معرفی مشاهده ماهواره ای زمین ۱۹۷۲-۱۹۸۶
سلام به علاقمندان GIS و RS
لندست اولین ماهواره از مجموعه ماهواره های غیر نظامی بود که به طور اختصاصی برای دور سنجش منابع زمینی، بین سالهای ۱۹۷۲ تاکنون پرتاب شد. در این دوره زمانی، تعدادی از سنجنده هایی که قبلاً نظامی و محرمانه بودند، برای استفاده در سنجش از دور غیرنظامی از حالت محرمانه خارج شدند. این سنجنده ها شامل اسکنرهای چندطیفی و سامانه های مادون قرمز حرارتی و تصویربرداری راداری بودند. برای مثال، سامانه های تصویربرداری هوایی مادون قرمز حرارتی، از حالت محرمانه خارج شد و سپس برای تهیه نقشه حرارتی آبهای خروجی نیروگاه های برق، کارخانه ها و همچنین برای پایش هدر رفتن حرارت از خانه های شهری استفاده شدند. مادون قرمز حرارتی همچنین در کاربردهای مختلفی برای تهیه نقشه های زمین شناسی و خاک به کار گرفته شدند. این ابزارها که در ابتدا بر روی هواپیما نصب می شدند، بعدها برای استفاده در فضا اصلاح شدند. سکوهای جدیدی برای سنجش از دور از فضا در اختیار قرار گرفت. عکس برداری فضایی، اسکنرهای چندطیفی و دیگر سنجنده های آزمایشی بر روی ایستگاه آزمایشی فضایی اسکای لب آمریکا (۱۹۷۳-۷۴) آزمون شدند. در آغاز سال ۱۹۸۱، شاتل فضایی با ظرفیت و حجم زیاد به عنوان یک بستر با ارزش آزمایش برای سنجنده های پیشرفته و همچنین اجرای ماموریت های تصویربرداری در نظر گرفته شد. برای مثال، ماموریت های تصویربرداری فضایی راداری، sir2,A,B,C به ترتیب پروازهای سال های ۱۹۸۱-۱۹۸۴ و ۱۹۹۴ ماموریت های کوتاه و موفقی بودند و ارش تصویربرداری راداری چند فرکانسی و زاویه نگرش چندگانه را به اثبات رساندند. دانش کسب شده در ابداع چندین سنجنده عملیاتی راداری در دهه ۱۹۹۰ استفاده شد. توسعه تصویربرداری مادون قرمز حرارتی و راداری ادامه یافت و سنجنده های جدیدی شامل لیدار و اسکنرهای ابرطیفی ابداع شدند که همزمان در بیش از یک صد باند باریک طیفی تصویربرداری می کنند.
ماهواره های مشاهده زمین
از میان ماهواره های غیرنظامی که از سال ۱۹۷۲ تا ۱۹۸۶ به فضا پرتاب شده اند، ماهواره های سری لندست، سنجنده تابش سنج پیشرفته با تفکیکخیلی زیادی AVHRR موجود بر سری ماهواره های NOAA، اسکنر رنگی نواحی ساحلی، طیف سنج تهیه نقشه ازن کل TOMS و سی ست، اهمیت ویژه ای در توسعه سنجش از دور برای شناسایی منابع زمینی داشتند.
لندست
در جولای ۱۹۷۲، ناسا ماهواره فناوری منابع زمینی ERTS-1 اولین ماهواره ای که برای جمع آوری که برای جمع آوری اطلاعات در مورد منابع طبیعی زمین طراحی شده بود را به فضا پرتاب کرد. این ماهواره بعداً به لندست ۱ تغییر نام یافت (برای تمایز آن از برنامه ماهواره اقیانوس نگاری سی ست) و تا ژانویه ۱۹۷۸ فعال بود و با لندست های ۲ تا ۸ ادامه یافت. لندست ۱ برای جمع آوری داده های منابع زمینی با تفکیک مکانی متوسط و به صورت چندطیفی طراحی شده بود. جوامع علمی برنامه لندست را مانند ماهواره های هواشناسی مستمر می پنداشتند، اما در آغاز لندست ۱ به عنوان یک سامانه آزمایشی برای امکان سنجی و ارزش جمع آوری داده های منابع از ماهواره های بدون سرنشین طراحی شده بود.
لندست های ۱ تا ۳ یک دوربین پرتو برگردان ویدیویی rbv (شکلی از فناوری دوربین آنالوگ تلویزیونی) و یک سامانه اسکنر چند طیفی MSS را که به تازگی ابداع شده بود، حمل می کردند. اسکنر چند طیفی با اسکن نوارهایی باریک از زمین و عمود بر مسیر پرواز، تصاویر رقومی ایجاد می کرد. همزمان تصاویر جداگانه ای در چهار طول موج، قابل مقایسه با حساسیت طیفی فیلم مادون قرمز، تولید می شد. به هر حال، برای تولید تصاویر قابل رویت باید داده های رقومی با استفاده از سامانه های رایانه ای پردازششوند. آشکار شد که نمی توان به دوربین های RBV اعتماد کرد، در مقابل تصاویر MSS به تولیداتی استاندارد و اسکنرهای چندطیفی به نقطه اتکای سنجش از دور ماهواره ای منابع زمینی، تبدیل شد. لندست در آغاز به طور رسمی یک سامانه ای آزمایشی بود، اما کیفیت اطمینان بخش تصاویر، کاربران را به پنداشتی عملیاتی در خصوص برنامه لندست رهنمون شد. کیفیت جزئیات تصاویر MSS لندست پذیرفتنی بود و کمترین ناهنجاری هندسی را داشت. لندست قسمت اعظم جهان را پوشش داد. تصاویر ارزان، بدون محدودیت های سیاسی یا امنیتی و همچنین در آن زمان عاری از محدودیت های حق چاپ بود. در آغاز، بیشتر تجزیه و تحلیل ها به صورت چشمی و با استفاده از تصاویر چاپی روی ورق های شفاف صورت می گرفت، ولی وجود داده های لندست در یک فرمت استاندارد رقومی، توسعه پردازش رقومی (Digital Image Processing) تصویر را موجب شد.
به دنبال موفقیت های لندست ۱، ناسا لندستهای ۲ تا ۸ را به فضا پرتاب کرد. لندست ۲ و ۳ به ترتیب در سالهای ۱۹۷۵ و ۱۹۷۸ به فضا پرتابشدند. لندست های ۱ تا ۳ تصاویر اسکنر چندطیفی را با تفکیک مکانی ۸۰ متر جمع آوری کردند. یک باند مادون قرمز حرارتی به تفکیک ۲۴۰ متر به سنجنده MSS لندست ۳ اضافه شد. تمامی زمین، به جز قطبها، هر ۱۸ روز تصویربردای می شد. در لندست ۴ در سال ۱۹۸۲ و لندست ۸ در سال ۱۹۸۴ اسکنر بسیار پیشرفته چندطیفی نقشه کش موضوعی TM جانشین RBV که در لندست های قبلی وجود داشت، شد. این سنجنده دارای تفکیک مکانی ۳۰ متر در باندهای مرئی، مادون قرمز نزدیک و میانی و تفکیک ۱۲۰ متر در مادون قرمز حرارتی بود.
برپایه تجربه های حاصل از تصاویر لندست MSS و تحقیقات گسترده، دانشمندان باندهای سنجنده TM را به طور مناسبی برای تجزیه و تحلیل پوشش گیاهی تنظیم کردند. آنها سپس یک باند مکمل در طول موج مادون قرمز میانی را نیز که برای زمین شناسی با ارزش بود، اضافه کردند. پرتاب لندست ۶ در اکتبر ۱۹۹۳ با شکت روبرو شد. اما استمرارتولید داده با لندستهای ۴ و ۵ و همچنین پرتاب لندست ۷ در ۱۹۹۹، ادامه یافت. لندست ۷ یک سنجنده TM بهبود یافته با نام ETM+ ، شامل یک باند پانکروماتیک با تفکیک ۱۵ متر را حمل می کرد. آخرین سنجنده لندست که با موفقیت پرتاب شد و در مدار قرار گرفت، لندست ۸ بود که در سال ۲۰۱۳ پرتاب شد. در حال حاضر دو لندست ۷ و ۸ در مدار هستند و وظیفه ثبت امواج الکترومغناطیس را از سطح زمین برعهده دارند.
ماهواره های سری لندست، برای اولین بار پوشش های مکرری را بطور منظمی از زمین با جزئیاتی کافی برای استفاده های علمی در بسیاری از زمینه ها فراهم کرد. اطمینان از در دسترس بودن تصاویر چند طیفی برای بیشتر قسمت های کره زمین موجب افزایش شدید تعداد افرادی شد که به تجزیه و تحلیل این داده ها می پرداختند. داده های لندست برای ارزیابی موارد جنجال آمیز زیست محیطی مانند پاک تراشی جنگل های بارانی، در مناطقی که دسترسی به آنها مشکل یا غیر ممکن بود، استفاده شد. فنون تجزیه و تحلیل تصاویر برای بهبود تفسیر چشمی توسعه یافتند و طبقه بندی های خودکار اجرا شدند.
طبقه بندی و کاربرد آن در موارد زیادی مانند تهیه نقشه های پوشش زمین، نشان دادن آثار توسعه ، بررسی تغیرات، پایش زیست محیطی و آماربرداری منابع به اثبات رسیده است. از آنجا که نتایج طبقه بندی ها در فرمت یاخته ای بودند، برآورد مساحت طبقه ها، به سادگی با داشتن برنامه های رایانه ای شمارش تعداد یاخته های اختصاص یافته به هر طبقه، میسر شد. برآورد این مساحت ها از روی نقشه کاغذی اغلب با کار زمان بر پیمایش محدوده هر یک از پلیگونهای یک طبقه با پلانیمتر – ابزاری دستی که مساحت را از روی محدوده با شکل غیرمنظم برآورد می کند، همراه بوده است.
تصاویر اولیه لندست با قیمت کمی در دسترس بود، اما قابلیت های محدود نرم افزاارهای اولیه تجزیه و تحلیل تصاویر و قیمت زیاد رایانه های مین فریم، تحقیقات دانشگاهی و توسعه کاربردهای سنجش از دور را محدوده کرده، برای مثال، در طول دهه ۱۹۷۰ و و اوایل دهه ۱۹۸۰ منابع مالی دولتی از برنامه های ایالات متحده همچون همکاری مشترک ناسا و USDA و LACIE و AGRISTARS ، برای توسعه کاربردهای عملی با هدف پایش محصولات کشاورزی و تحقیق در دیگر زمینه ها و در کشورهای دیگر استفاده کرد. فنون ابداع شده برای این کاربردهای کشاورزی، ارزش خود را هم برای برآورد تولید محصولی ملی و هم برای ارزیابی شرایط محصول در دیگر کشورها نشان داد. شرکت های خصوصی، خدمات پایش وضعیت محصول را ابداع کردند که مورد استفاده سازمان های تجاری مختلف که تولیدات کشاورزی را در مقادیر زیاد داد و ستد می کردند، قرار گرفت. علاوه بر ایالات متحده کشورهای دیگری از جمله استرالیا و کانادا و جامعه اروپا بودجه زیادی را برای توسعه کاربردهای تصاویر جدید فضایی فراهم کردند. لندست زمینه و انگیزه راه اندازی برنامه های ملی را در سراسر جهان برای توسعه تخصص سنجش از دور منابع زمینی و کاربردها فراهم کرد. درباره سود و زیان های توسعه این مراکز ممکن است به طور جدی بحث شده باشد، اما نتیجه اجتناب ناپذیر این بود که تخصص سنجش از دور به قابلیتی ضروری برای همه ملل صنعتی و احتمالاً برای همه کشورهای جهان تبدیل شده است. ملت ها باید می دانستند که کشورهای دیگری چه اطلاعات با ارزش و مورد توجه ای را می توانند از طریق سنجش از دور منابع طبیعی کشورشان، امکانات نظامی، زیرساختار ملی و شرایط اقتصادی، جمع آوری کنند.
تابش سنج پیشرفته با تفکیک خیلی زیاد AVHRR
AVHRR اولین بار در سال ۱۹۷۹ بر روی ماهواره NOAA به فضاپرتاب شد. سنجنده AVHRR در اصل برای کاربردهای هواشناسی مانند ردیابی ابرها، برآورد گستره پوشش ابر و درجه حرارت سطحی دریا طراحی شده بود. چند سال پس از پرتاب، کارایی آن در پایش پوشش گیاهی در مقیاس جهانی شناخته شد. این سنجنده با تفکیک مکانی ۱/۱ کیلومتر، تصویربردای چندطیفی در طول موج های مرئی، مادون قرمز نزدیک، میانی و حرارتی، پوشش روزانه ای از بیشتر قسمت های جهان فراهم می کند. AVHRR دارای طولانی ترین دوره خدمت و گسترده ترین توزیع و تجزیه و تحلیل داده نسبت به هر ابزار سنجش از دور فضایی در تاریخ عملیات هواشناسی، اقیانوس نگاری، اقلیم شناسی، پایش پویش گیاهی، مشاهدهزمین و یخ های دریاست. تصاویر AVHRR در زمینه های گوناگونی از جمله بررسی ابرها، محدوده های آب ها، پراکنش ابرها در روز و شب و پایش وضعیت زی توده پوشش گیاهی استفاده شده است. یکی از مهم ترین امتیازات این سنجنده تهیه پوشش های مکرر زمین در یک دوره زمانی طولانی است که مجموعه کامل و وسیعی از مشاهداتمنابع زمینی را از سال ۱۹۷۸ تاکنون ارائه می دهد.
از آنجا که سنجنده AVHRR پوشش های تکراری منظم و مطمئنی را ارائه می دهد، کاربران دریافتند که می توانند به این داده ها اتکا داشته باشند و در نتیجه به انجام کوشش های معین در تحقیق و توسعه سنجش از دور علاقمند شدند. این مطلب آهنگ تحقیق و توسعه کاربردهای ممکن برای داده های هواشناسی به ویژه داده های AVHRR برای دامنه وسیعی از کاربردهای غیرهواشناسی، از پایش یخ ها تا برآورد وضعیت محصول را سرعت بخشید. از سال ۱۹۶۳، ایالات متحده دسترسی آزاد به داده های ماهواره ای هواشناسی خود را میسر ساخت. داده ها به طور پیوسته ارسال می شوند و ممکن است حتی با ایستگاه های ساده زمینی در هر نقطه از جهان رایگان دریافت شوند. با توجه به دسترسی آزاد به این داده ها و وجود هزاران ایستگاه گیرنده زمینی در جهان، این تصاویر در تمامی دنیا استفاده شدند.
از دیگر این ماهواره ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
اسکنر رنگی ناحیه ساحلی CZCS
طیف سنج تهیه نقشه ازن کل (TOMS)
سی ست ۱ (Global Surface Wave Field)
منبع: سنجش از دور برای مدیران GIS، استن آرونف، ترجمه، علی اصغر درویش صفت، مهتاب پیرباوقار، منیژه رجب پور رحمتی، انتشارات دانشگاه تهران
مهمترین ماهواره های منابع زمینی عبارتند از:
ماهواره های سری لندست Landsat
ماهواره اسپات Spot
ماهواره های IRS
ماهواره آیکونوس Ikonos
ماهواره تررا Terra
سنجنده استر
ماهواره کوئیک برد
ماهواره CERBS
ماهواره FORMOSAT
ماهواره CARTOSAT
ماهواره TOPSAT
ماهواره ALOS
ماهواره THEOS
ماهواره سری Worldview
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