۱۹۴۶-۱۹۷۱ ادامه پیشرفت سنجش از دور و معرفی GIS
سلام به علاقمندان Remote sensing
بعد زا جنگ، استفاده از فناوری سنجش از دور به طور فزاینده افزایش یافت. هزاران مفسر عکس هوایی مجرب به خانه برگشتند و مهارت های خود را به حرفه های غیرنظامی منتقل کردند. فنون توسعه یافته تفسیر عکس در زمان جنگ، تبدیل به فرایند هایی برای کاربردهای غیر نظامی شامل نقشه برداری (تهیه نقشه پستی و بلندی ها) زمین شناسی و مهندسی شد. افزایش تنش بین ایالات متحده و اتحاد جماهی شوروی، موجب پیشرفت هایی در فناوری سنجش از دور شد. عکس های گرفته شده با هواپیماهای جاسوسی، یا تصاویر مخابره شده از فضا تکمیل شدند. فناوری های محرمانه توسعه یافته در جریان جنگ جهانی دوم مانند تصویربرداری چندطیفی، رادار و سنجنده های مادون قرمزرا شرکت های تجاری بهبود بخشیدند. در دهه ۱۹۷۰، سامانه های اطلاعات جغرافیایی، راه و روش ساماندهی، تجزیه و تحلیل و نمایش اطلاعات مکانی را که بیشترشان از سنجش از دور استخراج می شدند، تغییر داد. این پیشرفت ها، سنجش از دور را به مولفه ای بسیار ضروری برای کاربردهای نظامی و غیرنظامی تبدیل کرد.
فناوری های جدید
دوره بین اواخر دهه ۱۹۵۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰، غیرمحرمانه شدن مستمر و توسعه فناوری های سنجش از دور جدیدی که در دوران جنگ توسعه یافته بودند، ادامه یافت. این فناوری ها و فنون، شامل استفاده از فیم رنگی مادون قرمز و پیشرفت در رادار و تصویربرداری چندطیفی بودند. همچنین فناوری ها و ابزارهای تفسیر عکس و فتوگرامتری اصلاح شدند. بعد از جنگ جهانی دوم، فیلم مادون قرمز از حالت محرمانه خارج و برای استفاده های غیرنظامی تایید شد و مفید بودن آن به ویژه برای تجزیه و تحلیل پوشش گیاهی به اثباترسید. محصولات کشاورزی و تیپ های جنگلی بر روی فیلم مادون قرمز خیلی آسان تر شناسایی شده و پوشش گیاهی دچار تنش از پوشش گیاهی سالم، خیلی ساده تر متمایز شدند.
برنامه های تحقیقاتی نظامی در دهه ۱۹۵۰، به ایجاد سنجنده های مادون قرمز حرارتی SLAR (سامانه های رادار هوایی پهلونگر (Side looking airborne Radar))و SAR (رادار با دریچه مصنوعی (Synthetic Aperture Radar)) که تصویر راداری از مناطقمجاور مسیر پرواز سنجنده را به صورت نواری پیوسته تولید می کنند، انجامید. رادار یک سنجنده فعال است که پالس های میکروموج را تولید و بازتابش آن را از زمین زیر آن ثبت می کند. امواج این سامانه می تواند در پشش ابر نفوذ و در روز و شب تصویربرداری کند. این مزیت، آن را به سامانه ای مطلوب برای تصویربرداری از نواحی پوشیده از ابر مانند جنگل های بارانی حاره ای تبدیل کرده است. البته بعضی از این ابزارهای سنجش از دور در اواخر دهه ۱۹۶۰ و اوایل دهه ۱۹۷۰ از حالت محرمانه خارج شدند و کاربران غیرنظامی توانستند از داده های سنجنده های مادون قرمز حرارتی و میکروموج (رادار) در کاربردهای سنجش از دور استفاده کنند.
یکی از اولین و بلندپروازانه ترین کاربردهای غیرنظامی فناوری های جدید، پروژه رادار آمازون بود که در سال ۱۹۷۱ آغاز شد و دولت برزیل و موسسات تجاری سنجش از دور آمریکا در آن همکاری داشتند. در این پروژه پنج ساله، برای اولین بار نقشه تمامی منطقه آمازون به مساحت تقریبی ۵ میلیون کیلومتر مربع، به اندازه تفکیک ماکنی ۱۶ متری با استفاده از SLAR تهیه شد. دانشمندان برزیلی تصاویر رادار را در مقیاس ۲۰۰۰۰۰ را برای تهیه نقشه های زمین شناسی، ریخت شناسی، هیدرولوژی، خاک ها، پوشش گیاهی و قابلیت کاربری اراضی، تفسیر کردند. آنها همچنین انشعابات اصلی آمازون به طول حدود ۶۰۰ کیلومتر را شناسایی و اولین نقشه کامل آن را به همراه ۱۰۰۰۰۰ کیلومتر مربع خاک حاصلخیز مستعد کشاورزی تهیه کردند. آماربرداری و تهیه نقشه های آمازون، کشف مواد معدنی را رونق بخشید و تسهیلاتی برای مدیریت منطقه فراهم کرد و البته ایجاد سکونتگاه های بزرگ تر و پاک تراشی جنگل را نیز ممکن ساخت. به این ترتیب رادار منبع اولیه اطلاعات برای کشف مواد معدنی، آماربرداری جنگل و مرتع، تهیه آب، مدیریت حمل و نقل و شناسایی مناطق مناسب در نواحی دوردست و پوشیده از ابر شد.
آزمایش های سنجش از دور چندطیفی (MultiSpectral) و جمع آوری همزمان تصویر در چندینباند طیفی نیز اولین بار در این دوره صورت گرفت. در این آزمایش ها چندین دوربین، هریک با ترکیب متفاوتی از فیلم و فیلتر، به گونه ای بر پایه ای نصب می شوند که همگی یک منطقه معین را تصویربرداری کنند. تصاویر رنگی ترکیبی از راه انتقال تصاویر باندهای مختلف با نورهای آبی، سبز و قرمز بر روی پرده نمایش و فیلم رنگی فتوگرامتری، ایجاد شدند. در نیمه دهه ۱۹۶۰ یک اسکنر الکترواپتیکی (Electro-optical scanner) که تصاویر چندطیفی رقومی تولید می کرد ابداع شد. این سنجنده بعدها به ابزار اصلی در سنجش از دور فضایی تبدیل شد.
شناسایی هوایی نظامی
در حالی که فنون متداول عکس هوایی برای استفاده در سنجش از دور غیرنظامی سازگان شده بودند، آغاز جنگ سرد بین غرب و بلوک شوروی، زمینه ابداع فنون جدید شناسایی را ایجاد کرد. ارزش کلیدی فناوری های پیشرفته سنجش از دور ابداع شده برای کاربردهای جاسوسی، این برنامه ها را از جمله اسرار نظامی تحت مراقبت شدید قرار داد. انگیزه توسعه قابلیت های نظامی پیشرفته سنجش از دور از سوی آمریکا، ناشی از توسعه های ناموفق در اواخر دهه ۱۹۴۰ و دهه ۱۹۵۰ بود. از جمله این موارد، ضعف تشکیلاتی جاسوسی آمریکا در پیش بینی سرعت برنامه های توسعه سلاح و همچنین نگرانی از این بود که شوروی ممکن است دارای بمب افکن و تسلیحات موشکی بیشتری از آمریکا باشد. نگرانی های آمریکا از اینکه شوروی بمب افکن و موشک های بالستیک بین قاره ای بیشتری تولید کند، کسب اطلاعات مطمئن در مورد قابلیت های نظامی شوروی را به یک اولویت مهم برای ایالات متحده تبدیل کرد.
با افزایش نگرانی جنگ سرد در سال ۱۹۵۵، آیزنهاور رییس جمهور وقت آمریکا، به همتای شوروی خود، نیکیتا خروشچف، پیشنهاد کرد که هر کشور پروازهای شناسایی از هوا و فضا را بر فراز کشور دیگر انجام دهد و تصاویر را به سازمان ملل بدهد. خروشچف سیاست آسمان باز آیزنهاور را رد کرد، از این رو هر کشور به طور محرمانه در پی توسعه سریع فناوری کارآمد سنجش از دور برآمد. ایالات متحده توسعه برنامه های فوق محرمانه هواپیمای U2 و ماهواره WS117L را آغاز کرد. هواپیمایی جاسوسی U2 را بخش پروژه های توسعه پیشرفته شرکت لاکهید طراحی و اجرا کرد. پروژه سریع تر از برنامه زمانی پیش بینی شده و تنها در مدت ۹ ماه به پایان رسید. اولین پرواز در آگوست ۱۹۵۵ و اولین پرواز عملیاتی U2 بر فراز آسمان شوروی در جولای ۱۹۵۶ انجام گرفت. همین گروه طراحی و اجرا، بعداً هواپیمای بسیار کارای SR-71BLACKBIRD را جانشین U2 کرد.
U2 در ارتفاع بیش از ۲۱۰۰۰ متری پرواز و عکس های هوایی استریو با تفکیک ۱۵ سنتی متر تولید میکرد. این هواپیما در چنان ارتفاع بالایی پرواز می کرد که هواپیماها و موشک های آن زمان شوروی نمی توانستند به آن حمله کنند و از این رو به مدت ۴ سال بدون چالش بر فراز اتحاد شوروی و دیگر کشورهای بلوک شرق عمل می کرد. اما U2 به سادگی از سوی رادار شوروی ردگیری می شد. اعتراض های شوروی پروازهای U2 را به لحاظ سیاسی با مشکل مواجه ساخت و آنها دچار محدودیت هایی شدند. ماموریت های تجسسی U2 در مورد شوروی در اول ماه می ۱۹۶۰، وقتی که U2 به خلبانی فرانسیس گری پاور بر فراز شوروی مورد شلیک قرار گرفت، ناگهان به پایان رسید. U2 تنها ۲۴ ماموریت پروازی بر فراز شوروی انجام داد. تصاویر برای ایالات متحده بسیار باارزش بود ولی خطرهای استفاده از هواپیما بر فراز خاک شوروی بیش از حد بزرگ شده بود. هواپیمای سریع تر با ارتفاع پرواز بیشتر ابداع شد، اما راه حل نهایی، اجرای عملیاتجاسوسی از فضا بود. اگر جامعه جهانی می پذیرفت که ماهواره ها بتوانند بدون کسب اجازه، کشورها را نظاره کنند، فضا می توانست شرایط مطلوبی را فراهم نماید.
تصویربرداری فضایی نظامی
ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی بلافاصله بعد از جنگ جهانی دوم در سال ۱۹۴۶، فناوری موشکی آلمان را برای توسعه اولیه وسایل پرتاب ماهواره به کار گرفتند. ارتش آمریکا موشک های v2 آلمان را برای عکس برداری زمین از ارتفاع ۱۱۰ تا ۱۶۵ کیلومتری استفاده کرد. این عکس ها ارزش زیاد عکس برداری فضایی را برای مشاهدات هواشناسی نمایان ساخت.
اتحاد جماهیر شوروی اسپوتنیک را بعنوان اولین ماهواره در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ و آمریکا چهار ماه بعد از آن ماهواره Explorer1 را به فضا پرتاب کردند و این آغاز عصر فضا بود. توسعه سریع ماهواره هایی که به دور کره زمین می چرخند، به پیشرفت عکس برداری ماهواره ای و روش های کسب و ارسال تصاویر رقومی از فضا منجر شد. همچنین امکانتصویربرداری بدون توجه مرزهای سیاسی و به طور مستقل از آن میسر شد. در اوج جنگ سرد، هر دو کشور ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی برنامه های گسترده تجسس با تصاویر ماهواره ای را توسعه دادند که سبب پیشرفت فناوری سنجش از دور شد. در آگوست ۱۹۶۰ و فقط سه سال بعد از اسپوتنیک، ایالات متحده اولین عکس های فضایی را که در قالب برنامه ماهواره جاسوسی کرونا برداشته بود، معرفی کرد. برنامه های علمی نیروی هوایی ایالات متحده که در سال ۱۹۵۸ ایجاد شده بود، پوششی برای ماموریت های کرونا بود. ۱۲ پرتاب اول ناموفق بود، ولی نیاز حیاتی به تصاویر تجسسی ماهواره ای، انگیزه ادامه برنامه را تقویت می کرد.
ماموریت های کرونا کوتاه بود، فقط دو تا سه روز. فیلم آن با کپسولی که سبد بازگشت فیلم نام داشت، به زمین برگرداندهشد. این کپسول با یک چتر نجات بر فراز اقیانوس به سوی زمین رها و یک هواپیمای دارای تجهیزات مخصوص آن را در هوا صید می کرد. البته کپسول ها ممکن بود شناور شوند که در این صورت از اقیانوس گرفته می شدند. فضاپیمای حاصل سامانه دوربین، با مانوری از مدار خارج و در جریان بازگشت کاملاً خاکستر می شد. همه عکس برداری های کرونا به صورت سیاه و سفید بود و تنها در بعضی از ماموریت ها، فیلم های مادون قرمز و رنگی به صورت نمونههای آزمایشی حمل می شد. سامانه های اولیه تنها یک سبد بازگشت فیلم حمل می کردند، ولی سامانه های بعدی به دو سبد مجهز شدند که سبب افزایش عمر مفید هر ماموریت شد.
فیلم ۲۰ پوندی در اولین ماموریت کرونا، پوششی فراتر از ۱٫۵ میلیون مایل مربع از اتحاد جماهیر شورویرا ارائه داد که بیش از همه ماموریت های u2 بوده است. عکس های کرونا به وضوح عکس های U2 نبود، ولی تفکیک مکانی این عکس ها که از فضا و از ارتفاع ۱۶۰ کیلومتری برداشت می شدند، تا به آن حد خوب بود که پدیده هایی به بزرگی ۱۰ متر شناسایی شوند. در سال ۱۹۶۲ یک سامانه دو دوربینی، پوشش استریو ارائه داد و در سال ۱۹۶۷ سامانه کرونا برای شناسایی پدیده هایی به ابعاد ۲ متر و دوره ماموریت پانزده روزه بهبود داده شد. یک سامانه بازیابی فیلم با تفکیک بیشتر با نام محرمانه گمبیت، در سال ۱۹۶۲ ارائه شد. این سامانه، تفکیک پدیده هایی با ابعاد کمتر از ۰٫۵ متر را میسر ساخت. جانسون رییس جمهور وقت آمریکا در سال ۱۹۶۷ با بیان اینکه ۳۵ تا ۴۰ بیلیون دلار هزینه برنامه فضایی، بازده ای بیشتر از ده برابر ارزش عکس های فضایی گرفته شده را به همراه داشته است. عکس برداری تجسسی ماهواره ای را بسیار مثبت ارزیابی کرد. اتحاد شوروی اولین ماهواره جاسوسی خود را به نام زنیت دو در آوریل ۱۹۶۲ به پرواز درآورد. این ماهواره شکل تغییر یافته فضاپیمای سرنشین دارد ووستک بود که به جای فضانورد، دوربین ها را حمل می کرد. همانند برنامه کرونای آمریکا هدف واقعی این برنامه نیز به درستی بیان نشده بود.
شوروی ادعا می کرد که ماموریت ها برای بررسی های علمی و تحت برنامه کلی کاسموس است. زنیت عکس های رنگی با امکان تفکیک پدیده هایی کوچکتر از ۵ متر را تولید می کرد. در ماموریت های کرونا و زنیت مکان های مهم و راهبردی شامل امکانات پرتاب موشک، انبارهای اسلحه و تجهیزات تولید، دیگر تاسیسات نظامی و شهرهای مهم تصویربردای می شدند. در هر حال، عکس برداری ماهواره ای محدودیت های جدی داشت. بازیابی، پردازش، تجزیه و تحلیل، و ارسال اطلاعات بدست آمده به سیاستگزاران و طراحان نظامی، می توانستروزها یا حتی هفته ها به طور انجامد.
ساخت و در اختیار داشتن به موقع ماهواره نیز مشکل بزرگی بود. در اکتبر ۱۹۶۲، مفسران عکس آمریکا شواهدی مبنی بر ساخت پایگاه موشک های اتمی شوروی در کوبا یافتند. در گیری ابرقدرتها که با نام بحران موشکی کوبا شناخته می شد، اهمیت کشف زودهنگام و تجسس برتر نظامی را نمایان ساخت. در هر حال، در آن زمان بسیار حساس ماهواره جاسوسی در مدار نبود و ماهواره آماده پرتاب نیز در اختیار نبود.
دانلود تصاویر ماهواره کرونا
برای دانلود این تصاویر از لینک زیر استفاده کنید
وبسایت دانلود تصاویر ماهواره کرونا
در این صفحه بر روی عبارت Explore atlas کلیک کنید تا صفحه بعدی زیر باز شود.
دقت کنید که در این صفحه پیش نمایشی از تصاویر موجود نمایش داده شده است.
بنابراین فقط این تصاویر قابل دریافت هستند.
دقت این تصاویر متغیر هستند و بین حدود ۲٫۵ تا ۱۲ متر را نشان می دهند (منظور پیکسل سایز تصاویر)
از این تصاویر می توان برای مناطقی که فاقد عکس هوایی با رعایت شرایط خاص بعنوان مکمل برای پایش منطقه استفاده نمود.
تصویربرداری فضایی غیرنظامی
اولین ماهواره غیرنظامی مشاهده زمین، یک ماهواره هواشناسی به نام ماهواره مشاهده تلویزیونی و مادون قرمز TIROS-1 بود که ایالات متحده در سال ۱۹۶۰ آن را به فضا پرتاب کرد. ماهواره های اولیه هواشناسی، تصاویری با تفکیک مکانی بزرگ از الگوهای ابرها و جزئیات اندک تشخیصپذیر از سطح زمین ارائه می کردند. با توسعه فناوری سنجنده، ماهوار های هواشناسی می توانستند آب، برف، پدیده های یخ و همچنین الگوهای ابر را شناسایی کنند. هر چند که TIROS1 برای کاربردهای مرتبط با اقلیم و هوا طراحی شده بود، زمینه های لازم برای توسعه اولین ماهواره منابع زمینی– ماهواره فناوری منابع زمینی ERTS1 را فراهم کرد. بدون حمایت قوی سازمان نقشه برداری و زمین شناسی ایالات متحده آمریکا USGSو سازمان ملی هوانوردی و فضایی آمریکا ناسا، سنجش از دور منابع زمینی قادر به چنین توسعه سریعی نبود.
ناسا در آغاز دهه ۱۹۶۰ یک برنامه تحقیقاتی در سنجش از دور برقرار کرد که تحقیقات سنجش از دور در دانشگاه ها و دیگر موسسات آمریکایی را به طور مستمر حمایتمی کرد.
ابداع سنجش از دور فضایی برای مشاهده زمین از سوی ناسا بخشی از تلاش برای فرود انسان بر کره ماه بود. برای جمع آوری اطلاعات در مورد مکان های ممکن فرود سفینه، سنجنده های راه دور را بر روی ماهواره هایی در مدار ماه قرار دادند. این ابزارها در مکان هایی بر روی زمین و شبیه به مکان های مورد نظر در ماه آزمون شدند. سپس بر اساس بازدید مکان های آزمایش، تفسیرها کنترل و بررسی شدند. ارزش اطلاعات جمع آوری شده در خصوص تحقیقات عمومی زمین شناسی در این آزمون های اولیه، به گسترش اساسی برنامه برای افزودن مکان های تحقیقاتی مشابه برای دیگر زمینه ها مانند کشاورزی، جنگلداری، جغرافیا، زمین شناسی، منابع معدنی، هیدرولوژی و مطالعات شهری و ناحیه ای منجر شد. ناسایک برنامه سنجش از دور متکی بر هواپیما را نیز برای حمایت از این تحقیقات و توسعه سخت افزار، نرم افزار و فنون تجزیه و تحلیل برای کاربردهای جدید، تاسیس کرد. در این برنامه عکس های هوایی از ارتفاع متوسط و زیاد و تصاویر مادون قرمز حرارتی و راداری از سطوح وسیعی از ایالات متحده جمع آوری شد. این داده ها برای آموزش و کسب تجربه در طراحی ابزارها، ذخیره و بازیابی داده، پردازش تصویر و تفسیر توسط دانشمندان و مهندسان در دامنه وسیعی از زمینه ها به کار گرفته شد.
در سال ۱۹۶۵ اولین تجربه رسمی عکس برداری فضایی برای زمین شناسی با استفاده از فضاپیمای سرنشین دار جمینی چهار که به گرد زمین می چرخید، انجام شد. ۳۹ سری عکس های بسیار جالب با پوشش مشترک و تقریباً عمودی از جنوب غربی ایالات متحده و شمال مکزیک و همچنین ۶۰ عکس از دیگر مناطق انتخابی، توجه بسیار زیاد و حمایت جامعه علمی زمین شناسی و جغرافیا را به دنبال داشت. این نکته سبب شد USGS، برنامه ماهواره مشاهده منابع زمینی EROS را ایجاد کند. شناخت ارزش سنجش از دور بعنوان ابزار جمع آوری اطلاعات منابع زمینی، در کل به استقرار برنامه نقشه برداری منابع زمین از سوی ناسا منجر شد.
مهمترین موارد تاثیر گذار دهه ۱۹۶۰ در سال ۱۹۶۹ رخ داد. این سال مصادف با فرود آپولو۱۱ روی کره ماه و همچنین اولین جشنواره موسیقی وودستاک – نشانه نوعی قابلیتفنی و همچنین فلسفه فرهنگی جدید بود. قبل از دوره فضا، جمع آوری تصاویر دوره ای از مناطق وسیعی از سطح زمین به دلیل محدودیت ها و مرزهای سیاسی ممکن نبود. به هر حال با آغاز دوره فضا، تخیل جهانیان بر اساس تصاویر کره زمین در حال بالا آمدن از پشت ماه، که فضانوردان آپولو۸ تهیه کرده بودند، تحریک شد. فضاپیماها هم نمای کلی جدیدی از زمین ارائه دادند و هم امکانات فنی را برای جمع آوری و تحلیل داده در مقیاس جهانی فراهم کردند. این توانایی برای جهان در حال رشد و آگاه از شکنندگیکشتی فضایی زمین و نیازمند به منابع طبیعی پایدار، بسیار مهم شد.
ماهواره کرونا
ماهواره کرونا اولین سری از ماهواره های اپتیکال است که با هدف نظامی فعالیت خود را شروع کرد. فعالیت این ماهواره بین سالهای ۱۹۶۲ تا ۱۹۷۰ است.
فعالیت این ماهواره جاسوسی را می توان در بازه های زمانی زیر بررسی کرد
- CORONA (keyhole KH4A + KH4B):
- KH-4A: Aug. 1963 – Oct. 1969
- KH-4B: Sept. 1967 – May 1972
- LANYARD (Keyhole KH-6)
- KH-6: Jul. 1963 – Aug. 1963
- GAMBIT (Keyhole KH-7):
- KH-7: July 1963 – June 1967
اندازه پیکسلهای این تصاویر متغیر است و در بازه های زمانی مختلف برای بخشهای مختلف کره زمین متفاوت است. پیکسل سایز این تصاویر بین ۱٫۸ متر تا ۱۴۰ متر است.
- june 1959 – september 1960 – KH-1 – ۷٫۵m
- OCT 1960 – OCT 1961 – KH-2 – ۷٫۵m
- AUG 1961 – Jan 1962 – KH-3 – ۷٫۵m
- Feb 1962 – Dec 1963 – KH-4 – ۷٫۵m
- Aug 1963 – OCT 1969 – KH-4A – ۲٫۷۵m
- Sep 1967 – May 1972 – KH-4B – ۱٫۸m
- Feb 1961 – Aug 1964 – KH-5 – ۱۴۰m
- Mar 1963 – Jul 1963 – KH-6 – ۱٫۸m
برای دانلود این تصاویر لینک زیر را ببینید
https://corona.cast.uark.edu/atlas#zoom=2¢er=-2387281,4784346
نکته اساسی در رابطه با دانلود دیتاهای تصاویر ماهواره کرونا، این تصاویر به صورت پیوسته رایگان نیستند، فقط بخشهایی از ایران را پوشش می دهند، همه بازه های زمانی در اختیار کاربران نیست. فقط بخش های محدودی را می توان به صورت رایگان وبا دقت بالا دانلود کرد.
سامانه اطلاعات جغرافیایی
سال ۱۹۶۹ همچنین مصادف با انتشار کتاب طراحی همگام با طبیعت نوشته ایان مک هارگ بود. طراحی همگام با طبیعت، فن روی هم گذاری Overlay نقشه های پلاستیکی شفاف برای تلفیق چشمی داده های منابعی را که نویسنده برای آمایش سرزمین به کار بسته بود، ارائه می داد. این روش روی هم گذاری دستی جدید نبود. این روش، اولین بار در اواخر قرن نوزدهم، هنگامی که معماران وطراحان مکان، کاغذهای نیمه شفاف را برای مقایسه طرح های ساختمان با نقشه های منطقهروی هم می گذاشتند پدید آمد. این کتاب نه تنها فرایند را مدون کرده بود، بلکه خیلی مهم تر، موردی جالب برای برنامه ریزی حساس به محیط زیست ارائه می داد که به طور بنیادی زمینه آمایش سرزمین را تغییر داد. این آغاز راه ابداع اجرای رایانه ای تجزیه و تحلیل روی هم گذاری بود که به توسعه سامانه های اطلاعات جغرافیایی GISاجرایی در آغاز دهه ۱۹۷۰ منجر شد.
در دهه ۱۹۶۰، تهیه نقشه با رایانه و سامانه های اطلاعات جغرافیایی در آزمایشگاه های تحقیقاتی دانشگاهی آغاز شد. به دلیل محدودیت توان رایانه ها در آن زمان، در آغاز تهیه نقشه، محدود به پردازش ساده مجموعه داده های کوچک بود. در دانشگاه هاروارد، آزمایشگاه گرافیک برنامه SYMP را برای نقشه سازی ایجاد کرد. این اولین نرم افزاری بود که برای کار با داده های جغرافیای ، به طور گسترده ای توزیع شد. این برنامه به راحتی بر روی رایانه های معمولی موجود در دانشگاه ها اجرا می شد و چاپ نقشه بر روی چاپگرهای خطی امکان پذیر شد. بعدها، یک برنامه متکی بر سلول به نام GRID ابداع شد که می توانست تجزیه و تحلیل روی هم گذاری را در ارتباط با SYMP اجرا کند. آزمایشگاه در پی آن برنامه ODDYSEYرا ارائه داد، یک سامانه پردازش متکی بر برداری که الگویی برای سامانه اطلاعات جغرافیایی کنونی شد.
در اوایل ۱۹۷۰ نرم افزارهای تجزیه و تحلیل تصاویر رقومی سنجش از دور ابداع شدند. آزمایشگاه سنجش از دور دانشگاه پوردو یکی از متداول ترین بسته های نرم افزار جهان LARSYS را ابداع کرد. این نرم افزار برای اجرا بر روی رایانه های مین فریم طراحی شده بود و خروجی های خود را برای چاپگرهای خطی سنتی تولید می کرد. با حمایت های مالی ناسا، طراحان قادر به ساخت نرم افزار سازگار با انواع رایانه های مین فریم و توزیع با قیمت کم شدند. با قوی تر شدن فناوری رایانه و در دسترس قرار گرفتن صفحه های نمایش گرافیکی، نرم افزارهای پیشرفته ای برای کار با سیل تصاویر رقومی که در دهه ۱۹۷۰ در اختیار قرار گرفته بودند، توسعه یافتند.
سامانه های اولیه GISبر داده هایی با مدل های سلولی یا برداری و با قابلیت های محدود متکی بودند. مدل داده سلولی شبکه ای یک شبکه چهارخانه ای منظم را بر منطقه جغرافیایی می گستراند و اطلاعات توصیفی را برای یکایک سلول های شبکه ثبت می کرد. مدل برداری پدیده های جغرافیایی را به صورت نقطه، خط و پلیگون ثبت و اطلاعاتتوصیفی را از طریق جدول اطلاعات توصیفی به هر یک از آن ها متصل می کند.
استفاده از مدل داده برداری، نیازمند پرداختن به مسائل پیچیده فرایند رویهم گذاری پلیگون ها و مدیریت هماهنگ داده های مکانی و توصیفی بود. سامانه های متکی بر سلول، ساختار چهارخانه ای مانند تصاویر رقومی داشتند. سامانه های متکی بر سلول برای کسب تفکیک مکانی قابل مقایسه با داده های برداری، به فایل هایی بسیار بزرگ تر از سامانه های برداری نیاز داشت، ولی برنامه نویسی آن ساده و فرایند رویهم گذاری در آن سریع بود. از آنجا که سنجش از دور و GIS متکی بر سلول (یاخته)، از مدل داده یکسانی استفاده می کردند، تصاویر رقومی سنجش از دور و تولیدات تجزیه و تحلیل آنها مانند طبقه بندی ها را به سادگی می شد به GISوارد کرد. ابداع سامانه اطلاعات جغرافیایی متکی بر رایانه شکل اجرایی در سطح گسترده در نیمه دهه ۱۹۶۰ در کانادا آغاز شد، دولت فدراک کانادا با بهبود مدیریت سرزمین علاقمند بود، در سال ۱۹۶۶ توسعه سامانه اطلاعات جغرافیایی کانادا CGIS را مورد حمایت مالی قرار داد. این سامانه در سال ۱۹۷۱ به حالت عملیاتی درآمد.
سامانه اطلاعات جغرافیایی کانادا وسیله ای برای اجرای یک برنامه آماربرداری سرزمین در مقیاس ملی بود. CGIS با استفاده از داده های حاصل از تفسیرهای عکس های هوایی، نقشه هایی را در مقیاس ۵۰۰۰۰ برای سواحل حیات وحش، جنگلداری، کاربری فعالی اراضیو قابلیت اراضی برای کشاورزی تولید کرد. تولیدات نقشه ای و تجزیه و تحلیل های روی هم گذاری این سامانه به طور گسترده ای در آمایش سرزمین در مقیاس ناحیه ای بکار گرفته شد. ایالات متحده ، در قانون سیاست ملی زیست محیطی سال ۱۹۷۰، مدیریت جدید سرزمین و فعالیت های حفاظت محیط زیست و همچنین دامنه وسیعی از برنامه ها را تصویب کرد که موجب رونق و حمایت از توسعه سنجش از دور و GISشد . آمایش سرزمین و ارزیابی های آثار زیست محیطی، به دو کاربری مهم GIS تبدیل و موجب جذب حمایت های مالی برای توسعه آنها و تشویق کاربرد همزمان این دو فناوری شد. وزارت دفاع ایالات متحده DOD با استفاده از این فناوری ها برای مکان یابی پایگاه های موشکی طراحی راهکارهای دفاع هوایی و تولید اسناد توافق زیست محیطی برای اراضی وسیعی که در اختیار داشت، علاقمند بود. DOD از اولین فروشندگان GISحمایت مالی به عمل آورد. شکل گیری موسسه حفاظت محیط زیست ایالت متحده و قوانین فزاینده و جامع زیست محیطی، انگیزه موسسات ایالتی و دولتی را در قبول فناوری GIS برای تهیه آمار منابع در سطوح وسیع و تعیین راهبردهای جایگزین مورد نیاز، برانگیخت. چنین تغییری در سیاست های دولتی در حوزه مدیریت کاربری اراضی در دیگر کشورها نیز رخ داد و سبب پذیرش گسترده فناوری GIS در دهه های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰ شد. شرکت های متعددی به فناوری GIS روی آوردند. در سال ۱۹۶۹ انستیتو تحقیقات سامانه های محیط زیستی ESRI و موسسه اینترگراف در اصل، شرکت محاسبات MSLS نامیده می شود تاسیسشدند. هر دو شرکت به تولید کنندگان پیشرو GIS تبدیل شدند. در آغاز ESRI فناوری GIS سلولی، فنون آزمایشگاه گرافیک هاروارد و دیگر مراکز تخصصی توسعه GISرا استفاده کرد. در دهه ۱۹۷۰ ، ESRI ارائه خدمات با استفاده از هر دو GIS متکی بر سلول و بردار را آغاز کرد. تولیدات آن با استفاده از منابع داخلی و خارجی شرکت صورت می گرفت. ESRI در آغاز دهه ۱۹۸۰، ArcInfo را ارائه داد، نوعی gis بسیار موفق که اطلاعات موقعیتی و توصیفی را در پایگاه های داده جدا از هم ذخیره می کند، ایده ای پیشگام در دوران سامانه اطلاعات جغرافیایی کانادا.
استفاده یکپارچه GIS و سنجش از دور
فناوری های سنجش از دور و GIS مکمل هم هستند. تصاویر سنجش از دور منبعی غنی از داده های مکانی و GIS ابزاری قدرتمند برای مدیریت، تجزیه و تحلیل و نمایش داده های مکانی است، ادغام و یکپارچگی این فناوری ها نوعی چالش بوده است. هر چند که داده های تولید شده از تجزیه و تحلیل سنجش از دور، مانند پوشش اراضی و پستیو بلندی ها، به طور گسترده ای در سامانه های اطلاعات جغرافیایی استفاده می شود، تجزیه و تحلیل های یکپارچه با فناوری در دسترس دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ مشکل بود. این مشکل به ویژه در استفاده از خروجی های متکی بر سلول سامانه های تجزیه و تحلیل رقومی سنجش از دور، در GIS متکی بر بردار وجود داشت. زمانی که طبقه بندی متکی بر رایانه تصاویر رقومی در دهه ۱۹۷۰ ابداع شد، نتایج طبقه بندی فایلهای تصویری سلولی بودند، این فایلها به سادگی در GIS متکی بر سلول استفاده می شدند، اما انتقال آنها به GIS متکی بر بردار مشکل بود. GIS متکی بر بردار در کدگذاری نقشه ها، کاراتر از سامانه های متکی بر سلول بود و می توانست نقشه هایی با کیفیت مطلوب و جزئیات خطی ظریفتولید کند که سامانه های متکی بر سلول این توانایی را نداشتند.
بسیاری از جوامع غیرنظامی سنجش از دور توجه خود را بر توسعه سنجنده های رقومی به ویژه اسکنرهای چندطیفی و نرم افزارهایی برای تصحیح هندسی و طبقه بندی تصاویر رقومی تولید شده، متمرکز کرده بودند. پرتاب ماهواره لندست اشتیاق و انرژی عظیمی را برای یافتن کاربردهایی برای منابع جدید داده ایجاد کرد. در همین، توسعه GIS بر مجموعه موارد کاملاً متفاوتی معطوف شده بود. داده های جغرافیایی اصولاً به صورت رقومی تولید نشده بودند، از این رو برای حل مشکل زمان بر بودن فرایند رقومی سازی نقشه های بسیار تلاش شد. فناوری جدید بسیار گران و غیرقابل استفاده ارزیابی شد. از این رو بسیاری از تلاشهای توسعه بر بهبود قابلیت اطمینان نرم افزارها، توسعه قابلیت های تجزیه و تحلیل های قوی و هدایت فناوریGIS به سوی نیازهای بازارهای خاص، متمرکز شد.
در حالیکه اهداف و جنبه های متفاوت جوامع سنجش از دور و GIS موجب واگرایی آنها شده بود، درخواست کاربران که نیاز داشتند این دو فناوری را با هم به کار ببندند، مشوقی برای توسعه سازگاری این دو ساماه بود. GIS متکی بر سلول توسعه توسعه پیشرفته تر، یکپارچگی تجزیه و تحلیل سنجش از دور و قابلیت های GIS را ادامه داد. به هر حال، تنها در اواخر دهه ۱۹۹۰ استفاده از تصاویر بزرگ سنجش از دور برای نمایش و تجزیه و تحلیل یکپارچه و همچنین ارائه خروجی در GIS متکی بر بردار متداول شد. اکنون، ایستگاه های کاری فتوگرامتری فایلهای خروجی سازگار با GIS تولید می کنند و در بسیاری از موارد به طور رقومی به نرم افزار GIS متصل هستند. به همین ترتیب، اکنون نرم افزارها به طور معمول بعضی از ابزارهای پایه ای تجزیه و تحلیل تصویر را برای کارکردن با تصاویر سنجش از دور ارائه می دهند و همچنین نرم افزارهای تجزیه و تحلیل تصویر، می توانند فایلهای خروجی تولید کنند که با نرم افزارهای متکی بر سلولیا بردار سازگارند. از آنجا که تصاویر سنجش از دور کاربرد وسیعی دارند، به نظر می رسد که همگرایی و یکپارچگی فزاینده ای بین GIS و قابلیت های نرم افزار سنجش از دور پیش رو خواهد بود.
درباره آسام
آکادمی سامانه اطلاعات مکانی یک مرجع تخصصی و کاربردی برای آموزشهای GIS و RS است.
نوشته های بیشتر از آسام
دیدگاهتان را بنویسید