۱۰۰ متر از سطح زمین و مناطق قطبی، در محدوده نور مرئی، مادون قرمز نزدیک، موج کوتاه مادون قرمز و طیف مادون قرمز حرارتی به کار گرفته می­شود (جدول 1). لندست ۸ حدود ۴۰۰ تصویر در روز می­گیرد، که نسبت به ۲۵۰ تصویر در روز در ماهواره لندست ۷ افزایش قابل توجهی یافته است. سنسورهای OLI  و TIRS نسبت سیگنال به نویز را در عملکرد رادیومتری بهبود بخشیده­اند و در نتیجه این Quantization  دوازده بیتی داده­ها از طریق همین بیت­های بیشتر امکان توصیف بهتری از پوشش زمین را می­دهد. ابزار تصویرساز عملیاتی زمین (OLI) در ماهواره لندست ۸ سنسور­های مورد استفاده در لندست­های گذشته را بهبود می­ بخشد (شکل 1). در مقایسه با سنسورهای Whiskbroom  که در ماهواره­های لندست قبلی مورد استفاده قرار می­گرفت، ابزار OLI از سنسور Pushbroom  استفاده می­کند. با وجود بیش از ۷۰۰۰ آشکارساز در هر باند طیفی، طراحی Pushbroom  باعث حساسیت بیشتر، قطعات متحرک کمتر و بهبود اطلاعات مربوط به سطح زمین می­ شود.

 OLI داده­ها را از نه باند طیفی جمع ­آوری می ­کند هفت تا از این نه باند با سنسور­های TM وETM  که بر روی ماهواره­ های لندست قبلی قرار داشتند سازگار می­ باشند، که این عمل علاوه بر سازگاری با داده­های تاریخی لندست، قابلیت­های اندازه­ گیری را نیز بهبود داده است. دو باند طیفی جدید، یعنی باند ساحلی آبی و باند سیروس مادون قرمز موج کوتاه، به متخصصان امکان می­ دهد تا کیفیت آب را اندازه ­گیری کرده و همچنین ابرهای بالا و نازک را تشخیص دهند.

باندهای سنجنده OLI در Landsat 8