[FONT="]بسمه تعالی[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]محمد مهدی بیگی[/FONT]
[FONT="]------------------[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]-------------------[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="]چکیده............................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]مقدمه.................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]تاریخچه...................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]مکانیسم عمل.................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]کاربردها..........................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
كاربردهاي سامانه هاي اطلاعات جغرافيايي ([1]GIS ) و سنجش از دور (RS) در كشاورزي
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]مثالی از کاربردار....................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]نگسراد....................................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]اهداف استفاده از رادار......................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]پژواک وپدیده داپلر...............................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]رادارتصویری واصول................................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]پهنای باند..................................................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]قطبیدگی وهندسه رادار.....................................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]واژه شناسی.....................................................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]اثرات سطح برتصویر رادار......................................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]زاویه تابش ودقت تفکیک..............................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]راداردهانه ترکیبی.............................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]خصوصیات تصویر رادار...........................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]کاربرد دهی پیشرفته.......................................................[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT] چکيدهای ازرادار: file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
رادار يك سيستم الكترومغناطيسي است كه براي تشخيص و تعيين موقعيت هدف بكار مي رود . با رادار مي توان درون محيطي را كه براي چشم ،غير قابل نفوذ است ديد مانند تاريكي ،باران،مه.برف،غبار و غيره . اما مهمترين مزيت رادار توانايي آن درتعيين فاصله يا حدود هدف مي باشد .كاربرد رادارها در اهداف زميني ، هوايي،دريايي، فضايي و هواشناسي مي باشد. امواج رادار چيزي است كه در تمام اطراف ما وجود دارد، اگر چه ديده نميشود. اما مركز كنترل ترافيك فرودگاهها براي رديابي هواپيماها چه آنها كه بر روي باند فرودگاه قرار دارند و چه آنها كه در حال پرواز هستند، از رادار استفاده ميكنند. در برخي از كشورها پليس از رادار براي شناسايي خودروهاي با سرعت غير مجاز استفاده ميكند. ناسا از رادار براي شناسايي موقعيت كرة زمين و ديگر سيارات استفاده ميكند، همين طور براي دنبال كردن مسير ماهواره ها و فضاپيماها و براي كمك به كشتيها در دريا و مانورهاي رزمي از آن استفاده ميشود. مراكز نظامي نيز براي شناسايي دشمن و يا هدايت جنگ افزارهايشان از آن استفاده ميكنند. هواشناسان براي شناسايي طوفانها، تندبادهاي دريايي و گردبادها از آن استفاده ميبرند. شما حتي نوعي خاص از رادار را در مدخل ورودي فروشگاهها ميبينيد كه در هنگام قرار گرفتن اشخاص در مقابلشان، درب را باز ميكنند. بطور واضح ميبينيد كه رادار وسيله اي بسيار كاربردي ميباشد. استفاده از رادار عموماً در راستاي سه هدف زير ميباشد:
· شناسايي حضور يا عدم حضور يك جسم در فاصله هاي مشخص – عمدتاً آنچه كه شناسايي ميشود متحرك است و مانند هواپيما، اما رادار قادر به شناسايي حضور اجسامی كه مثلاً در زيرزمين نيز مدفون شده اند، نيز ميباشد. در بعضي از موارد حتي رادار ميتواند ماهيت آنچه را كه مييابد مشخص كند، مثلاً نوع هواپيمايي كه شناسايي ميكند.
· شناسايي سرعت آن جسم- دقيقاً همان هدفي كه پليس در بزرگراهها براي كنترل سرعت خودروها از آن استفاده ميكند.
· جابهجايي اجسام – شاتلهاي فضايي و ماهواره هاي دوار بر دور كره زمين از چيزي به عنوان رادار براي شناسايي حفره هاي مجازي ، تهيه نقشه جزئيات زمين ، نقشه هاي عوارض جغرافيايي سطح ماه و ديگر سيارات استفاده ميكنند.
[FONT="]مقدمه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="]خیالپردازی در بسیاری از مواقع به حقیقت میپیوندد. جالب است بدانید[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]که اختراع رادار هم در حقیقت همانند بسیاری از اختراعات دیگر ریشه در یک داستان[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]علمی - تخیلی دارد. واژه رادار که امروزه در سرتاسر دنیا کاربرد دارد، همانند رادیو[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و تلویزیون یک اصطلاح بین المللی شده است. در واقع اختراع رادار از یک پدیده فیزیکی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و بسیار طبیعی به نام انعکاس گرفته شده است، همه ما بارها و بارها بازگشت صدا را در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مقابل صخرههای عظیم تجربه کردهایم. نور خورشید هم با استفاده از همین پدیده است[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]که از سوی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ماه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و در هنگام شب به ما میرسد[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
امواج رادیویی [/FONT][FONT="]و الکترومغناطیس نیز قابلیت انعکاس و بازتاب دارند و رادار بر اساس[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]همین خاصیت ساده بوجود آمد. سادهترین رادارها در حقیقت از یک[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فرستنده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و یک[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]گیرنده رادیویی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بوجود آمدند. این وسایل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ابتدایی فقط قادر بودند وجود شیء را اعلان کنند و به هیچ وجه توانایی تشخیص اندازه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و ویژگیهای دیگر آن را نداشتند. بنابراین بشر در ساخت رادار نیز از طبیعت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استفادههای فراوان و اساسی کرده و با تغییراتی جزئی برای خود وسیلهای سودمند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ساخته است[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT]
[FONT="]تاریخچه[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]نخستین بار در سال 1901[/FONT][FONT="] « [/FONT][FONT="]هوگو ژرنسبارک[/FONT][FONT="] » [/FONT][FONT="]که او را[/FONT][FONT="] «[/FONT][FONT="]ژول ورن[/FONT][FONT="]» [/FONT][FONT="]آمریکایی مینامند، در یک داستان علمی _ تخیلی ، آن را طرح ریزی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]کرد. در سال 1906 ، یک دانشجوی 23 ساله آلمانی ، به نام[/FONT][FONT="] « [/FONT][FONT="]هولفس یر[/FONT][FONT="] » [/FONT][FONT="]دستگاهی ساخت که با اصول رادارهای امروزی میتوانست امواجی را بسوی موانع بفرستد و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بازتاب آنها را دریافت دارد. آزمایش اساسی ارسال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
امواج الکترومغناطیسی [/FONT][FONT="]بسوی هواپیماهای در حال پرواز ، بوسیله یک دانشمند فرانسوی به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نام[/FONT][FONT="] « [/FONT][FONT="]پیر داوید[/FONT][FONT="] » [/FONT][FONT="]انجام یافت. در آغاز[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]جنگ دوم جهانی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بود که تکنسینهای انگلیسی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]موفق شدند، نخستین مدلهای راداری امروزی را بسازند. اما کار او یک مشکل اساسی داشت[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]امواج تا نقطهای که او میخواست نمیرسیدند و تنها تا پنج هزار متر برد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]داشتند[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]به همین دلیل یک فرانسوی دیگر به نام[/FONT][FONT="] "[/FONT][FONT="]موریس پونت[/FONT][FONT="]" [/FONT][FONT="]در سال[/FONT][FONT="] 1930 [/FONT][FONT="]موفق به اختراع دستگاهی جالب به نام[/FONT][FONT="] "[/FONT][FONT="]مانیترون[/FONT][FONT="]" [/FONT][FONT="]شد که امواج بسیار کوتاه رادیویی را بوجود[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]میآورد و به همین دلیل رادارهایی که به کمک این وسیله تکمیل شدند توانستند تا دهها[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]کیلومتر بیش از رادا[/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="]قبلی امواج را ارسال کنند. دستگاه اختراعی پونت در سال 1935[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ابتدا در کشتی معروفی به[/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="] نام[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نرماندی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نصب شد و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]توانست آن را از خطر برخورد با کوههای عظیم یخی شناور در اقیانوس محافظت کند و به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]این ترتیب[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رادار لاوه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بر استفاده وسیع در هوا ،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سطح دریاها را هم به تسخیر خود در آورد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT] [FONT="]
[/FONT]
[FONT="]مکانیسم عمل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif[FONT="] [/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]همانطور که امواج دریا و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]امواج صوتی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پس از رسیدن به مانعی منعکس[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]میشوند، امواج الکترومغناطیسی هم وقتی به مانعی برخورد کردند، بر میگردند و ما را[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]از وجود آن آگاه میسازند. به کمک امواج الکترومغناطیسی نه تنها از وجود اجسام در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فاصله دور باخبر میشویم، بلکه بطور دقیق تعیین میکنیم که آیا ساکن هستند یا از ما[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دور و یا به ما نزدیک میشوند؟ حتی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
سرعت [/FONT][FONT="]جسم نیز بخوبی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]قابل محاسبه است. وقتی امواج منتشر شده از رادار ، به یک جسم دور برخورد میکنند،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به طرف نقطه حرکت بر میگردند. امواج برگشتی توسط دستگاههای خاص در مبدا تقویت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]میشوند و از روی مدت رفت و برگشت این امواج ، فاصله بین جسم و رادار اندازه گیری[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]میشود[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="] [/FONT]
کاربردها كاربردهاي سامانه هاي اطلاعات جغرافيايي ([1]GIS ) و سنجش از دور (RS) در كشاورزي
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.jpg
مقدمه :
سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي (Geographical Information System ) در اوايل دهه 1960 براي اولين بار در كانادا مطرح شد و در دهه80 جنبه جهاني يافت . هم اكنون مؤسسات بزرگ و حتي شركتهاي كوچك كه شمار كاركنان آنها از تعداد انگشتان دست تجاوز نمي كند با سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي كار مي كنند. اكثر كشورهاي پيشرفته اقدام به ايجاد سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي ملي و فراگير نمودهاند تا بتوانند اطلاعات و دادههاي ذيقيمتي را در اختيار ادارات و شركتهاي دولتي و خصوصي قرار دهند. بدين طريق آنها از دوباره كاري ها در امر جمع آوري دادهها و رقوي كردن نقشهها جلوگيري مي كنند. امروزه بستههاي نرم افزاري زيادي براي سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي نوشته شده و با اينكه دادههاي ورودي براي همه آنها شبكهاي و برداري است ، ترتيب قابل قبول براي آنها تفاوت مي كند (6). به طوركلي ازيك سيستم اطلاعات جغرافيايي براي جمعآوري ، ذخيره و تجزيه و تحليل دادههايي استفاده مي شود كه موقعيت جغرافيايي آنها يك مشخصه اصلي و مهم محسوب مي شود. به عبارت ديگر اين سيستم براي جمع آوري وتجزيه و تحليل كليه اطلاعاتي كه به نحوي با موقعيت جغرافيايي در ارتباط هستند به كاربرده مي شود. در سيستم هاي جغرافيايي براي هرپديدة جغرافيايي دو مسئله مد نظر است : پديده چيست ؟ و در كجا قرار دارد ؟ از آنجا كه حجم داده هاي جغرافيايي بسيار زياد است، لذا قدرت سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي، يك عامل حياتي در آناليز اين داده ها محسوب مي شود (1). GIS هرگز نمي تواند به تنهايي وجود داشته باشد بلكه نياز به وجود سازمان منسجمي از نيروي انساني ، تجهيزات و تسهيلات مي باشد تا مسئوليت پياده سازي و نگهداري GIS را بعهده بگيرد. خروجي اطلاعات در GIS به شكل نقشه يا جدول مي باشد (1). كشاورزي از چنان اهميت بنيادي برخوردار است كه همواره بيشتر ازديگر منابع طبيعي مورد توجه بوده است و كشورهاي توسعه يافته، داراي سرويسهاي ملي منظمي براي تهيه گزارشهاي آماري در رابطه با كشاورزان ، شرايط رشد گياهان ، توليد محصول سالانه و پيشبيني عرضه و تقاضا در بازارهاي ملي و بين المللي محصولات كشاورزي مي باشد. يكي از مهمترين توانايي هايGIS توانايي روي هم گذاري (Overlay)نقشه هاي مختلف يك منطقه براي رسيدن به يك نقشه كامل قابل استفاده براي كاربردهاي مورد نظراست. به طوريكه براي تهيه نقشه كاربردي يك منطقه كه به طور جامع شامل اطلاعات خاكشناسي، پوشش گياهي، هيدرولوژي و توپوگرافي مي باشد، ابتدا چهار نقشه مربوطه را جداگانه تهيه نموده و با نرم افزارهاي GIS اين چهار نقشه را روي هم گذاري (Overlay ) مي كنيم تا يك نقشه جامع از منطقه مورد نظر حاصل آيد. به طور كلي مي توان گفت در عمليات روي هم گذاري، برخورداري تمامي نقشه هاي ورودي از سامانه مختصات يكسان و همچنين صحت مكاني بالاي پديده ها مي باشد، بعلاوه در داده هاي رستري اندازه سلول تمامي نقشه هاي ورودي هم با هم برابر باشند.
سنجش از دور عبارت است از علم و هنر كسب اطلاعات در مورد اجسام ، اراضي يا پديدههاي مختلف، به كمك جمعآوري اطلاعات از آنها ، البته بدون تماس با پديدههاي تحت بررسي و به طور خلاصه « علم و هنر كسب اطلاعات از پديدهها يا اجسام بدون تماس با آنها» است(4). هر سيستم سنجش از دور كه از تابش الكترومغناطيسي استفاده مي كند، چهار قسمت اساسي دارد: منبع، برهم كنش ( اثر متقابل ) تشعشعات با سطح زمين، برهم كنش تشعشعات با جو زمين و سنجيده . منبع تابش الكترومغناطيسي مي تواند طبيعي باشد، مانند نور بازتابيده خورشيد يا گرماي گسيل شده از زمين، يا مصنوعي باشد ، مانند رادار ميكروموج. بر هم كنش با سطح زمين : مقدار و مشخصه هاي تابش وبازتابيده از سطح زمين به مشخصههاي اشياي روي سطح زمين بستگي دارد.
سنجنده : تابش الكترومغناطيسي كه با سطح و جو زمين بر هم كنش مي كند به وسيله سنجيدهاي مانند تابش سنج يا دوربين عكاسي ثبت مي شود يا به عبارتي هر وسيلهاي كه اشعه الكترومغناطيسي منعكس شده از پديدههاي مختلف يا ساير انرژيهاي ساطع شده ( مثل مادون قرمز حرارتي ) را جمع آوري نموده و به شكلي مناسب ، براي كسب اطلاعات از محيط اطراف ارائه دهد سنجنده (Sensor) ناميده مي شود(2).
سكوها : در سنجش از دور سكو ( Platform) به محلي اطلاق مي گرددكه سنجيده در آن قرار مي گيرد. سكوها به طور كلي شامل سكوهاي زيرزميني ، سكوها هوائي و سكوهاي فضائي هستند كه در زير ، اشاره كوتاهي به آنها خواهد شد.
بازتابش نور از گياهان در شرايط مختلف متفاوت مي باشد كه در زيرمختصرا به آن مي پردازيم:
اثر رطوبت بر انعكاس گياهان
تغييرات انعكاس گياهان داراي طرح انعكاس يكساني هستند به طوريكه همگي در محدوده مرئي انعكاس كمي دارند و بعد از آن انعكاسشان شديداً زياد مي شود. در بخش مرئي انعكاس خيلي كم است چون نور توسط رنگدانه ها و كلروفيل گياهان جذب مي گردد. در گياهان بيشتر بازتابش در محدوده مرئي از نور سبز هستند و به همين علت است كه گياهان به رنگ سبز ديده مي شوند، در طول موج مادون قرمز نزديك به طور ناگهاني انعكاس زياد شده و ثابت مي ماند و به تدريج بازتاب كمتر مي شود (بعد از طول موج مادون قرمز نزديك ) و بعد از آن در محدوده مادون قرمز مياني جذب زياد و بازتابش كم مي شود. در محدوده مادون قرمز نزديك بافت و ساختمان درون سلولي تعيين كننده ميزان بازتاب ها است. در حالت تنش خشكي در سه طول موج 4/1،9/1، 6/2 به جاي افت بازتابش، افزايش بازتاب داريم و در حالت مرگ گياه با خشك گياه، فعاليت بافتي متوقف شده و در نتيجه بازتاب در ناحيه مادون قرمز نزديك خيلي كم مي شود و اگر خشك شدن گياه با تغيير رنگ حاصل شود در منطقه مرئي تغييرات ايجاد مي شود. انعكاس گياه در محدوده مادون قرمز مياني، نسبتاً كم است. به خصوص در طول موجهاي 4/1 ، 9/1 ، 6/2 ميكرومتر ، اُفت شديد انعكاس به چشم مي خورد . انرژي الكترومغناطيسي در طول موجهاي ياد شده ، شديداً به وسيله مولكولهاي آب درون گياه جذب مي شوند (باندهاي جذب آب). ضمناً حالت كاهش رطوبت به ميزان كمتر از 40 % به طور طبيعي در پائيز اتفاق ميافتد و دراين حالت كلروفيل گياه نيز در حال ازبين رفتن مي باشد و بنابراين انعكاس در بخش مرئي نيز افزايش مي يابد(6).
جذب رنگدانه در طول موجهاي مرئي تابش الكترمغناطيسي
گياهان عالي داراي چهار رنگدانه اصلي هستند، كلروفيل a ، كلروفيل b ، كاروتن و گزانتوفيل ، كه همه آنها نور مرئي را براي فرايند فتوسنتزي جذب مي كنند. كلروفيل a و b ، كه رنگدانههاي مهمتري هستند، بخشي از نور آبي و سرخ را جذب مي كنند ، كلروفيل a طول موجهاي 43/0 و 66/0 و كلروفيل b طول موجهاي 45/0 و 65/0 را جذب مي كند. رنگدانههاي كارتنوئيدي ، كاروتن و گزانتوفيل ، هر دو نور آبي وسبز رادر تعدادي از طول موجها جذب مي كنند. تفاوتهاي عمده در بازتابندگي متوسط نور سبز، و بازتابندگي شديد تابش فرو سرخِ نزديك ، تفاوتهاي عمده در بازتابندگي برگ در ميان گونههاي گياهي مختلف ، به طور مستقيم به ضخامت برگ بستگي دارد كه به نوبه خود بر ميزان رنگدانه و ساختار فيزيولوژيكي برگ مؤثر است. براي مثال ، برگ ضخيم ساقه گندم، بيشترِ تابشِ رسيده به آنرا جذب مي كند و تنها بخش اندكي از تابش خود را عبور مي دهد، در حالي كه برگ نازك كاهو تمايل زيادي به عبور تابش نشان مي دهد و بخش اندكي راجذب مي كند. مساحت برگهاي درون سايه انداز گياهي را مي توان به وسيله شاخص سطح برگ ثابت كرد و شاخص سطح برگ بنا به تعريف عبارت است از مساحت واحد برگ بر مساحت واحد سطح زمين در سايه اندازهايي كه شاخص سطح برگ بالايي دارند، مانند چراگاهها ويژگيهاي بازتابندگي دو راستايي سايه انداز با ويژگيهاي نيمكرهاي برگ يكسان است. در چنين موردي، سايه انداز گياهي داراي بازتابندگي دو راستايي آبي و سرخ نزديك بازتاندگي دو راستايي سبز متوسط و بازتابندگي دو راستاي فروسرخ نزديك و مياني زياد است. هرچند اين ويژگيهاي بازتابندگي براي محصولات علفي سالم بر روي خاكي كه رس متوسط دارد، كاملاً برقرار است. اما در محيطهاي مختلف، تغييرات قابل ملاحظهاي از خود نشان مي دهند. بازتابندگي دو راستايي مي تواند به علت اثرات خاك زمينه، وجود گياهان مسن ، ارتفاع زاويهاي خورشيد و سنجنده ، شكل هندسي سايهانداز و برخي تغييرات ناگهاني و آب و هوايي سايه اندازبهشدت تغيير كند (13).
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg
تأثيرسن گياه :
همچنان كه سن گياه بيشتر شده و زمان برداشت محصول نزديكتر مي شود بازتابندي فروسرخ نزديك برگ كاهش چنداني نمي يابد . اما از بين رفتن رنگدانههاي گياهي، باعث افزايش بازتاب طول موجهاي آبي و سرخ مي شود. در نتيجه ، رابطهاي مثبت بين بازتابندگي دو راستايي در هر طول موج و شاخص سطح برگ گياهان مسن وجود دارد(13).
مثال هايي از كاربرد GISو RS دركشاورزي براي درك اهميت آن :
مثال (1): خريداران بزرگ محصولات كشاورزي براي تصميم گيري در مورد اينكه چه هنگام نسبت به خريد كالا اقدام نمايد، تا اندازه اي از دادههاي ماهوارهاي براي پيش بيني وضعيت محصولات استفاده مي كنند. دانستن اين مسئله كه مقدار محصول، بيشتر يا كمتر از حد معمول خواهد بود، در صورتي كه به موقع مشخص شود بسيار با ارزش است حتي اگر سطح دقت موجود در اطلاعات بسيار كم و كلي باشد. بعضي كمپاني ها مانند ( Earth Satellite Corporation) اين نوع گزارش هاي مربوط به وضعيت محصولات را به طور تجاري در اختيار مي گذارد مثلا كمپاني ((Agriculture Canada از تصاوير ماهواره اي براي تعيين وضعيت محصول گندم در كانادا استفاده مي كند(6). بعنوان مثال هنگام خشكسالي چمنزارها در سال 1988 ، اين سيستم به طور هفتگي گزارشهاي مربوط به ارزيابي محصولات را ارائه نمود و پس از آن داده هاي فوق براي نمايش شدت خشكسالي بكار رفتند. دپارتمان منابع آب كاليفرنيا به منظور پيش بيني آب مورد نياز جهت آبياري، با استفاده از تصاوير ماهوارهاي مساحت زمينهاي زراعي را تخمين زده است.اين دپارتمان از اين تخمين ها براي تعيين ميزان آب مخازن و نيز ميزان آب مورد نياز در شبكه آبياري استفاده مي كند. دقت مورد درخواست از تصاوير ماهواره اي، مانند ساير منابع داده هاي جغرافيايي، بستگي به كاربرد مورد نظر دارد. مسئله اساسي سطح دقت مورد نياز براي اخذ تصميمات صحيح مي باشد. اين موضوع ثابت شده است كه دقت مكاني داده هاي حاصل از سيستم هاي سنجش از دور ماهواره اي براي طيف گسترده اي از نيازهاي اطلاعات عملي كافي مي باشد. فرض كنيد كشورمان قصد وارد كردن گندم از خارج كشور را دارد، با توجه به اينكه قيمت گندم در بازارهاي جهاني در زمانهاي مختلف متفاوت است پس ما ابتدا بايد روشهايي را اتخاذ كنيم تا در ارزانترين زمان گندم مورد نيازمان را خريداري كنيم ولي اين كار مستلزم دانستن ميزان گندم مورد نياز كشوراست كه از سالي به سال ديگر متفاوت است ، زيرا با توجه به اينكه قسمت قابل توجهي ازگندم كشورمان ازكشت ديم آن حاصل مي شود و ميزان عملكرد كشت ديم با توجه به تغييرات وضعيت جوي متفاوت است ما هرساله نيازمان به واردات گندم نيز تغييرمي كند. حال اين مشكلي است كه كشور ما با آن مواجه است زيرا مجبور است تا گزارش نهايي ميزان توليد گندم داخلي صبر كند و بعد گندم مورد نياز را وارد كند كه اين زمان مصادف با گران شدن گندم در بازارجهاني است زيرا تقاضاي براي خريد گندم زياد است در نتيجه قيمتها بالاست و كشور مجبور است هزينة گزافي را به علت عدم توان پيشبيني گندم مورد نيازش پرداخت كند. حال اگر ما بتوانيم نقشه زمينهاي ديم تحت كشت گندم را تهيه كنيم و بر اساس ميزان بارندگي پائيز و ساير مسائل جوي مدلي براي عملكرد در نقاط مختلف تهيه كنيم خيلي زود ميزان توليد داخلي تا حد نسبتاً دقيقي مشخص مي شود ( با توجه به اينكه توليد گندم آبي تقريباً ثابت است و يا به راحتي با توجه به سطح زيركشت قابل برآورد است ) و ميتوان در زماني مناسب گندم را با قيمت پائينتر خريد كه اين كار با استفاده از تكنولوژي سنجش از دور و GIS عملي است كه چگونگي انجام آن از حوصله اين بحث خارج است. از موارد استفاده ديگر GIS در كشاورزي مي توان به تهيه نقشه Agro-Climate –Zone ومساحت هريك از نواحي آن، با تركيب فاكتور هاي رطوبت قابل دسترس و حرارت، جهت برنامه ريزي كلان و ملي اشاره كرد كه در اين موارد با داشتن مدل رقومي ارتفاع ، لايه متوسط بارندگي سالانه و اطلاعات هوا شناسي به راحتي اين نقشه با استفاده از نرم افزار Idrisi قابل تهيه است.
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.jpg
مثال(2): تخمين عملكرد يك محصول زراعي با استفاده از سنجش از دور RS و GIS
ابزار سنجش از دور نه تنها توانايي تشخيص طبقهبندي كشت محصولات زراعي را در يك منطقه دارد بلكه توانايي تشخيص سطح زير كشت و تخمين عملكرد را نيز داراست. با توجه به اينكه اطلاعات به روز يكي از نيازات پايهاي و اساسي براي تصميم گيري و مديريت مي باشد ، بنابراين مديريت و تصميم گيري براي تحويل محصولات غذايي براي فروش ، نياز به اطلاعات به هنگام شده سطح زيركشت محصولات زراعي و عملكرد آنها ميباشد. در اين رابطه دركشور هند پروژهاي تحت عنوان « تعيين سطح زير كشت محصولات زراعي و تخمين توليد » با استفاده از دادههاي ماهوارهاي براي پيشبيني سطح زير كشت و عملكرد محصولات مختلف قبل از برداشت دردست اجراست واين درتصميمگيريهاي اقتصادي بسيار مهم است كه اين اطلاعات قبل از برداشت در دست دولت باشد . اين مطالعه روي برنج و خردل و سيب زميني انجام شد و نشان دادكه اين تكنيك نه فقط براي پيشبيني عملكرد ، بلكه براي نظارت برشرايط محصولات تحت كشت مفيد مي باشد. اين اطلاعات همچنين براي پياده كردن يك سيستم كشاورزي پايدار در منطقه مفيد مي باشد(9).
مثال(3): مدلسازي ديناميك عملكرد محصولات زراعي با استاندارد از GIS :
با توجه به اينكه سيستمGIS داراي بانك اطلاعاتي قوي مي باشد كه توانايي به روز رساني اطلاعات را آسان مي كند مي توان با ارتباط آن به سيستم هاي مدلسازي زراعي و وارد كردن متغيرهايي از قبيل شرايط خاك ، توپوگرافي و متغيرهاي اقليمي كه دائماً در حال تغيير هستند يك شبيه سازي دقيقي براي عملكرد گياهان زراعي انجام داد كه براي پيشگويي عملكرد در منطقه با توجه به شرايط همان سال بسيار مفيد خواهد بود(19). در بررسي خصوصيات بازتابش طيفي گوجهفرنگي در تاريخهاي كشت مختلف با استفاده از سنجش از دور RSو GIS مشاهده شد كه هرچه گوجه فرنگي ديرتركاشته شود در يك زمان مشابه بازتابش كمتر مي گردد و ميزان آن در 90-80 روز بعد ازنشاءكاري در همه تاريخهاي كشت ، كاهش نشان داد كه به علت زرد شدن و ريزش برگها در كانوپي گوجه فرنگي بود(12).
مثال (4): ارتباط GIS و RS با استرس خشكي:
با توسعه RS و رسيدن درجه تفكيك طيفي 10 نانومتر يا كوچكتر، بررسي دقيقتر صفات مختلف فيزيكي گياه ممكن شد. پاسخهاي محصولات زراعي به استرسهاي محيطي از قبيل كمبود مواد خشكي، يخبندان و آفات نيز ممكن است به خوبي خصوصيات كمي قابل تشخيص و طبقه بندي باشد. اين آزمايش با استفاده ازآناليز تصاوير ماهوارهاي كانوپي برنج در دوره تنش خشكي در فاز رويشي است. اطلاعات مربوط به خصوصيات طيفي آن از انعكاس طيفي با درجه تفكيك طيفي بالا استخراج شدند. همبستگي بين سطوح كمبود آب و تغييرات در پارامترهاي طيفي مطالعه شدند و پتانسيل كاربرد اين روابط براي تخمين قدرت و وضعيت كمبود آب ارزيابي شد. براي ارزيابي خصوصيات طيفي كانوپي در شرايط تنش خشكي از داده هاي Hyperspectral (تعداد باند طيفي باريك زياد ) زمين مرجع در بالاي كانوپي برنج در سطوح مختلف كمبود آب بررسي شد. زمان اندازه گيري در مرحله 8 تا 9 برگي درفازرويشي (پوشش گياهي70% ) وشش روز پس از تيمار استرس با يك اسپكتروديامتر قابل حمل در ظهر خورشيدي (10 سطح تيمار استرس در سه سطح تكرار ).آزمايشات نشان داده است كه انعكاس طيفي به استرس خشكي حساس است و باند هاي مختلف پاسخهاي گوناگوني به تنش خشكي دارند. در اين ميان انعكاس 8 طول موج رابطه خطي معني داري با سطوح استرس داشت (r>0.61) و انعكاس 2245 نانومتر بالاترين همبستگي ( 80% ) را داشت اما به خوبي طول موج2113.5 نانومتر نيست(13).
مثال(5): تجزيه و تحليل كمي ( شيوه اي براي استخراج اطلاعات مفيد از تصاوير ماهوارهاي )
براي تعيين يا براورد مشخصات كمي از يك پديده مثلاً ميزان شوري آب، درجه حرارت آب، ميزان وزن بيوماس زير توده يك توده مرتعي، تعيين پارامترهاي كمي در جنگل ( تعداد درختان در واحد سطح )و ...
روش كار به طور كلي به اين صورت است كه ابتدا تعدادي پلات در منطقه مي گيريم (با رعايت اصول آماري و نمونه برداري تخصصي از نقاطي كه گوياي تغييرات كلي منطقه باشند) سپس مختصات محل پلاتها را با استفاده از 1GPS تعيين و روي تصوير ماهوارهاي تطابق داده شده قرار ميدهيم، بعد تجزيه وتحليل آماري انجام مي دهيم تا ببينيم آيارابطه اي بين پارامتري كه در سطح زمين اندازه گيري كرديم وDN هاي تصاويرماهواره ايي مربوط به آنها وجود دارد، يعني ما مي توانيم با داشتن اين رابطه ها و DN ها صفت مورد مطالعه را در نقاط مختلف تعيين كنيم. مورد شوري در مثال زير گويا اين موضوع است(11).
مثال (6): تعيين ميزان شوري خاك با داده هاي ماهوارها ي (درويش صفت ،1377)
مراحل كار:
1- انتخاب محليكه پوشش گياهي بسياركمي داشته داشته باشد (نزديك درياچه حوض سلطان قم )
2- نمونه برداري خاك از منطقه اي كه تصوير ماهواره اي آن نيز در دسترس بود به طور تصادفي 30 نمونه با فواصل 30*30 متر (مشابه با درجه تفكيك زميني ماهواره يا GRE 1 )
3- تعيين ميزان شوري خاك در آزمايشگاه
4- تعيين رابطه رگرسيوني بين ميزان شوري و ميزان بازتابش ثبت شده در تصاوير ماهواره اي (Y=aX+b) كه Yپارامتر شوري و X برابر DN تصاوير ماهواره اي مي باشد و از اين رابطه و با داشتن تصاوير ماهوارهاي منطقه ) DN) ، ميزان شوري تعيين مي شود. مثالهاي ديگر رسيدن از DN به شاخصهاي گياهي چون LAI,LDW,DM,YIELD و ... است كه در ادامه توضيح داده مي شود.
برآورد سطح زيركشت، عملكرد و خصوصيات گياهي مثل LAI,TDW و .. با استفاده از تكنيكهايGIS و RS
تخمين عملكرد برنج با استفاده از داده هاي ماهوارهاي Landsat5 (13)
روش كار:
اندازه گيري راديومتريك با باند هاي مشابه ماهواره Landsat5 با راديومتر دستي از بالاي كانوپي گياهي
محاسبه VIs (شاخصهاي گياهي) و اندازه گيري خصوصيات گياهي مثل LAI, Grain Yield و LDW از نمونه هاي مربوطه و در نهايت با استفاده از روابط زير مي توان عملكرد را پيش بيني كرد.
NDVI = (NIR-R)/ (NIR+R)
Yield (kg/ha) = 34.3 * (NDVI field) – 237.85
NDVI sat = NDVI field + 0.1836
Yield (kg/ha) = 34.3 * (NDVI sat - 0.1836) – 237.85
NDVI sat: شاخص گياهي حاصل از داده هاي ماهواره ايي
NIR: نور مادون قرمز نزديك جذب شده توسط سنجنده
R: نور قرمز جذب شده توسط سنجنده
NDVI: شاخص گياهي
نتايج آزمايش:
ارزشهاي NDVI بدست آمده از داده هاي ماهواره اي همبستگي بهتري از ساير VIs (شاخص هاي گياهي) با عملكرد نشان داد. اين مطالعه سودمندي تكنيك RS را در بدست آوردن اطلاعات كشاورزي در سطح وسيع با هزينه كم را كه مي تواند براي آژانسهاي اقتصادي يا خبر گزاريها مفيد باشد نشان داد.
بعضي عناوين تحقيقاتي ديگر در زمينه كاربرد GIS , RS در كشاورزي
1-مدلسازي رشد برنج با استفاده از خصوصيات طيف بازتابشي آن(22).
2-تعيين ميزان همبستگي بين ميزان روغن و ارزش DN (Digital Number) يا شدت باز تابش نور از گياه
3-تخمين سطح زير كشت و عملكرد محصولات زراعي با استفاده از تكنولوژي سنجش از دور(14).
4-ارزيابي پتانسيل اقتصادي توليد يك محصول زراعي با استفاده از تكنولوژي GIS (14).
5-تصميم گيري پايدار در مورد كاربري اراضي در مناطق شهري و حومه با استفاده ازتكنولوژي GIS و مدلسازي(13).
نتيجه گيري:
جوامع بشري براي رسيدن به موفقيت، وابستگي زيادي به توانايي جمع آوري و تجزيه و تحليل اطلاعات جغرافيايي پيدا كرده است. جمعيت جهان در حال افزايش بوده و در عين حال منابع در حال كمياب شدن، مي باشند.
تقسيم بنديهاي جديد شهري، معدن، نيروگاه، تعيين سطح زير كشت گياهان زراعي وتخمين عملكرد،حفاظت از منابع طبيعي و يا حتي محل دفن زباله، پروژه هايي هستند كه بوسيله آژانسهاي محيط زيست مورد موشكافي قرار گرفته و اغلب دستخوش اعتراضات عمومي قرار مي گيرند. در مقياس بين المللي، مواد زائد هسته اي، باران هاي اسيدي، بيابان گرايي (Desertification) (تبديل اراضي به بيابان)، مواد سمي شيميايي و جنگل زدايي (Deforestation) مسائل شناخته شده جهان مي باشند كه مستقيماً بر روي موفقيت اقتصادي و اجتمايي جوامع بشري اثر مي گذارد. سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي (GIS)، ابزار قدرتمندي براي تجزيه و تحليل سيستم هاي مربوط به اينگونه مسائل مي باشند. اين سيستم روشهاي انعطاف پذيري را براي كشف ارتباط بين داده هاي جغرافيايي فراهم مي كنند و به متخصصين رشته هاي مختلف اين امكان را مي دهد كه معلوماتشان را براي حل مسائل پيچيده در كنار يكديگر قرار دهند.بنابراين، موفقيت ما در ارتباط با بسياري از مسائل زيست محيطي، به اينگونه تلاش همه جانبه و فراگير بستگي دارد. با استفاده از تكنولوژيGIS اطلاعات جغرافيايي را مي توان جمع آوري و در راههاي جديد بكاربرد.GIS روشهاي عملي به منظور مديريت پايگاههاي اطلاعات فضايي (Spatial) بزرگ و گوناگوني، پيشنهاد مي نمايد و امكانات موثري را براي درك ارتباط پديده هاي مختلف فراهم مي نمايد. بسياري از تصميم گيرنده ها و مديران در صورتي كه مجبور به اداره مسائل پيچيده بوده و يا با تصميم گيري هاي مشكلي مواجه باشند، متوجه شده اند كه تكنولوژيGIS بسيار لازم و اساسي خواهد بود. در دو قرن گذشته، تكنولوژيGIS با سرعت قابل توجهي گسترش پيدا كرده است. تاكنون، تغييرات تكنولوژيك سريعتر از تغييرات موسسه اي و عملي اتفاق افتاده است. ما در حال حاضر در ابتداي بررسي خيلي از مسائل اجتمايي، حقوقي، مديريتي مي باشيم كه با استفاده از سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي (GIS) همراه و توام مي باشند.
· نظامي ·
درجنگ جهاني دوم زمانيکه رادار وارد صحنه نبرد شد، انگلستان پيگاههاي وسيعي را با رادار مجهز کرد و به اين ترتيب هواپيماهاي آلماني در کار خودشان دچار اختلال شدند. به عقيده بسياري از کارشناسان همين رادار بود که آلمان را علي رغم حملههاي گسترده هوايي بر روي شهرهايي نظير لندن ، ناکام گذاشت. همچنين بسياري از زير دريايي هايي که تعداد زيادي از کشتيهاي حمل و نقل و ناوهاي جنگي متفقين را به قعر دريا میفرستادند، با کمک رادارها شناسايي شدند و در عمليات گوناگون خود دچار شکست گرديدند. رادارها حتي در توپخانهها ، موشک اندازها و جنگ هاي زير درياييها نيز وارد عمل شدند و توجه قدرتهاي بزرگ تسليحاتي را ، حتي پس از شکست هيتلر و پايان جنگ جهاني به خودشان جلب کردند. اما صرف نظر از کاربردها نظامي، رادار خدمات صلح آميز بسياري را بري انسان امروزي در برداشته است. کاهش سوانح در مسافرت هاي دريايي و هوايي همگي مديون رادار هستند.
· علمي در حقيقت يکي از مهمترين کاربردهاي علمي رادار با آغاز عصر فضا بوجود آمد و بشر توانست براي اولين بار با کمک رادار به فضا دسترسي پيدا کند و حتي سطح سياره ها و اشکال گوناگون آنها را شناسايي کند. اين موفقيت سالها قبل از آن بود که سفينه ها بتوانند از سطح سيارات عکسبرداري کنند. بنابرين رادار علي رغم خرابي هاييکه با گسترده تر کردن جنگ ها به وجود آورد، توانست خدمات بسيار ارزنده اي را براي جامعه بشري به ارمغان آورد و انسان اين همه را مديون طبيعت بي ادعاست!
· صنعتي وبازرگاني شناسايي حضور يا عدم حضور يک جسم در فاصله هاي مشخص – عمدتاً آنچه را که توسط رادار شناسايي میشود متحرک مي باشد ( مانند هواپيما ) اما رادار قادر به شناسايي حضور اجسام که مثلاً در زير زمين نيز مدفون شده اند، میباشد. در بعضي از موارد حتي رادار میتواند ماهيت آنچه را که میيابد مشخص کند، مثلاً نوع هواپيميي که شناسايي میکند. شناسايي سرعت آن جسم- دقيقاً همان هدفي که پليس از آن در بزرگراهها براي کنترل سرعت خودروها از آن استفاده میکند.
· مثالي از کاربرد رادار حال بياييد در مورد نمونه اي واقعي از راداري كه براي شناسايي هواپيماهاي در حال پرواز بكار ميرود صحبت كنيم. سيستم رادار در ابتدا با روشن كردن فرستنده ، يك دسته موج راديويي متراكم در آسمان و در جهات مختلف پخش ميكند. اين ارسال براي چند ميكروثانيه صورت ميپذيرد، حال فرستنده خاموش شده و گيرنده سيستم رادار مترصد دريافت پژواك امواج كه به همراه اطلاعات حاصل از پديده داپلر نيز هستند ميماند. امواج راديويي با سرعتي معادل سرعت نور حركت ميكنند، تقريباً در هر ميكروثانيه 300 متر را در فضا طي ميكنند؛ حال اگر سيستم رادار مذكور داراي يك ساعت بسيار دقيق و قوي باشد، ميتواند با دقت بسيار بالايي موقعيت هواپيما را مشخص كند، با استفاده از روشهاي خاص پردازش سيگنال براي تحليل پديده داپلر بر روي موجهاي برگشتي ميتوان به دقت سرعت هواپيما را مشخص كرد.
آنتن رادار ، يك دسته پالس امواج راديويي كوچك (اما قدرتمند) را با يك فركانس مشخص منتشر مي سازد. هنگامي كه امواج به يك جسم برخورد ميكنند منعكس شده و در اثر پديده داپلر فشرده تر يا گسسته تر ميشوند. همان آنتن وظيفه دريافت امواج منعكس شده را كه البته بسيار كمتر از امواج ارسالي هستند بر عهده دارد. در رادارهاي زميني قضيه خيلي پيچيدهتر از رادارهاي هوايي است، هنگامي كه يك رادار پليس به ارسال پالس موج راديويي ميپردازد بخاطر وجود اجسام بسيار در سر راهش مانند نردهها، پلها، تپه ها و ساختمانها پژواكهاي بسياري را دريافت ميدارد، اما از آنجايي كه تمام اين اجسام ثابت هستند به جزء خودروها مورد نظر، لذا سيستم رادار خودروهاي پليس ، از ميان امواج منعكس شده، فقط آنهايي را انتخاب ميكند كه در آنها پديده داپلر قابل شناسايي است،( آن هم به اندازه اي كه جسم متحرك اضافه سرعت داشته باشد،) در ضمن آنتن اين رادارها بسيار دهانه تنگي دارند، چرا كه فقط بر روي يك خودرو تنظيم ميشوند. البته امروزه پليسها در برخي كشورها از جمله كشور خودمان از تكنولوژي ليزر براي تعيين سرعت خودروها در بزرگراهها استفاده ميكنند. اين تكنولوژي به نام «ليدار» شناخته ميشود. در اين مدل بجاي امواج راديويي از اشعه نوري متمركز (يا همان ليزر) استفاده ميشود.
· فضايي جابجايي اجسام - شاتلهاي فضايي و ماهوارههاي دوار بر دور کره زمين از چيزي با عنوان
رادار حفره هاي مجازي براي تهيه نقشه از عوارض جغرافيايي سطح زمين ، ماه و ديگر سيارات استفاده میکنند.
· رادار در طبيعت شايد رادار طبيعي بيشترين استفاده را براي خفاش دارد. چرا که اين پرنده شب پرواز ، داراي حس بينايي ضعيفي است و به کمک طبيعت راداري که دارد، میتواند موانع دور و برخود را تشخيص دهد. خفاش هنگام پرواز فريادهاي ابر صوتي خاصي ايجاد میکند که پس از برخورد با اجسام مختلف ، منعکس میشود و به گوش خفاش میرسد. بوسيله همين پژواک صداهاي ابر صوتي است که نوع مانع و فاصله آن را تشخيص میدهد و طوري پرواز میکند که از تصادم با آنها در امان باشد.
بالنها و دلفينها نيز از همين پديده بازتاب استفاده میکنند که در مورد بازتابهاي صوتي به آن "سونار" گفته میشود.
· رادار هواشناسي در سالهاي اخير رادار براي افزايش كارايي پيشبيني وضع هوا به ابزاري بسيار ارزشمندي تبديل شده است. file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.jpgزمينههاي استفاده از رادار در هواشناسي به شرح زير است : - تعيين فاصله هدف (ابر، منطقه بارش، جبهه ها و …) تا ايستگاه مورد نظر; file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.jpg2- شناخت نوع هدف (انواع جبهه ها، انواع ابرها و …); 3- شناخت نوع ريزش (باران، تگرگ، برف و …); 4- شناخت موقعيت و ارزيابي انواع سيكلونهاي حارهاي و توفندها; 5- شناخت مسير حركت و تعقيب روند تغييرات تظاهرات فوق در مسير حركت. file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif كار رادار براساس خاصيت قطرات آب و ذرات بلور موجود در ابرهاست كه مانند مانعي، امواج ارسال شده از رادار مستقر بر سطح زمين را منعكس ميكنند. از آنجا كه سرعت امواج الكترو مغناطيسي، ثابت (300.000 كيلومتر در ثانيه) است مي توان با استفاده از ارسال امواج و سنجش زمان رفت و برگشت آنها، فاصله هدف از ايستگاه را مشخص كرد. دستگاه رادار از سه قسمت، يعني فرستنده، آنتن و گيرنده تشكيل شده است. شيوه كار بدين شكل است كه ابتدا بوسيله لامپ فرستنده (magnetron) ، ضربان منقطع از امواج الكترومغناطيس با فركانس بالا توليد مي شود و آن را از طريق آنتن رادار، كه در بيشتر موارد محدب است، به سمت مانع (مثلا ابر) مي فرستند؛ پس از برخورد به قطرات يا ذرات بلور موجود در ابر، بلافاصله به انعكاس پخشي دچار ميشوند و به سوي زمين بر ميگردند كه البته تنها قسمتي از آن از طريق آنتن رادار به گيرنده ميرسد زيرا دامنه ضربان مورد بحث در اين رفت و برگشت تضعيف ميشود، لذا آن را با دستگاه تقويت كنندهاي حدود يك ميليون برابر (106) تقويت ميكنند. file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpgاين امواج در مرحله بعد به صفحه تصوير(نوساننما) منتقل و سپس به صورت لكههاي نوراني مشخص ميشوند. از روي تصوير دريافتي ميتوان نوع تظاهرات جوي را به خوبي تشخيص داد؛ مثلا رگبار و ابرهاي تندري، در صفحه تصوير به صورت لكه هاي روشن و نامنظم ديده ميشود. در بين تظاهرات جوي ؛
جبهه سرد، واضحتر و روشنتر از بقيه تصاوير ديده ميشود به طوري كه امكان شناسايي و پيشبيني مسير حركت آنها با هيچ روشي تا اين حد موفق نيست.
نگسراد
نگسراد به معني نسل جديد رادارهاي هواشناسي است و چنين وسيلهاي براي سنجش و پيش بيني وقوع تغييرات ناگهاني آب و هوا (مثل توفان، گردباد) بكار ميرود. در اين وسيله از امواج الكترومغناطيس استفاده ميشود. براي اين امواج نيز ممكن است (همانند صدا) پديده دوپلر روي دهد.
همانطور كه ميدانيد گردباد متشكل از ذرّات ريز آب و هوا است كه با سرعت زياد حول محوري متحرّك در چرخشند. امواج رادار توسط نگسراد صادر ميشود. بازتاب اين امواج از ذرّات آب به سمت نگسراد بازميگردد. در اين حالت بسامد امواج فرستاده شده و بازتابيده با يكديگر مقايسه ميشوند. البته امواج بازتابي داراي بسامدهاي مختلفي هستند. ذرّات كه به سمت دستگاه در حركتند امواج رادار را با بسامد بالاتر باز ميتابانند (طبق پديده دوپلر). برعكس ذرّات كه در حال دور شدن از نگسراد هستند امواج رادار را با بسامدي پايينتر از بسامد ارسالي باز ميتابانند.
پردازشهاي كامپيوتري بر روي مقادير بسامد دريافتي تصاويري را مي سازد که نشانگر جهت و سرعت باد ميباشند.
[FONT="]استفاده از رادار عموماً در راستاي سه هدف زير ميباشد[/FONT][FONT="]: [/FONT] [FONT="]شناسايي حضور يا عدم حضور يك جسم در فاصلهاي مشخص[/FONT][FONT="] – [/FONT][FONT="]عمدتاً آنچه كه شناسايي ميشود متحرك است و مانند هواپيما، اما رادار قادر به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شناسايي حضور اجسام كه مثلاً در زيرزمين نيز مدفون شدهاند، ميباشد. در بعضي از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]موارد حتي رادار ميتواند ماهيت آنچه را كه مييابد مشخص كند، مثلاً نوع هواپيمايي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كه شناسايي ميكند[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]شناسايي سرعت آن جسم[/FONT][FONT="]- [/FONT][FONT="]دقيقاً همان هدفي كه پليس از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آن در بزرگراهها براي كنترل سرعت خودروها از آن استفاده ميكند[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]جابهجايي اجسام[/FONT][FONT="] – [/FONT][FONT="]شاتلهاي فضايي و ماهوارههاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دوار بر دور كره زمين از چيزي به عنوان رادار حفرههاي مجازي براي تهيه نقشه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]جزئيات، نقشههاي عوارض جغرافيايي سطح ماه و ديگر سيارات استفاده ميكنند[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]تمام اين سه عمليات ميتواند با دو پديدهاي كه شما در زندگي روزمره با آن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آشنائيد پياده شود: «پژواك» و «پديده داپلر» اين دو پديده به سادگي قابل فهم[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميباشند، چرا كه هر روزه شما با آنها در حوزه شنوايي خويش برخورداريد. رادار از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اين دو پديده در حوزة امواج راديويي استفاده ميبرد[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]پژواك و پديده داپلر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]پژواك پديدهاي است كه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شما هر روزه با آن برخورد داريد، اگر شما به داخل يك چاه و يا در يك دره فرياد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بزنيد، پژواك صداي شما چند لحظه بعد به گوشتان ميرسد. در واقع شما صدايتان را باز[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]خواهيد شنيد. پژواك بدين جهت رخ ميدهد كه بعضي از امواج صداي شما (به اين دليل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]واژه بعضي را آورديم كه صداي برخي از حيوانات مانند اردك در فركانس خاص امواج صداي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اين حيوان هيچگاه پژواكي ندارد) پس از برخورد به يك سطح (كه اين سطح ميتواند سطح[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آب، انتهاي چاه يا ديوارة كوه موجود در انتهاي دره باشد) به سمت شما باز ميگردد و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]گوش شما دوباره آنرا ميشنود. فاصله زمانياي كه بين فرياد شما تا شنيدن پژواك آن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]طول ميكشد با فاصله مكاني بين شما و آن سطح بازگردانندة پژواك ارتباط دارد[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]هنگامي كه شما به داخل يك چاه فرياد ميكشيد، صداي شما از دهانة چاه به سمت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]انتهاي چاه رفته و پس از برخورد با سطح آب انتهاي چاه منعكس ميشود. در اين حالت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اگر شما سرعت صدا را به طور دقيق بدانيد، با اندازهگيري زمان رفتوبرگشت صدا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميتوانيد عمق چاه را حساب كنيد[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]پديدة داپلر نيز بسيار معمول است. شما هر روز (بدون اينكه حتي از آن دركي داشته[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]باشيد) آن را تجربه ميكنيد. اين پديده زماني رخ ميدهد كه يك مولد امواج صوتي و يا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]منعكس كننده امواج صوتي داراي حركت باشد. مثلاً يك خودرو كه در حال بوق زدن است[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]حالت تشديد شدة پديدة داپلر در شكستن «ديوار صوتي» رخ ميدهد. در اين جا به درك اين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پديده ميپردازيم (ممكن است شما براي اينكه بهتر اين پديده را درك كنيد كنار يك[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اتوبان آن را تجربه كنيد) فرض كنيد كه خودرويي با سرعت 100 كيلومتر بر ساعت در حال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بوق زدن به سمت شما در حركت باشد. تا زمانيكه خودرو در حال نزديك شدن به شماست فقط[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]يك نت صوتي را ميشنويد (در واقع يك فركانس ثابت، در شماره گذشته راجع به فركانس[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]صحبت كرديم)، اما هنگامي كه خودرو به كنار شما ميرسد صداي بوق ناگهان تغيير كرده و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به عبارتي «بم» تر ميشود و بعد از لحظهاي كه از شما عبور كرد (و اگر همچنان[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]راننده در حال بوق زدن بود) ناگهان صدا بمتر نيز ميشود، در صورتي كه شما ميدانيد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كه صداي بوق هميشه ثابت است، كما اينكه راننده داخل خودرو در تمام مدت بوق زدن فقط[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نت واقعي بوق را ميشنود. اين تغييرات صوت شنيده شده توسط شما بوسيلة پديدة داپلر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]قابل توضيح است. اما آنچه كه رخ ميدهد: «سرعت صوت» مقداري ثابت است، براي سادهتر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شدن محاسباتمان سرعت صورت را 1000كيلومتر در ساعت در نظر بگيريد. (سرعت واقعي صوت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]وابسته به دما، فشار هوا و رطوبت هواست.) فرض كنيد كه خودرويي در فاصله يك كيلومتري[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شما قرار دارد (بصورت غير متحرك). راننده داخل خودرو به مدت يك دقيقه شستي بوق را[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فشرده تا صدا به گوش ما برسد، اين صدا با سرعتي برابر با 1000كيلومتر بر ساعت به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سمت شما حركت ميكند، بعد از 6 ثانيه از فشرده شدن شستي بوق توسط راننده، شما چه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]صدايي را خواهيد شنيد؟ (اين 6 ثانيه در واقع مدت زماني است كه طول ميكشد صدا به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شما برسد) و به مدت يك دقيقه پس از آن چه ميشنويد؟ مسلماً صداي بوق را بدون هيچ[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تغييري[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]پديده داپلر[/FONT][FONT="]: [/FONT][FONT="]شخص پشت سر خودرويي را با بسامدي[/FONT][FONT="] ([/FONT][FONT="]فركانس) پايينتر و بمتر از آنچه كه راننده داخل خودرو و در حال حركت ميشنود[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]راننده از شخصي كه خودرو به سمت آن در حال حركت است صدا را با نت پايينتر ميشنود[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]حال فرض كنيد خودرو از فاصلهاي دور با سرعتي معادل 100 كيلومتر بر ساعت به سمت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شما حركت كند، همان راننده با همان خودرو و با همان صداي بوق و به مدت همان يك[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دقيقه شستي بوق را فشارميدهد ميشود. جالب است! شما صداي بوق را فقط به مدت 54[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ثانيه خواهيد شنيد آن هم به خاطر حركت خودرو رخ داده است[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]در واقع تعداد اعوجاجهاي موج صوتي ثابت بوده ولي در زمان كوتاهتري به سمت شما[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آمده و از آنجائيكه تعريف فركانس تعداد نوسانات موج در واحد زمان است لذا اگر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]قبلاً اين نوسانات را 1 بر 60 ثانيه تقسيم كرديم و فركانس[/FONT][FONT="] F1 [/FONT][FONT="]بدست ميآمد، حال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بايد اين تعداد نوسانات را بر 54 تقسيم كنيم كه مطمئناً عددي بزرگتر خواهد شد. اين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]عدد بزرگتر يا فركانس بالاتر يعني صداي «زير»تر. همين توجيه نيز براي خودرويي كه از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شما وجود دارد، در اين حالت شما 64 ثانيه صداي بوق را ميشنويد كه فركانس حاصله در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اين حالت كمتر (يا صداي بمتر) خواهد بود[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]شكستن ديوار صوتي[/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="]اينك كه ما در حال بحث بر روي رابط صدا و سرعت هستيم ميتوانيم در مورد شكستن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ديوار صوتي هم صحبت كنيم. فرض كنيد آن خودرويي كه صحبتش بود با سرعتي معادل 100[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كيلومتر در ساعت به سوي شما، آن هم در حال بوق زدن، حركت كند، امواج صوتي چون[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سرعتي معادل همان سرعت خودرو را دارند، لذا نه از آن جلو زده و نه عقب ميمانند،[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]لذا در كل مدت حركت خودرو شما صدايي را نخواهيد شنيد. اما در لحظهاي كه خودرو به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شما ميرسد، تمام امواج صوتي جمع شده و يكجا شما آنها را ميشنويد. صداي بسيار بلند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و با فركانس بسيار بالا[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]اين صدا توسط هواپيمايي كه قادرند با سرعتي معادل با سرعت صوت حركت كنند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميتواند موجبات وحشت بسياري از افرادي كه در زير مسير اين هواپيما قرار دارند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بوجود آورده قدرت اين صدا به قدري است كه ميتواند شيشهها را بشكند[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]چنين اتفاقي براي قايقها نيز رخ ميدهد. منتهي در اين ميان تجمع امواج آب كه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سرعتي در حدود سرعت اين قايقها دارند. اين موج متمركز بصورت[/FONT][FONT="] V [/FONT][FONT="]شكل از جلو قايق به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]طرفين حركت ميكند كه زاويه اين موج توسط سرعت قايق كنترل ميشود. در واقع تجمع[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]امواجي كه قايق در هر لحظه توليد ميكند و هر لحظه بر آن ميافزايد نيز توسط پديده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]داپلر قابل توضيح است[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]شما ميتوانيد با استفاده از تركيبي از پژواك و پديده داپلر بصورتي كه در زير[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميآيد استفاده كنيد. در محلي كه ايستادهايد به سمت خودرويي كه در حال حركت (به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سمت شما يا در خلاف جهت) اصواتي را بفرستيد. بعضي از اين اصوات پس از برخورد با[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]خودرو به سمت شما باز ميگردند. (پژواك) از آنجايي كه خودرو در حال حركت است لذا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اصوات منعكس شده يا به هم فشرده ميشوند (در حالي كه خودرو به سمت شما ميآيد) و يا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]از هم باز ميشوند. در حالت حركت مخالف در هر دو صورت شما ميتوانيد با مقايسه موج[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فرستاده شده و بازگشته سرعت خودرو را بدست آوريد[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]مفهوم رادار[/FONT][FONT="]: [/FONT]
[FONT="]ديديم كه ميتوان با استفاده از مفهوم پژواك به فاصله اجسام دور پي برد و همين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]طور با استفاده از تغيير پديده داپلر به سرعت اين جسم پي ببريم. با توجه به اين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مفاهيم ميتوان فهميد كه رادار صوتي چيست؟ اين گونه رادار در زيردرياييها و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كشتيها كاربرد دارد و هميشه در حال كار است. ميتوان از رادار صوتي در محيط آزاد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نيز استفاده كرد، اما بخاطر چند اشكال ريز اين گونه رادار در هوا استفاده نميشود[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]- [/FONT][FONT="]صدا در هوا مسافت زيادي را نميتواند بپيمايد…. شايد در حدود 5/1 كيلومتر و يا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كمي بيشتر[/FONT][FONT="] [/FONT]
[FONT="]- [/FONT][FONT="]هركسي ميتواند صدا را بشنود لذا استفاده از صدا در محيط آزاد موجب آزار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ديگران ميشود كه البته ميتوان با بالا بردن فركانس صداي مورد استفاده و استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]از امواج «فراصوت» اين مشكل را حل كرد[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]- [/FONT][FONT="]صداي منعكس شده حاصل از پديده پژواك بسيار ضعيف ميباشد به طوري كه دريافت آن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بسيار سخت است[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]سمت چپ: آنتن هاي مجموعه مخابراتي فضايي گلدستون (بخشي از شبكه ارتباطي فضايي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ناسا) كه به ارتباطات مخابراتي راديويي فضاپيماهاي ميان سيارهاي ناسا كمك ميكند[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]سمت راست: رادار جست وجوي سطح و هوا كه بر روي نوك دكل يك موشك هدايت شونده قرار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]گرفته است[/FONT][FONT="]. [/FONT]
[FONT="]حال بياييد در مورد يك نمونه واقعي راداري كه براي شناسايي هواپيماهاي در حال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پرواز بكار ميرود صحبت كنيم. سيستم رادار در ابتدا با روشن كردن فرستنده قوياش يك[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دسته موج راديويي متراكم در آسمان و در جهات مختلف پخش ميكند. اين ارسال براي چند[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميكروثانيه صورت ميپذيرد، حال فرستنده خاموش شده و گيرنده سيستم رادار مترصد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دريافت پژواك امواج كه به همراه اطلاعات حاصل از پديده داپلر نيز هستند ميماند[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]امواج راديويي با سرعتي معادل سرعت نور حركت ميكنند، تقريباً در هر ميكروثانيه[/FONT][FONT="] 300 [/FONT][FONT="]متر را در فضا طي ميكنند؛ حال اگر سيستم رادار مذكور داراي يك ساعت بسيار دقيق[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و قوي باشد، ميتواند با دقت بسيار بالايي موقعيت هواپيما را مشخص كند، با استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]از روشهاي خاص پردازش سيگنال براي تحليل پديده داپلر بر روي موجهاي برگشتي ميتوان[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به دقت سرعت هواپيما را مشخص كرد[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]آنتن رادار يك دسته كوچك اما قدرتمند پالس امواج راديويي از يك فركانس مشخص را[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]در فضا ميفرستند. هنگامي كه امواج به يك جسم برخورد ميكنند منعكس شده و در اثر[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پديده داپلر فشردهتر يا گسستهتر ميشوند. همان آنتن وظيفه دريافت امواج منعكس شده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]را كه البته بسيار كمتر از امواج ارسالي هستند بر عهده دارد[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]در رادارهاي زميني قضيه خيلي پيچيدهتر از رادارهاي هوايي است، هنگامي كه يك[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رادار پليس به ارسال پالس موج راديويي ميپردازد بخاطر وجود اجسام بسيار در سر راهش[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مانند نردهها، پلها، تپهها و ساختمانها پژواكهاي بسياري را دريافت ميدارد، اما[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]از آنجايي كه تمام اين اجسام ثابت هستند به جزء خودروها مورد نظر، لذا سيستم رادار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]خودروهاي پليس از ميان امواج منعكس شده، فقط آنهايي را انتخاب ميكند كه در آنها[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پديده داپلر قابل شناسايي است، آن هم به اندازهاي كه جسم متحرك اضافه سرعت داشته[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]باشد، در ضمن آنتن اين رادارها بسيار دهانه تنگي دارند، چرا كه فقط بر روي يك خودرو[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تنظيم ميشوند[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]البته امروزه پليسها در برخي كشورها از جمله كشور خودمان از تكنولوژي ليزر براي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تعيين سرعت خودروها در بزرگراهها استفاده ميكنند. تكنولوژي به نام «ليدار» شناخته[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميشود. در اين مدل بجاي امواج راديويي از اشعه نوري متمركز (يا همان ليزر) استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميشود[/FONT][FONT="]. [/FONT] [FONT="]رادار نصب شده برروی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مدارگرد مارس اکپرس اسا نخستین اطلاعات بدست آورده را برای محققان در زمین ارسال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]کرد[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]با استفاده از این اطلاعات به دست آمده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]توسط مارس اکسپرس دانشمندان می توانند درباره وجود منابع آب مناسب در مریخ به نتایج[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]جدیدی برسند[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]مارس اکسپرس که اولین فضاپیمای آژانس[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فضایی اروپا(اسا) به مقصد مریخ است در تاریخ 12 خرداد 1382 بوسیله موشک[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]روسی[/FONT][FONT="]"[/FONT][FONT="]سایوز/فرگات[/FONT][FONT="]"[/FONT][FONT="]([/FONT][FONT="]Soyuz/Fregat[/FONT][FONT="])[/FONT][FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT][FONT="]از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پایگاه بایکونور قزاقستان به فضا پرتاب شد.مدارگرد "مارس اکسپرس" که در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فاصله 414 کیلومتری از سطح مریخ قرار دارد با استفاده از هفت ابزار نصب شده بر روی[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آن به مطالعه جو،زمین شناسی و ساختار مریخ و نیز جستجوی آب در لایه های زیرین سطح و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تحلیل جو و جستجوی علائم حیات در گذشته این سیاره می پردازد[/FONT][FONT="].[/FONT][FONT="]با استفاده از این اطلاعات به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دست آمده توسط مارس اکسپرس دانشمندان می توانند درباره وجود منابع آب مناسب در مریخ[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به نتایج جدیدی برسند زیرا مارس اکپرس در این داده های جدید و با استفاده از دستگاه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]های موجود در رادار مارسیس خود میتواند منابع منجمد آب را را تا 5 کیلومتر زیر سطح[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مریخ شناسایی کند[/FONT][FONT="][/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]کار تحليل دادههاي دريافتي تا چند هفته[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به طول خواهد انجاميد و دانشمندان احتمالا تا اواخر ماه سپتامبر قادر به تحلیل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نخستين اطلاعات دريافتي خواهند بود. رادار مارسيس نخستين دور ارسال اطلاعات را تا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نيمه ماه اوت ادامه خواهد داد[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]فضاپيماي مارس اكسپرس قرار بود ماه آوريل سال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]۲۰۰۴[/FONT][FONT="]و چند ماه پس از قرار گرفتن در مدار مریخ كار ارسال[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اطلاعات را آغاز كند، اما كنترل زميني در سازمان فضايي اروپايي نگران بود كه سه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بازوي بلند رادار مارسيس در هنگام باز شدن دچار آسيب شود به اين علت كار باز كردن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بازوها با احتياط بسيار زياد صورت گرفت و رادار در ماه ژوئن امسال آماده به کار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شد[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="]با رادار مي توان[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]درون محيطي را كه براي چشم غير قابل نفوذ است ديد مثل تاريكي ، باران ،مه برف ،غبار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و غيره،اما مهمترين مزيت رادار،توانائي آن در تعيين فاصله يا حدود هدف مي باشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]لازم به ذكر است كه بدانيم كلمه رادار اختصاري از كلمات[/FONT][FONT="] Radar Detection And Ranging [/FONT][FONT="]است،چرا كه رادار در ابتدا بعنوان وسيله اي براي هشدار نزديك شدن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]هواپيماي دشمن بكار مي رفت و ضد هوايي را در جهت مورد نظر مي گرداند.اما يكي از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مهمترين وظايف رادار تعيين فاصله هدف تا فرستنده است كه هيچ تكنيك ديگري بخوبي وبه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سرعت رادار قادر به اندازه گيري اين فاصله نيست[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]يك رادار ساده شامل آنتن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]،فرستنده ،گيرنده و عنصر آشكار ساز انرژي يا گيرنده مي باشد. آنتن فرستنده پرتوهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]الكترومغناطيسي توليد شده توسط نوسانگر را دريافت و گيرنده مي دهد. معمولي ترين شكل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]موج در رادارها يك قطار از پالسهاي باريك مستطيلي است كه موج حامل سينوسي را مدوله[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مي كند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]رادارها در روي زمين ودر هوا، دريا و فضا بكار گرفته مي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]شوند.رادارهاي زميني بيشتر براي آشكار سازي ،تعيين موقعيت و رديابي هواپيمايا اهداف[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]هوايي مورد استفاده قرار مي گيرند.رادارهاي دريايي بعنوان يك وسيله كمكي به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كشتيراني و وسيله اي مطمئن براي تعيين موقعيت شناورها،خطوط ساحل و ديگر كشتيها و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]همچنين ديدن هواپيما بكار مي روند.رادارهاي هوايي براي آشكار سازي هواپيا،كشتي و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]وسائط نقليه زميني و يا نقشه برداري زمين،اجتناب از طوفان جلوگيري از برخورد با[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]زمين و يا ناوبري مي توانند مورد استفاده قرار گيرند.در فضا ،رادار به هدايت اجسام[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]پرنده كمك مي كند و براي ارتباط راه دور با زمين و دريا بكار مي رود[/FONT][FONT="].
[/FONT][FONT="]امروزه رادارهاي مجهزي جهت شناسايي مراكز طوفان و اندازه گيري شدت بارندگي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و انواع رگبارها در اختيار هواشناسان قرار دارد.بازتاب اشعه رادار در صفحه تصوير[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]منعكس شده و توسط دستگاههاي اندازه گيري، مشخصات سيگنال رسيده دقيقا مورد بررسي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]قرار مي گيرد و فاصله هدف تا مبدا ( ايستگاه زميني رادار) توسط واحد مربوط بنام[/FONT][FONT="] rang unit [/FONT][FONT="]اندازه گيري مي شود[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]امروزه تقريبا تمام دنيا از رادارهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]هواشناسي براي مقاصد مختلف استفاده مي كنند. استفاده از اين دستگاه هواشناسي از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]زمان جنگ شروع شده است بدين معنا كه متخصين رادار مشاهده مي كردند هر زمان بين هدف[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و دستگاه رادار ابر باران زا مشاهده شود،مشاهده شود،مشاهده هدف مشكل و گاهي غير مكن[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]است ولي اگر ابر بدون باران باشد اشكال چنداني بوجود نمي آيد.در اينجا به توضيحات[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بيشتر در اين زمينه مي پردازيم.تقريبا هميشه براي وضعيت هواشناسي از طول موج هاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بلند استفاده مي شود.وليكن در اين رادارها طول موجها را ميتوان به 10 سانتي متر يا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كمتر مختصر كرد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]واضح است كه گاهي اوقات گرفتن بازتاب ها از اهداف هواشناسي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بوده و ممكن است موجب كاهش در حداكثر برد رادار شود.گاهي اوقات مسير انتقال را تحت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تاثير قرار مي دهد. اخيرا رادارها در هواشناسي و غيره با هدف از بين بردن نتايج[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اشتباه با مدارها تركيب شده اند. با اتمام يافتن جنگ در سال 1945،در بخش هواشناسي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رادارهاي مناسب زيادي ارائه شد.كه بيشتر از طول موج هاي 3 الي 10 سانتي متر استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مي كردند، آنها داده ها را دريابي كرده و مشاهدات جديد را به صورت بالفعل درآورده و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميانگين آنها را بدست مي آورند.در برخي از كشورها محققيق برنامه هايي را اجرا كرده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و حوادث ناشي از بازتاب را در هواشناسي مورد بررسي قرار دادند،اين بازتاب (برگردان[/FONT][FONT="]) [/FONT][FONT="]داده ها را مي توان در اطلاعات هواشناسي مورد استفاده قرارداد و بررسي كرد كه چگونه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سيستم هاي مختلف رادار مي تواند در بخش هاي ديگر موثر بوده و مورد استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]قرارگيرد.برخي از كشورها در سال هاي 1950 و 1960 شروع به استفاده هاي بهتري از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رادارها كردند.بين رادارهاي هوايي و دريايي اختلاف ناچيزي وجود دارد.هر دو براي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رديابي و پيگيري توفان هاي تندري و سيليكون ها مورد استفاده قرار مي گيرند.اغلب محل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فرودگاه در نقاطي كه بيشترين حساسيت را در برابر توفان ها دارد،قرار مي گيرد.در اين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]موارد (هنگام بروزطوفان) به ساكنين و هواپيماها هشدار مي دهند.اين اطلاعات موجب[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]افزايش ديده باني در بخش هاي مختلف پيش بيني مي گردد،در برخي از اين روش ها ميزان[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بارندگي را به طور دقيق تعيين مي كنند. بنابراين رادارها امكان توسعه اطلاعات و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]داده هاي هواشناسي را مسير مي سازند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]در ضمن مي توان ميزان بارندگي را دقيق[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اندازه گيري كرد و در بخش هاي تحقيقاتي هواشناسي و هيدرولوژي (آ[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]بشناسي) مورد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]استفاده قرار داد.بنابراين با استفاده از كامپوترها ي اوليه مي توان مقدار زيادي از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]داده ها را با كمك افراد ارائه و با داده هاي ديجيتالي بطور يكسان مورد پردازش قرار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]داد و مكن است تنها تعدادي از حوادث معروف را انتخاب نمايند.علاوه بر اين ،مي توان[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]با حداقل تجربه داده ها را تهيه و به شخص استفاده كنند انتقال داد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اواخر سال هاي 1960 همزمان با ظهور كامپيوترهاي سريع و كوچك ،استفاده از رادار نيز[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]توسعه يافت.ممكن است در شرايط عادي داده هاي رادار تنها متعلق به اطلاعاتي در مورد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بارندگي باشد.باشد.بنابراين در اغلب موارد نياز به دقت در داده ها و اصلاح اين[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ميانگين ها مي باشد .اين كار هميشه بطور مداوم صورت مي گيرد .وليكن برخي از كشورها[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ثابت كردند كه داده هاي ارائه شده از رادار تاحدودي براي هشدار دادن سيل و براي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مديريت كلي آب مناسب مي باشد.تركيب داده ها با استفاده از چند رادار،علاوه بر شكل[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مركب داده هاي تركيبي رادار،داده هايي كه با استفاده از ماهواره ها بدست مي آيند و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]داده هايي كه بيشتر از ابزار و ادوات ويژه هواشناسي بدست مي آيند تماما مورد بررسي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و پيگيري قرار مي گيرند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]از چندين ساعت قبل ميزان بارندگي پيش بيني مي شود[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]و داده ها و اطلاعات رادار ها از طريق صفحه تلويزيون و كامپيوترها براي پردازش[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بيشتر مدل هاي هواشناسي و هيدرولوژي(آبشناسي) مورد استفاده قرار مي گيرد و با توجه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]به ديجيتال بودن سيستم ها مي توان از داده ها براي بدست آوردن ميزان بارش نواحي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مختلف بهره برد.بنابراين مي توان اين ارقام و اطلاعات را به آ[/FONT][FONT="][/FONT][FONT="]ساني تا مسافت هاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]زيادي براي نمايش دادن به كاربر ارسال كرد و ميزان زيادي از كارهاي باقي مانده داد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]معيارهاي رايج در نصب و راه انداري رادار در سال 1981 فرض بر اين بود كه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رادارهاي هوايي كه در بخش هاي سراسر جهان مورد استفاده قرار مي گرفت بين 600 تا 650[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رادار بوده است در اينجا در مورد تعدادي از باند[/FONT][FONT="]- C ( cm 5 ) [/FONT][FONT="]و باند[/FONT][FONT="] X (cm 3 ) [/FONT][FONT="]كه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]احتمالا هر كدام كمي بيش از 200 بوده،باند[/FONT][FONT="] S (cm 10 [/FONT][FONT="]تا حدودي كمتر از 200 است و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مابقي طول موج رادارها در حدود 60 است كه تعدادي از باند[/FONT][FONT="]-X / [/FONT][FONT="]باند[/FONT][FONT="]-S [/FONT][FONT="]و برخي از[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]باند[/FONT][FONT="]-K (cm 0.86 )/[/FONT][FONT="]باند[/FONT][FONT="] X [/FONT][FONT="]را شامل مي شود.طول موجي كه براي رادارها معمولا استفاده[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]مي شود توسط[/FONT][FONT="] USSR [/FONT][FONT="]يا برخي از كشورهاي همجوار مورد استفاده قرار مي گيرد.در حدود 200[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سيستم رادار ايجاد شده است كه برخي از آنها ارقام را مورد پردازش قرار مي دهند و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بطور معمول[/FONT][FONT="] PPI / RHI [/FONT][FONT="]را نمايش مي دهند و بطور خودكار كمتر از 60 پردارش را در[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]سيستم انجام داده و داده ها را ارائه مي نمايند،البته اين اعداد به سرعت افزايش مي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]يابند[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]دانشمندان هواشناسي توانستند با مشاهده اين پديده ها و ارتفاع و شدت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ابرهاي طوفان زا و داراي بارندگي را بر روي نقشه مشخص كنند و حتي رشد نمو و تغييرات[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آنها را مطالعه نمايند. گفتيم در رادارهاي هواشناسي صفحات مختلفي بكار مي رود كه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رايج ترين اين صفحات[/FONT][FONT="] PPI [/FONT][FONT="]مي باشد.علت استفاده از[/FONT][FONT="] PPI [/FONT][FONT="]در هواشناسي اين است كه تنها[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]چنين راداري مي تواند طوفانها و بارندگيها را مشخص و جهت آنرا تعيين سازد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]با آگاهي از امكانات رادارهاي هواشناسي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]، پروژه رادار هواشناسي در كشور[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]تصميم به راه اندازي اين سيستم پيشرفته در كشور دارد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]كاربردهاي رادارهاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]هواشناسي ايجاد سيستمي با توانايي كشف، رديابي و تخمين عملكرد سيستم هاي فعال جوي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]براي برآورده نمودن نيازهاي زير هدف عمده پروژه رادارهاي هواشناسي است[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]1
-[/FONT]
[FONT="]امنيت ترافيك هوايي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]با توجه به[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]اينكه رادار هواشناسي مي تواند پديده هاي جوي را در سطوح فوقاني با دقتي بالا كشف و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رديابي كند،اين امكان را فراهم مي آورد تا خلبان پيش از ورود هواپيما به منطقه اي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]كه شرايط نامناسب جوي دارد از موضوع آگاهي پيدا كند و تصميمات لازم را اتخاذ نمايد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]2
-[/FONT]
[FONT="]كمك به مديريت منابع آب[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]رادار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]هواشناسي امكان پيش بيني هاي كوتاه مدت و دقيق از ميزان بارندگي را فراهم مي آورد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="]اين پيش بيني ها مي تواند مبناي خوبي را براي مديريت منابع آب از قبيل تنظيم دريچه[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]هاي خروجي آب از سدها براي جلوگيري از سر ريز شدن،پاكسازي راه آبها و… فراهم آورد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]همچنين اين اطلاعات مي تواند براي صدور هشدار نسبت به وقوع سيلاب يا طوفان[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بكار رود.علاوه بر اين اطلاعات جمع آوري شده مي تواند براي پيش بيني هاي بلند مدت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]در مورد ميزان بارندگي و به تبع آن منابع آب بكار رود كه در موارد متعددي چون توليد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]برق و كشاورزي كاربرد دارد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]3
-[/FONT]
[FONT="] [/FONT][FONT="]كشاورزي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]همانطور كه گفته شد رادار هواشناسي امكان پيش بيني هاي كوتاه مدت[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]بارندگي را فراهم مي آورد.اين پيش بيني ها علاوه بر ميزان بارندگي،شدت و نوع آن را[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]نيز شامل مي شود.به اين ترتيب پديده هاي زيانبار براي محصولات كشاورزي از قبيل تگرگ[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]،باران شديد و طوفان قابل پيش بيني خواهد بود[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]4
-[/FONT]
[FONT="]تعديل آب و هوا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]شناسايي و رديابي توده هاي فعال و غير فعال جوي و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]برآورد نوع فعاليت آنها مي تواند منجر به اتخاذ تصميم درست و به موقع براي باروري[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ابرها،تبديل تگرگ به باران و ساير روشهاي تعديل آب و هوا گردد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]5
-[/FONT]
[FONT="]تحقيقات[/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]يكي از زمينه هاي باز تحقيقات ،ايجاد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]الگوريتم و روشهاي براي پيش بيني و تخمين سيستمها مي باشد.اينكار با داشتن داده هاي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]آماري دقيق و با فاصله زماني هر چه كوتاهتر ممكن مي شود.داشتن آماري با دقت زماني و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]فشردگي مكاني بالا از بارندگي،براي پيشبرد اين اهداف مناسب مي باشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]6
-[/FONT]
[FONT="]مديريت راهها[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]فراهم آوردن امكان پيش بيني بارش[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]برف و ساير نزولات آسماني و طوفانها مي تواند عاملي مؤثر در جلوگيري از حوادث[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رانندگي ناشي از لغزندگي معابر و سوانح ناشي از سقوط بهمن باشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]7
-[/FONT]
[FONT="]پيش بيني عمومي وضع هوا[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]رادار هواشناسي كاربرد[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]عمده اي در پيش بيني هاي كوتاه مدت و بلند مدت وضع هوا و تحليل شرايط جوي دارند و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]دضعيت جوي حاضد را با تصويرهايي گويا و زيبا ارائه مي دهند كه قابل ارائه از طريق[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]رسانه هاي جمعي نظير تلويزيون و اينترنت مي باشد[/FONT][FONT="]. [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT]
[FONT="]محصولات رادار[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="]محصولات هواشناسي شامل محصولات اوليه و[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]ثانويه هستند كه از داده هاي خام اوليه[/FONT][FONT="] V [/FONT][FONT="]، [/FONT][FONT="]Z[/FONT][FONT="]، [/FONT][FONT="]W [/FONT][FONT="]بدست مي آيند.از محصولات رادار مي[/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]توان به چند مورد اشاره نمود كه عبارتند از:محصول هواشناسي[/FONT][FONT="] ( PPI RHI CAPPI VAD … ) [/FONT][FONT="]محصول آبشناسي[/FONT][FONT="] ( RDS AZS ) [/FONT][FONT="]محصول پيشبيني و هشدار[/FONT][FONT="] ( HHW WRN … ) [/FONT][FONT="]محصول پديده ها[/FONT][FONT="] ( SWI MESO …) [/FONT][FONT="] [/FONT][FONT="]
[/FONT][FONT="] در واقع تعداد اعوجاجهاي موج صوتي ثابت بوده ولي در زمان كوتاهتري به سمت شما آمده و از آنجائيكه تعريف فركانس تعداد نوسانات موج در واحد زمان است لذا اگر قبلاً اين نوسانات را 1 بر 60 ثانيه تقسيم كرديم و فركانس [/FONT][FONT="]F[SUB]1[/SUB][/FONT][FONT="] بدست ميآمد، حال بايد اين تعداد نوسانات را بر 54 تقسيم كنيم كه مطمئناً عددي بزرگتر خواهد شد. اين عدد بزرگتر يا فركانس بالاتر يعني صداي «زير»تر. همين توجيه نيز براي خودرويي كه از شما وجود دارد، در اين حالت شما 64 ثانيه صداي بوق را ميشنويد كه فركانس حاصله در اين حالت كمتر (يا صداي بمتر) خواهد بود.[/FONT]
[FONT="]شكستن ديوار صوتي[/FONT]
[FONT="] اينك كه ما در حال بحث بر روي رابط صدا و سرعت هستيم ميتوانيم در مورد شكستن ديوار صوتي هم صحبت كنيم. فرض كنيد آن خودرويي كه صحبتش بود با سرعتي معادل 100 كيلومتر در ساعت به سوي شما، آن هم در حال بوق زدن، حركت كند، امواج صوتي چون سرعتي معادل همان سرعت خودرو را دارند، لذا نه از آن جلو زده و نه عقب ميمانند، لذا در كل مدت حركت خودرو شما صدايي را نخواهيد شنيد. اما در لحظهاي كه خودرو به شما ميرسد، تمام امواج صوتي جمع شده و يكجا شما آنها را ميشنويد. صداي بسيار بلند و با فركانس بسيار بالا.[/FONT]
[FONT="] اين صدا توسط هواپيمايي كه قادرند با سرعتي معادل با سرعت صوت حركت كنند ميتواند موجبات وحشت بسياري از افرادي كه در زير مسير اين هواپيما قرار دارند بوجود آورده قدرت اين صدا به قدري است كه ميتواند شيشهها را بشكند.[/FONT]
[FONT="] چنين اتفاقي براي قايقها نيز رخ ميدهد. منتهي در اين ميان تجمع امواج آب كه سرعتي در حدود سرعت اين قايقها دارند. اين موج متمركز بصورت [/FONT][FONT="]V[/FONT][FONT="] شكل از جلو قايق به طرفين حركت ميكند كه زاويه اين موج توسط سرعت قايق كنترل ميشود. در واقع تجمع امواجي كه قايق در هر لحظه توليد ميكند و هر لحظه بر آن ميافزايد نيز توسط پديده داپلر قابل توضيح است.[/FONT]
[FONT="] شما ميتوانيد با استفاده از تركيبي از پژواك و پديده داپلر بصورتي كه در زير ميآيد استفاده كنيد. در محلي كه ايستادهايد به سمت خودرويي كه در حال حركت (به سمت شما يا در خلاف جهت) اصواتي را بفرستيد. بعضي از اين اصوات پس از برخورد با خودرو به سمت شما باز ميگردند. (پژواك) از آنجايي كه خودرو در حال حركت است لذا اصوات منعكس شده يا به هم فشرده ميشوند (در حالي كه خودرو به سمت شما ميآيد) و يا از هم باز ميشوند. در حالت حركت مخالف در هر دو صورت شما ميتوانيد با مقايسه موج فرستاده شده و بازگشته سرعت خودرو را بدست آوريد.[/FONT]
[FONT="] [/FONT]
[FONT="]مفهوم رادار:[/FONT]
[FONT="] ديديم كه ميتوان با استفاده از مفهوم پژواك به فاصله اجسام دور پي برد و همين طور با استفاده از تغيير پديده داپلر به سرعت اين جسم پي ببريم. با توجه به اين مفاهيم ميتوان فهميد كه رادار صوتي چيست؟ اين گونه رادار در زيردرياييها و كشتيها كاربرد دارد و هميشه در حال كار است. ميتوان از رادار صوتي در محيط آزاد نيز استفاده كرد، اما بخاطر چند اشكال ريز اين گونه رادار در هوا استفاده نميشود.[/FONT]
[FONT="]- صدا در هوا مسافت زيادي را نميتواند بپيمايد[/FONT][FONT="]…[/FONT][FONT="]. شايد در حدود 5/1 كيلومتر و يا كمي بيشتر[/FONT]
[FONT="]- هركسي ميتواند صدا را بشنود لذا استفاده از صدا در محيط آزاد موجب آزار ديگران ميشود كه البته ميتوان با بالا بردن فركانس صداي مورد استفاده و استفاده از امواج «فراصوت» اين مشكل را حل كرد.[/FONT] [FONT="]- صداي منعكس شده حاصل از پديده پژواك بسيار ضعيف ميباشد به طوري كه دريافت آن بسيار سخت است. [/FONT] [FONT="] سمت چپ: آنتن هاي مجموعه مخابراتي فضايي گلدستون (بخشي از شبكه ارتباطي فضايي ناسا) كه به ارتباطات مخابراتي راديويي فضاپيماهاي ميان سيارهاي ناسا كمك ميكند.[/FONT] [FONT="]سمت راست: رادار جست وجوي سطح و هوا كه بر روي نوك دكل يك موشك هدايت شونده قرار گرفته است.[/FONT] [FONT="] حال بياييد در مورد يك نمونه واقعي راداري كه براي شناسايي هواپيماهاي در حال پرواز بكار ميرود صحبت كنيم. سيستم رادار در ابتدا با روشن كردن فرستنده قوياش يك دسته موج راديويي متراكم در آسمان و در جهات مختلف پخش ميكند. اين ارسال براي چند ميكروثانيه صورت ميپذيرد، حال فرستنده خاموش شده و گيرنده سيستم رادار مترصد دريافت پژواك امواج كه به همراه اطلاعات حاصل از پديده داپلر نيز هستند ميماند.[/FONT] [FONT="]امواج راديويي با سرعتي معادل سرعت نور حركت ميكنند، تقريباً در هر ميكروثانيه 300 متر را در فضا طي ميكنند؛ حال اگر سيستم رادار مذكور داراي يك ساعت بسيار دقيق و قوي باشد، ميتواند با دقت بسيار بالايي موقعيت هواپيما را مشخص كند، با استفاده از روشهاي خاص پردازش سيگنال براي تحليل پديده داپلر بر روي موجهاي برگشتي ميتوان به دقت سرعت هواپيما را مشخص كرد.[/FONT] [FONT="] آنتن رادار يك دسته كوچك اما قدرتمند پالس امواج راديويي از يك فركانس مشخص را در فضا ميفرستند. هنگامي كه امواج به يك جسم برخورد ميكنند منعكس شده و در اثر پديده داپلر فشردهتر يا گسستهتر ميشوند. همان آنتن وظيفه دريافت امواج منعكس شده را كه البته بسيار كمتر از امواج ارسالي هستند بر عهده دارد.[/FONT] [FONT="]در رادارهاي زميني قضيه خيلي پيچيدهتر از رادارهاي هوايي است، هنگامي كه يك رادار پليس به ارسال پالس موج راديويي ميپردازد بخاطر وجود اجسام بسيار در سر راهش مانند نردهها، پلها، تپهها و ساختمانها پژواكهاي بسياري را دريافت ميدارد، اما از آنجايي كه تمام اين اجسام ثابت هستند به جزء خودروها مورد نظر، لذا سيستم رادار خودروهاي پليس از ميان امواج منعكس شده، فقط آنهايي را انتخاب ميكند كه در آنها پديده داپلر قابل شناسايي است، آن هم به اندازهاي كه جسم متحرك اضافه سرعت داشته باشد، در ضمن آنتن اين رادارها بسيار دهانه تنگي دارند، چرا كه فقط بر روي يك خودرو تنظيم ميشوند.[/FONT] [FONT="] البته امروزه پليسها در برخي كشورها از جمله كشور خودمان از تكنولوژي ليزر براي تعيين سرعت خودروها در بزرگراهها استفاده ميكنند. تكنولوژي به نام «ليدار» شناخته ميشود. در اين مدل بجاي امواج راديويي از اشعه نوري متمركز (يا همان ليزر) استفاده ميشود.[/FONT][FONT="][/FONT] [FONT="] [/FONT]
رادار تصويري مقدمه : گاه امکان بررسي اجسام از نزديک وجود ندارد . براي مثال جهت بررسي سطح اقيانوس ها نقشه برداري از اراضي جغرافيايي لزوم ساخت وسايلي که بتوانند از راه دور اين کاررا انجام دهند به چشم مي خورد . با دستيابي به تکنولوژي سنجش از راه دور بسياري از اين مشکلات برطرف گشت . در واقع در اين روش امکان بررسي اجسام وسطوحي که نياز به بررسي از راه دور دارند را فراهم مي آورد . سنجش از راه دور رامي توان به دو بخش فعال وغير فعال تقسيم کرد . گستره طول موج امواج ميکرويو نسبت به طيف مادون قرمز ومرئي سبب گرديده تا براي سنجش از راه دور به وسيله امواج از اين طيف استفاده گردد . عملکردسيستم هاي سنجش غيرفعال همانند سيستم هاي سنجش دما عمل مي کنند .دراينگونه سيستم ها با اندازه گيري انرژي الکترومغناطيسي که هر جسم به طور طبيعي از خود ساطع مي کند نتايج لازم کسب مي گردد .هواشناسي واقيانوس نگاري از کاربردهاي اين نوع سنجش مي باشد . در سيستم هاي سنجش فعال از طيف موج ميکرويو براي روشن کردن هدف استفاده مي شود . اين سنسورها را مي توان به دو بخش تقسيم کرد : سنسورهاي تصويري وغيرتصويري (فاقد قابليت تصويربرداري) . از انواع سنسور هاي غير تصويري مي توان به ارتفاع سنج واسکترومتر ها(پراکنش سنج ) اشاره کرد .کاربرد ارتفاع سنج ها در عکس برداري جغرافيايي وتعيين ارتفاع ازسطح دريا مي باشد .اسکترومتر که اغلب بر روي زمين نصب ميگردند ميزان پراکنش امواج را ازسطوح مختلف اندازه گيري مي کنند . اين وسيله در مواردي همچون اندازه گيري سرعت باد در سطح دريا و کاليبراسيون تصوير رادار کابرد دارد . معمول ترين سنسور فعال که عمل تصويربرداري را انجام مي دهد رادار مي باشد . رادارمخفف(radio detection and ranging) بوده وبه معني آشکارسازي به کمک امواج ميکرويو است .به طور کلي مي توان عملکرد رادار را در چگونگي عملکرد سنسورهاي آن خلاصه کرد . سنسورها سيگنال هاي ميکرويو را به سمت اهداف مورد نظر ارسال کرده وسپس سيگنال هاي بازتابيده شده از سطوح مختلف را شناسايي مي کند . قدرت (ميزان انرژي) سيگنالهاي پراکنده شده جهت تفکيک اهداف مورد استفاده قرارمي گيرد . با اندازه گيري فاصه زماني بين ارسال ودريافت سيگنال ها مي توان فاصله تا اهداف را مشخص کرد . از مزاياي شاخص رادار مي توان به عملکرد رادار در شب يا روز وهمچنين قابليت تصويربرداري درشريط آب و هوايي مختلف اشاره کرد . امواج ميکرويو قادر به نفوذ در ابر مه ,گردوغبار وباران مي باشند . از آنجاييکه عملکرد رادار با طرز کار سنسورهايي که با طيف هاي مرئي ومادون قرمز کار مي کنند متفاوت است لذا مي توان با تلفيق اطلاعات بدست آمده تصاوير دقيقي را بدست آورد.
§ اصول رادار : file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpgمهمترين نکته حائز اهميت در بخش قبل را ميتوان معرفي رادار به عنوان وسيله اندازه گيري معرفي کرد . اجزاء تشکيل دهنده سيستم رادار فرستنده , گيرنده آنتن وسيستم هاي الکتريکي جهت ثبت و پردازش اطلاعات مي باشد . همانطور که در تصوير شماره 1 مشاهده مي شود فرستنده ، پالس هاي کوتاه ميکرويو (A) را که بوسيله آنتن راداربه صورت پرتو متمرکز مي شوند(B) با فاصله زماني معيين توليد مي کند . آنتن راداربخشي از سيگنال هي بازتابيده شده (c) از سطوح مختلف را دریافت میکند. با اندازه گيري مدت زمان ارسال پالس و دريافت پژواک هاي پراکنده شده از اشياء مختلف مي توان فاصله آنها ودر نتيجه موقعيت آنها را تعيين نمود .با ثبت و پردازش سيگنال بازتابيده توسط سنسور تصوير دو بعدي از سطح مورد نظر تشکيل مي گردد .
پهناي باند : از آنجاييکه گستره طيف امواج ميکرويو نسبت به طيف هاي مرئي ومادون قرمزوسيع تر مي باشد لذا اکثر رادار ها از اين طيف استفاده مي کنند . در رادارهاي تصويري اغلب از طول موج هاي زير استفاده مي شود:
· ka&k&ku band
· X
band · Cband
· S
band · Lband
· P_band file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpgتمامي طول موج هاي استفاده شده در رادارهاي تصويري در محدوده سانتيمتر است . طول موج رادار در نحوه تشکيل تصوير موثر مي باشد . با افزيش طول موج شاهد تصاوير با کيفيت بهتر مي باشيم .در دو تصوير زير(تصاوير شماره 2و3) از دو طول موج متفاوت استفاده شده است . شما مي توانيد تفاوت آشکاري را که دراين تصاوير وجود دارد مشاهده نماييد . علت اين تفاوت تغيير در نحوه فعل وانفعال سيگنال با سطح اشياء ميباشد که در ادامه درباره اين موضوع صحبت خواهد شد file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg [FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT] [FONT="] [/FONT]
قطبيدگي(polarization) : هنگامي که در مورد امواج الکترومغناطيسي همانند امواج ميکرويو صحبت مي گردد بحث درباره قطبيدگي حائز اهميت مي باشد . قطبيدگي عبارت است از جهت ميدان الکتريکي در امواج الکترومغناطيسي . به طور کلي مي توان قطبيدگي امواج را به سه دسته تقسيم بندي کرد : قطبيدگي خطي و دايره اي وبيضوي .
اغلب رادار هاي تصويري از قطبيدگي خطي استفاده کرده , که اين نوع قطبيدگي را مي توان به دو بخش عمودي(vertical) وافقي (horizontal) تقسيم بندي کرد (تصوير شماره4). اغلب سنسورهاي رادار طوري طراحي شده اند که قابليت ارسال وهمچنين دريافت امواج را به يکي از دو صورت بالا دارا هستند . در بعضي از رادارها دريافت وارسال امواج با ترکيبي از دو نوع قطبيدگي انجام مي پذيرد file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif به طور کلي مي توان چهارترکيب از قطبيدگي رادار در نظر گرفت :
· file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.jpgHH
· VV
· HV
· VH حرف H نشان دهنده قطبيدگي افقي وحرفV نميانگر قطبيدگي عمودي ميباشد . درچهارترکيب بالا حرف سمت راست نحوه دريافت سيگنال را نشان مي دهد . file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.jpg
§ هندسه رادار (radargeometry): file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif
درسيستم تصويربرداري رادار هوايي با جابجانمودن سکو در يک مسير مستقيم که مسيرپرواز(flight direction)(A) ناميده مي شودعمل تصويربرداري انجام ميگردد . پاي قائم در صفحه تصوير را ندير(nadir)(B) مي ناميم .آنتن رادار امواج را براي روشن کردن نوارتصوير(swath) (C) ارسال مي کند . با قرار گرفتن نوارهاي تصوير در کنار هم ناحيه تصوير(track) (ناحيه خاکستري رنگ ) تشکيل مي گردد که اين ناحيه نسبت به خط ندير فاصله دارد . محور طولي ناحيه تصويرکه با مسير پروازموازي مي باشد را سمت(azimuth)(E) ومحورعرضي راکه برمسيرپروازعمود است را برد(range)(D) مي ناميم .
§ واژه شناسي : محدوده نزديک (Near range): بخشي از نوارتصوير که به خط ندير نزديک است . محدوده دور(far range) : بخشي از نوار تصوير که در فاصله دور نسبت به خط ندير قرار دارد . برد ميل (slant range): خط شعاعي که از رادار به هريک از اهداف مي توان نظير کرد . برد زميني (ground range ) : تصوير برد ميل در سطح زمين . زاويه تابش(incidence angle) : زاويه بين پرتورادار و سطح زمين . زاويه ديد(look angle) : زاويه بين خط عمود وپرتو رادار.
§ اثرات سطح بر تصوير رادار :
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.jpg
ميزان روشنيي ( درخشندگي ) تصوير به ميزان پراکندگي(scattering) سيگنال هاي ميکرويو در برخورد با سطح بستگي دارد . پراکنش سيگنال به پارامترهايي از قبيل مشخصات رادار (فرکانس قطبيدگي هندسه ديد و…) وهمچنين خصوصيات سطح (پستي وبلندي نوع پوشش و…) وابسته است . به طور کلي مي توانيم عوامل بالا را در سه عامل اصلي زير خلاصه کنيم :
1) صيقلي بودن سطح 2) هنسه ديد و رابطه آن باسطح 3) درصد رطوبت وخصوصيات الکتريکي سطح file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gifصيقلي بودن سطح مهمترين عامل تعيين کننده روشنايي تصويرمي باشد . سطوح صاف موجب بازتابش آيينه اي(A) در فعل وانفعال سيگنال رادار با سطح مي گردند . درنتيجه اين نوع بازتابش مقدار اندکي ازسيگنال هاي بازتابيده شده به سمت رادار باز ميگردند . بنابرين سطوح صاف با درجه تيره گي بيشتر در تصوير ظاهر خواهند گشت . سطوح ناصاف سيگنال هاي رادار راتقريبا به صورت يکنواخت بازتاب مي دهند . و درنتيجه بخش عمده اي از اين سيگنال ها به سمت راداربازميگردند . بنابرين سطوح ناصاف با درجه روشنايي بيشتر در تصوير مشاهده مي شوند . به اين نوع انعکاس بازتابش پخشيده(B)گفته مي شود . احتمال وقوع انعکاس زاويه اي (C) در نواحي که از سطوح عمود برهم تشکيل شده وجود دارد. به بيان ساده تر سيگنال هاي بازتابيده شده از سطح اول پس از برخورد به سطح دوم به سمت رادار بازتاب داده ميشود .اين نوع انعکاس به طور معمول در مناطق شهري (ساختمان ها خيابان ها پل ها و… ) اتفاق مي افتد . صخره ها کوه ها ونيزار رودخانه ها نيز سيگنال رادار را اينگونه بازتاب مي دهند .
زاويه تابش. file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.jpg
(incidence angle) نيز در نحوه شکل گيري تصوير همچنين صيقلي بودن سطوح نقش ايفا مي کند . با در نظر گرفتن سطح وطول موج ثابت با افزيش زاويه تابش سيگنال هاي کمتري به سوي رادار بازميگردند ودر نتيجه درجه تيره گي افزيش مي يابد .به بيان ديگر با افزيش زاويه تابش سطوح صيقلي تر از مقدار واقعي خود در تصوير ظاهرمي شوند . به طور کلي تغيير در هندسه ديد در بهبود نقشه هاي جغرافيايي وهمچنين برطرف کردن اختلال هايي از قبيل سيه دارشدن و کاهش عمق تصويرموثر مي باشد . وجود رطوبت در خصوصيات الکتريکي وحجم اجسام موثر مي باشد . تغيير در خواص الکتريکي در جذب ارسال وهمچنين نحوه شکل گيري تصوير موثر مي باشد . بنابراين درصد رطوبت اجسام در فعل وانفعال سيگنال رادارومتعاقبا تصوير موثر مي باشد . معمولا با افزيش رطوبت جسم سيگنال هاي بيشتري توسط جسم بازتابيده مي شود . براي مثال علفزارهاي وسيع در هنگامي که مرطوب هستند در تصوير رادار روشنتر ظاهر مي شوند .
§ دقت تفکيک(spatial resolution) :file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.jpg
به ميزان توانايي رادار جهت تفکيک اشياء مختلف از همديگر دقت تفکيک گفته مي شود . بر خلاف سيستم هاي نوري افزيش دقت تفکيک در رادار بر اساس خصوصيات امواج ميکرويو وهمچنين تاثيرات هندسي انجام مي پذيرد . دررادارهايي که از يک آنتن جهت ارسال امواج استفاده مي کنند يک پالس موج ارسال گشته و با دريافت پژواک آن توسط گيرنده تصوير تشکيل مي شود .
دقت تفکيک را مي توان در دو راستا بررسي کرد . در جهت سمت ناحيه تصوير که دقت سمت (azimuth resolution) ناميده مي شود ودر جهت برد که آن را دقت برد (range resolution) مي ناميم .
دقت برد به طول پالس رادار (P) بستگي دارد . در صورتي که عمل تفکيک با طول بيشتر از نصف پالس صورت گيرد اهداف از يکديگر قابل تشخيص اند . براي مثال در شکل شماره 8 اهداف 1و2 در تصوير به صورت يک جسم مشخص شده در حاليکه هدف هاي 3و4 به راحتي از هم تفکيک شده اند . با افزيش زاويه تابش (افزيش برد )شاهد کاهش دقت برد مي باشيم .file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif
دقت سمت به پهناي ستون امواج رادار يا پهناي زاويه اي (beam width) (A) و همچنين برد مايل(slant range) وابسته است . با افزيش پهناي زاويه اي مي توانيم شاهد دقت سمت باشيم . در تصويرشماره 9 اهداف 1و2 که در محدوده نزديک قرار دارند توسط رادار به راحتي قابل تشخيص اند درحاليکه هدف هاي 3و4 که در محدوده دور قرار گرفته اند قابل تشخيص نمي باشند . همچنين با افزيش طول آنتن رادار مي توان دقت سمت را افزيش داد
رادار دهانه ترکيبي (synthetic aperture radar):
همانطور که در قسمت قبل گفته شد جهت بالابردن دقت سمت مي توانيم طول آنتن رادار را افزيش دهيم . اگرچه در اين افزيش طول ما با محدوديت هايي مواجه هستيم . در رادرهاي هوايي طول آنتن رادار بين 1 تا 2 متر در نظر گرفته مي شود . در ماهواره ها ما مي توانيم اين محدوده را بين 10 تا 15 متر در نظر بگيريم . با تغييراتي در چگونگي حرکت سکوي رادار وثبت و پردازش سيگنال هاي بازتابيده شده مي توان بر محدوديت اندازه غلبه کرد . بدين طريق که ما با تغيير در نحوه رفتار رادار به صورت مجازي طول آنتن رادار را افزيش داده يم .
1) ابتداشيءهدف (A)سيگنال هاي ميکرويو را به صورت پالس دريافت کرده . پژواک هاي هر پالس توسط رادار ثبت مي شوند . سکوي رادار در مسير مستقيم به طور پيوسته در حال حرکت است . در طول زماني که شيء هدف در معرض پالس هاي رادار قرار داردعمل ثبت سيگنال هاي بازتابيده شده از شيءتوسط رادار انجام مي پذيرد .
2) زمان چنداني طول نمي کشد تا طول آنتن ترکيبي (B) مشخص گردد . با افزيش پهناي زاويه اي وهمچنين کاهش سرعت سکو مي توانيم دقت سمت را در محدوده دور افزيش دهيم .در نتيجه شاهد ثابت ماندن دقت تفکيک درراستاي سمت مي باشيم .به تکنولوژي فوق که جهت افزيش دقت برد صورت مي پذيرد رادار دهانه ترکيبي يا SAR گفته مي شود .اين روش در اکثررادارهاي هوايي وفضايي استفاده مي شود file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image032.jpg
· § خصوصيات تصوير رادار :
·
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image033.gifدر تصاوير رادار با نوعي اختلال مواجه هستيم که به نويز اسپيکل(speckle) معروف است .اين اختلال که باعث ظاهرشدن دانه هاي ريزودرشت (بافت فلفل نمکي) در تصوير مي شود زاييده ساختار بهم ريخته سطح و همچنين تداخل سيگنال هي بازتابيده مي باشد . به عنوان نمونه يک سطح هموار مانند علفزار(تصوير شماره 11) را در نظر مي گيريم . بدون در نظر گرفتن اثر اين اختلال پيکسلهاي تصوير با درجه روشنايي يکسان مشاهده مي شوند . حال آنکه در تصوير حقيقي به علت تداخل سيگنال هاي پراکنده شده پيکسل ها داري درجات روشنايي متفاوت مي باشند .
در واقع نويز اسپيکل کيفيت تصاوير راکاهش داده ودر نتيجه درتحليل تصاويربا مشکل مواجه مي شويم .حال براي کاهش اين اثر ميتوان دو روش را بکار برد :
1) ديد چندگانه (multi-looking processing):
در اين روش هر پرتو رادار به چندين زيرپرتو (اشعه) تقسيم شده و هر اشعه وظيفه پوشش دادن يک ناحيه را بر عهده دارد . با ثبت تصاوير تشکيل شده توسط هر اشعه ومعدل گيري از آنها جهت تشکيل تصوير نهايي مي توان نويز اسپيکل را کاهش داد .
2) *****ينگ (spatial filtering) : file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image035.jpgپس از پايان يافتن مرحله اول وتشکيل تصوير اوليه *****کردن تصوير آغاز مي شود . دراين روش با حرکت دادن يک پنجره متشکل از تعدادي پيکسل (معمولا 55 يا 33 ) در طي سطر وستون تصوير از پيکسل هايي که هر پنجره پوشش مي دهد معدل گيري (درجه روشنايي پيکسل هاي موجود در هر پنجره اندازه گيري شده وپيکسلي با درجه روشنايي واحد جايگزين پنجره مربوطه مي گردد) انجام مي شود .
بايستي توجه داشته باشيم که کاهش نويز اسپيکل باعث کاهش وضوح تصوير مي گردد . همانطور که درتصاويرزير مشاهده مي شود تصوير زيرين نسبت به تصوير ديگر داري وضوح کمتري است . در نتيجه براي ايجاد تصاوير با جزئيات دقيق نمي توان از اين روش استفاده کرد . زماني که سطح هدف را وسيع در نظر بگيريم کاهش نويز اسپيکل مي تواند مثمر ثمرباشد .
file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image037.jpg[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif[/FONT]
[FONT="]file:///C:/DOCUME%7E1/ali/LOCALS%7E1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif[/FONT]
گاه نياز به استفاده از اندازه گيريهاي دقيق جهت مقايسه مشاهدات وبدست آوردن نتايج لازم مي باشد . در نتيجه بايستي دقت ابزار اندازه گيري افزيش پيدا کند . اين فعل توسط فرآيندي به نام کاليبراسيون (calibrasion) انجام پذير است . ازآنجاييکه عمل اندازه گيري از اعمال اصلي رادار مي باشد در نتيجه کاليبراسيون بسيار مهم مي باشد . کاليبراسيون تلاش مي کند تا اختلاف ميان مقدار انرژي سيگنال بازتابيده با مقدار اندازه گيري شده توسط رادار کاهش يابد . در نتيجه کاليبراسيون دقيق ما شاهد تصاويري با دقت اندازه گيري يکسان توسط رادار خواهيم بود .
در کاليبراسيون نسبي سعي بر افزيش دقت سيستم رادار است . در حاليکه در کاليبراسيون مطلق با نصب دستگاه هايي بر روي زمين انرژي سيگنال هاي بازتابيده شده از سطح اندازه گيري شده و پس از تقويت به سوي رادار فرستاده مي شوند. رادار مي تواند با استفاده از اين مقادير به مقدار حقيقي انرژي دست پيدا کند .ودر نتيجه استنباط دقيقتري ازسطح حاصل داشته باشد .
§ کاربردهي پيشرفته :
علا وه بر کسب واستفاده درست از اطلاعات کابرد هاي خاص رادار به شرح زير مي باشد :
نخست تکنولوژي تصوير سه بعدي (stereo image) مي باشد . در اين روش با پوشش دادن ناحيه تصوير با زواياي تابش متفاوت وهمچنين بهره گيري ازجهت هاي ديد متفاوت يا مخالف و انطباق تصاوير ايجادشده مي توان يک تصوير سه بعدي از ناحيه تصوير ايجاد کرد .در نتيجه اختلال هايي از قبيل سيه دارشدن بعضي نواحي برطرف گرديده وزمينه براي تحليل دقيقتر تصاوير فراهم مي گردد . اين تکنولوژي در تحليل تصاوير مناطق جنگلي و جغرافيايي وهمچنين نقشه برداري از اراضي کاربرد دارد .
از ديگر پيشرفت هاي حاصل شده مي توان به قطبش سنجي (polqrimetry) اشاره کرد . در اين روش امکان دريافت و ارسال سيگنال هاي ميکرويو به صورت ترکيبي از قطبيدگي افقي و عمودي وجود دارد . در نتيجه ما مي توانيم چهار ترکيب HH VV VH HV را براي دريافت يا ارسال امواج در نظر بگيريم . بدين طريق با ايجاد تصاويري با ويژ گي هاي مختلف نتايج لازم جهت دستيابي به تصوير دقيقتر حاصل مي گردد .
[FONT="] [/FONT]