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
باند |
قدرت تفکیک |
طیف نوری |
محدوده طیفی (µm) |
باند 1 |
30 |
blue coastal- aerosol |
453/0-433/0 |
باند 2 |
30 |
آبی |
515/0-450/0 |
باند 3 |
30 |
سبز |
600/0-525/0 |
باند 4 |
30 |
قرمز |
680/0-630/0 |
باند 5 |
30 |
مادون قرمز نزدیک |
885/0-845/0 |
باند 6 |
30 |
مادون قرمز طول موج کوتاه |
660/1-560/1 |
باند 7 |
30 |
مادون قرمز طول موج کوتاه |
300/2-100/2 |
باند 8 |
15 |
پانکروماتیک |
680/0-500/0 |
باند 9 |
30 |
cirrus |
390/1-360/1 |
باند 10 |
100 |
مادون قرمز حرارتی |
30/11-30/10 |
باند 11 |
100 |
مادون قرمز حرارتی |
50/12-50/11 |