مبانی سنجش از دور

[P O U R I A]

از دور علم (هنر و گستره) جمع‌آوری اطلاعات درباره سطح زمین است بدون اینکه هیچگونه تماسی با زمین داشته باشیم که با ثبت و سنجش انرژی انعکاس و انتشار یافته صورت گرفته و این اطلاعات مورد پردازش، آنالیز و استفاده قرار می‌گیرد.

فرآیند سنجش از دور از تأثیرات تشعشات (امواج) باسطح زمین مورد نظر ، استفاده می‌کند مثالی که می‌توانیم برای درک بهتر موضوع بیاوریم استفاده از سیستم تصویر سازی است که با هفت اصل زیر درگیر است. (اگرچه سنجش از دور همچنین با سنجش انرژی منتشر شده و استفاده از سنجیده‌های غیر تصویر سازی نیز سرکار دارد)

+ منبع انرژی با شدت روشنائی (A): اولین نیاز سنجش از دور داشتن یک منبع انرژی است که انرژی الکترو مغناطیس را بسمت سطح (هدف) مورد نظر می‌تاباند.

+ تشعشعات و اتمسفر (B): هنگامی که انرژی (امواج) الکترو مغناطیس از منبع بسمت سطح زمین گسیل می‌شوند با اتسمفر مسیر حرکت خود در تماس و تقابل است البته این تقابل در هنگام ارسال انرژی (امواج) از سطح زمین به سمت سنجنده نیز ممکن است رخ دهد.

+ اثر متقابل در برخورد با سطح زمین : وقتی انرژی به سمت سطح زمین (هدف) از میان جو ارسال می‌شود اثر متقابل ایندو بر همدیگر بستگی به مشخصات سطح زمین و تشعشعات دارد.

+ ثبت انرژی بوسیله سنجنده (D): پس از اینکه انرژی بوسیله زمین پراکنده و منعکس گردید ما به یک سنجنده‌ای که امواج تشعشعات الکترو مغناطیس را جمع‌آوری و ثبت نماید نیاز داریم.

+ ارسال، دریافت و پردازش (E): امواج انرژی ثبت شده بوسیله سنجنده اغلب به فرم الکترونیکی به سطح زمین ارسال می‌گردد و در مرحله دریافت و پردازش این داده‌های الکترونیکی به تصویر (کپی سخت یا رقومی) تبدیل می‌گردد.

+ تفسیر و آنالیز (F): تصویر پردازش شده بصورت بصری یا رقومی و یا الکترونیکی تفسیر می‌شود تا اطلاعات سطح زمین استخراج گردد.

+ کاربرد (G): آخرین جزء از مراحل سنجش از دور استفاده از اطلاعات است که این اطلاعات از تصویر سطح زمین بمنظور درک بهتر آن استخراج می‌گردد.​

دستیابی به اطلاعات جدید و حل یکسری از مشکلات به ما کمک می‌کند این هفت اصل مراحل سنجش از دور از هنگام شروع تا پایان را شامل می‌شود.





تشعشعات (امواج) الکترو مغناطیس:
اولین نیاز سنجش از دور داشتن منبع نور (انرژی) برای تابیدن به سطح زمین است که این انرژی را امواج الکترومغناطیس می‌شناسیم.

کلیه امواج الکترو مغناطیس دارای مشخصات و رفتار پایه‌ای هستند که قابل پیش بینی بوسیله تئوری اولیه امواج هستند. امواج الکترو مغناطیس شامل یک میدان الکتریکی (E) (مقدار آن در جهت عمود بر جهتی که نور گسیل می‌شود متفاوت است) و یک میدان مغناطیسی (نسبت به میدان مغناطیسی بصورت right angle توجیه شده است) می‌باشد که سرعت سیر در هر دو این میدانها برابر با سرعت نور ( C ) می‌باشد. دو مشخصه امواج الکترو مغناطیسی که برای درک بهتر سنجش از دور دارای اهمیت هستند عبارتند از طول موج و فرکانس .

طول موج برابر با مقدار طولی است که موج در یک نوسان طی می کند که آن را می‌توان بعنوان مسافتی ما بین دو ماکزیمم ( خط رأس ) انحراف نوسانی اندازه گرفت . طول موج را با نشان می دهند و واحد اندازه‌گیری آن متر (m ) و در بعضی مواقع نانومتر یا میکرومتر یا سانتیمتر می باشد. فرکانس تعداد نوساناتی که یک موج از یک نقطه ثابت در یک واحد زمانی عبور می کند و معمولاً واحد اندازه‌گیری آن هرتز (Hz) معادل یک نوسان در ثانیه است .

فرکانس با طول موج نسبت معکوسی دارد که با کوتاهتر شدن طول موج فرکانس بزرگتر می شود و بالعکس . دو مشخصه طول موج و فرکانس امواج الکترومغناطیس برای درک اطلاعاتی که باید از داده‌های سنجش از دور استخراج شود نقش تعیین کننده ای دارد.

 

[P O U R I A]

طیف الکترومغناطیس:
دامنه طیفی امواج الکترومغناطیس از طول موجهای کوتاهتر( شامل اشعه‌های گاما و x ) تا طول موجهای طولانی تر (شامل امواج ماکروویو، تلویزیونی و رادیوئی ) می باشد. چندین سطح از طیف امواج الکترومغناطیس در سنجش از دور دارای اهمیت هستند. امواج نورانی که توسط چشم انسان قابل تشخیص هستند بخشی از طیف‌های مرئی بشمار می آیند. تشخیص اینکه بخش کوچک امواج مرئی با مابقی طیف‌ها در ارتباط هستند دارای اهمیت است . مقادیر زیادی امواج در اطراف ما وجود دارد که بوسیله چشم انسان قابل رؤیت نیستند اما بوسیله تجهیزات سنجش از دور قابل تشخیص و استفاده هستند. امواج مرئی دارای دامنه طول موج ۰.۴-۰.۷ میکرومتر است و موج قرمز دارای طول موج بلند تر و موج بنفش دارای طول موج کوتاهتر است .

طول موجهائی بخصوص رنگی که ما بعنوان بخشی از امواج مرئی طیفی می‌توانیم مشاهده کنیم به شرح ذیل می باشند و مهم است که بدانید که این طول موجها تنها بخشی از طیفهائی است که بوسیله خاصیت رنگی بودن آنها را می شناسیم .

رنگ​	طول موج(میکرومتر)​
بنفش	۰.۴۴۶-۰.۴
آبــی	۰.۵۰۰-۰.۴۴۶
سبز	۰.۵۷۸-۰.۵۰۰
زرد	۰.۵۹۲-۰.۵۷۸
نارنجی	۰.۷-۰.۶۲۰

آبی، سبز و قرمز رنگ های اولیه هستند چون از دو رنگ اولیه دیگری تولیدنمی‌شوند و درعوض با ترکیب این سه رنگ رنگ های دیگری بوجود می‌آید،‌اگر چه ما نور خورشید را بعنوان یک رنگ پوششی وهموژن می‌شناسیم اما آن از طول موجهای مختلفی امواج ماوراء بنفش و نورانی و مرئی و مادون قرمز تشکیل شده است . که بخش نورانی مرئی از امواج را می‌توان بوسیله منشور به ترکیب رنگ های تشکیل دهنده تفکیک نمود.




وبخش دیگری از طیف که مورد نظر است مادون قرمز (IR) است که دارای طول موج ۰.۷ – ۱۰۰ میکرومتر است . امواج مادون قرمز را می‌توان به طبقات پایه‌ای تر بر اساس خواص موج مادون قرمز منعکس شده و مادون قرمز گرمائی ( ترمال ) انتشار یافته تقسیم نمود.


امواج IR انعکاسی برای مقاصد سنجش از دور که درعمل شبیه امواج بخش نورانی هستند قابل استفاده است امواج IR انعکاسی طول موج ۰.۷ – ۳.۰ میکرومتر را در بر می گیرد و در حالیکه امواج IR گرمائی کاملاً از امواج نورانی مرئی و IR انعکاسی متفاوت هستند و این انرژی ضروری ترین موجی است که از سطح زمین منتشر می شود.

 

[P O U R I A]

اثر متقابل جو ( اتمسفر) بر روی امواج:
موج قبل از اینکه به سطح زمین برسد از اتمسفر زمین عبور می کند، ذرات و گاز‌ها بر روی امواج تاثیر می‌گذارند این تاثیر بدلیل مکانیسم پراکندگی (Scattering) و جذب (absorbtion) می باشد.

پراکندگی موقعی رخ می دهد که ذرات و مولکولهای بزرگ گازها با امواج برخورد نمایند که در این حالت موج از مسیر اولیه خود منحرف می‌گردد. مقدار پراکندگی به چند فاکتور بستگی دارد شامل طول موج، فراوانی ذرات ، گازها و مسافتی که موج از میان اتمسفر عبور کرده است اما در جذب امواج ، مولکولهای اتمسفر انرژی طول موجهای مختلف را جذب می کند.

ازن، دی اکسید کربن و بخارات آب عامل مهم جذب امواج هستند. ازن امواج ماوراء بنفش مضر نور خورشید را جذب می کند. بدون این لایه محافظ دراتمسفر پوست بدن ما در مواجه با نورخورشید دچار سوختگی می گردد. مطلعیم که دی اکسید کربن منسوب به گازهای گیاهان است. بخاطر همین امواج مادون قرمز طیفی به شدت توسط این گاز جذب می شود. بخار آب امواج مادون قرمز باطول موجهای بلند و امواج ماکروویو کوتاه را جذب می کنند . وجود بخار در بخش پائینی اتمسفری ازمکانی به مکان دیگر و در زمانهای مختلف سال بصورت گسترده ای متغییر است . برای مثال مقدارهوای بالای بیابان باید مقدار کمی بخار آب برای جذب انرژی داشته باشد در حالیکه در نواحی گرمسیری استوائی ما تمرکز بیشتری از بخارات آب را خواهیم داشت .

بخاطر این جذب انرژی امواج الکترومغناطیس توسط گازها در سطوح بسیار ویژه طیفی برای مقاصد سنجش از دوری که ما مد نظرمان است تاثیر گذار می‌باشد. این مناطق طیفی مکرراً بوسیله جذب اتمسفری تحت تاثیر قرار نمی‌گیرند و برای مقاصد سنجش از دور مفید هستند به پنجره‌های اتمسفری نامگذاری شده‌اند.

با مقایسه مشخصات دو منبع موجی / انرژی اغلب یکسان ( زمین و خورشید) به همراه پنجره‌های اتمسفری که برای ما در دسترس است ما می توانیم آن طول موج را مشخص نمود و همچنین آنرا برای استفاده موثرتر از سنجش از دور بکار بست .


اثر متقابل امواج و سطح زمین:
امواجی که توسط اتمسفرجذب یا پراکنده نشده‌اند می تواند به سطح زمین رسیده و با آن برخورد نماید . سه نوع اثر متقابل وقتی که امواج به سطح زمین برخورد می‌کنند وجود دارد جذب (A) انتقال(T) وانعکاس (R) و خواص هر یک به طول موج انرژی و جنس مواد و شرایط عارضه بستگی دارد.

جذب (A) هنگامی رخ می دهد که انرژی ( امواج ) بوسیله سطح زمین جذب می شود و انتقال (T) موقعی رخ می دهد که موج از سطح زمین عبور می‌نماید . انعکاس (R) موقعی رخ می دهد که امواج با سطح زمین برخورد و درمسیر جدیدی به سمت فضا بر می‌گردد. در سنجش از دور اندازه‌گیری امواج انعکاس یافته از سطح زمین مورد نظر است ، ما اشاره به دو نوع انعکاس داریم که دو راه کاملاً مجزائی نشان می دهد که در آن انرژی از سطح زمین منعکس می شود: انعکاس مستقیم و انعکاس پخش شونده وقتی که سطحی صاف و هموار است ما انعکاس مستقیم شبیه آینه خواهیم داشت که تمام انرژی از روی سطح مورد نظر در یک جهت منعکس می‌شود. انعکاس پخش شونده هنگامی رخ می دهد که سطح زمین خشن و صخره‌ای بوده و انرژی ( امواج) بصورت غیر پوششی در تمام جهات منعکس می‌گردد . غالب عوارض سطح زمین مابین انعکاس دهنده مستقیم و پخش شونده قرار می‌گیرند و به پستی و بلندی سطح زمین در مقایسه با طول موج امواج گسیل شده بستگی دارد.

اگر طول موج کوتاهتر از پستی بلندی سطح زمین یا ابعاد ذرات باشد انعکاس پخش را برای سطح موردنظر بوجود می آید برای مثال ماسه‌های دانه ریز بنظر کاملاً هموار و صاف نسبت به طول موج بلند ماکروویو باشند در حالیکه برای طول موج امواج نورانی مرئی کاملاً سطحی خشن و ناهموار است .

اجازه بدهید تحقیق و بررسی ای در خصوص سری کامل سطح زمین و اینکه انرژی ( امواج) ‌نوری مرئی و مادون قرمز (IR) در مواجه با آنها چه تاثیر متقابل می‌پذیرند انجام دهیم .

+ گیاهان ( برگها): ترکیبات شیمیایی برگها کلروفیل نامیده می شوند که طول موجهای قرمز و آبی را کاملاً جذب می نمایند ولی طول موج نور سبز را منعکس می‌کنند . گیاهان بنظر در تابستان سبزتر می‌آیند موقعی است که کلروفیل آنها بیشترین مقدار است در پائیز گیاهان کمترین مقدار کلروفیل را دارا بوده بنابراین کمترین مقدار جذب و به نسبت بیشتر مقدار انعکاس طول موج قرمز را خواهیم داشت که دراین فصل گیاهان و برگها قرمز یا زرد بنظر می رسند ( که رنگ زرد نیزترکیبی از رنگهای با طول موجهای قرمز و سبز است .)​

ساختار درونی گیاهان سبز کاملاً پخش کننده در مقابل طول موج مادون قرمز نزدیک ( near – infrared) است . اگر چشم ما در تماس با مادون قرمز نزدیک قرار گیرد درختان کاملاً روشن در این طول موج برای ما بنظر می‌آیند. در حقیقت اندازه گیری و مونیتورینگ امواج منعکس شده مادون قرمز نزدیک یک راهی است که دانشمندان می‌توانند سبزینه را تعیین نمایند.​

+ آب : امواج با طول موجهای بلند نورانی مرئی و امواج مادون قرمز نزدیک نسبت به طول موجهای کوتاهتر نورانی مرئی بیشتر جذب می شوند . بنابراین آبهای به رنگ آبی یا آبی سبز در این طول موجهای کوتاهتر منعکس می شوند و تاریک هستند اگردر معرض طول موجهای قرمز یا نزدیک قرمز قرار گیرند. اگر گل و لای معلق در طبقه فوقانی بدنه آب وجود داشته باشد انعکاسی بهتر را ممکن و آب بنظر روشنتر می آید . وضوح رنگی آب بسمت طول موجهای بلندتر است . گل و لای معلق (S) با آبهای سایه دار ( اما روشن ) مغشوش می‌شوند. که این دو پدیده بنظر خیلی شبیه به هم می رسند. کلروفیل خزه های دریائی طول موجهای آبی را بیشتر جذب می‌کنند و طول موج سبز را منعکس می نمایند و آب سبزتر بنظر می آید از نظر رنگی هنگامی که خزه ها وجود دارند . توپوگرافی سطح آب ( امواج ، آرام بودن ‌اجسام شناور و غیره ) در موقع تفسیر نسبی سطح آب منتهی به پیچیدگی موضوع می شود در نتیجه مشکلات بالقوه در انعکاس مستقیم و سایر تاثیرات بر روی رنگ و درخشندگی می‌گذارد.​

دراین مثالها مشاهده می کنیم که بسته به پیچیدگی ساختمان سطح زمین و طول موجهای امواج درگیر واکنش های بسیار متفاوتی در مکانیسم های جذب ، انتقال و انعکاس وجود دارد . با اندازه گیری انرژی که بوسیله سطح زمین در طول موجهای مختلف منعکس ( یا پراکنده ) می شود ما می توانیم واکنش های طیفی برای اشیاء را بسازیم . با مقایسه الگوهای واکنشی عوارض متفاوت ما توانائی تشخیص و تفکیک آنها را پیدا می‌کنیم . البته اگر تنها ازیک طول موج برای مقایسه استفاده می‌کنیم ممکن است نتوانیم آنها را از هم جدا کنیم . برای مثال آب و سبزینه طول موجهای امواج نورانی مرئی را در بعضی موارد بصورت یکسان منعکس نمایند. در حالیکه نسبت به امواج مادون قرمز ( IR ) انعکاسات یکسانی ندارند. واکنش های طیفی می تواند کاملاً متفاوت باشد حتی برای دو سطح یکسان و می تواند از نظر زمانی ( سبزینگی برگها) و موقعیت این واکنش طیفی متفاوت گردد . دانش مشاهده طیفی و درک عواملی که بر روی واکنش طیفی عوارض مورد نظر مؤثر هستند برای تفسیر صحیح و درست تاثیرات متقابل امواج الکترومغناطیس و باسطح زمین بسیار مهم می باشد.


سنجنده های غیر فعال و فعال ( Passive and Active):
ما می توانیم منابع نوری بغیراز خورشید برای تولید امواج و انرژی داشته باشیم . خورشید منبع بسیار مناسبی از انرژی برای سنجش از دور بشمار می آید . انرژی خورشیدی ممکن است جذب شود همچنانکه برای طول موجهای بسیار نوری مرئی صادق است یا جذب و یا دوباره پراکنده شود . همچنانکه برای طول موجهای مادون قرمز گرمائی صادق است . سیستم های سنجش از دور که انرژی را اندازه گیری می کنند که طبیعتاً از نظر دسترسی متفاوت نیز هستند، سنجنده های غیرفعال نامیده می شوند. سنجنده های غیر فعال را تنها می‌توان برای تشخیص انرژی در صورتی که این انرژی در دسترس باشد بکارگرفت . برای تمامی انرژی‌های منعکس شده در مواقعی ممکن است که خورشید سطح زمین را روشن می نماید. در حالیکه در شب انرژی منعکس شده قابل دسترس از خورشید وجود ندارد. انرژی که بطور طبیعی پخش می شود( مثل مادون قرمز حرارتی) را می توانیم در روز یا شب تشخیص دهیم اگر مقدار انرژی به قدرکافی بزرگ برای ثبت آن باشد.

از طرف دیگر سنجنده های فعال منبع انرژی مختص بخود برای روشنائی ( تابش ) برخور دارند.

سنجنده‌ها‌ امواج را بسمت سطح زمین مورد مطالعه ساطع می‌کنند . امواج منعکس شده از سطح زمین بوسیله سنجنده تشخیص داده شده و اندازه گیری می‌شود.

نتایج سنجنده‌های فعال دارای توانائی اندازه گیری در هر زمان بدون محدودیت زمانی روز و فصل است .

سنجنده های فعال را می توان برای امواج مطالعاتی که بقدر کافی بوسیله نور خورشید تولید نمی‌شوند بکار گرفت برای مثال می‌توان امواج ماکروویو را نام برد و این نوع سنجنده ها دارای کنترل خوبی جهت تشخیص میزان روشنایی سطح زمین است . اگر چه سیستمهای فعال نیاز به تولید مقادیر بزرگ مناسبی از انرژی برای روشن نمودن( تابیدن ) سطح زمین ،داریم . سنجنده‌های ارسال کننده امواج لیزری و راداری ( Synthetic aperture radar) نمونه‌هایی از سیستم فعال می باشند.


مشخصات تصاویر:
انرژی الکترومغناطیس بصورت عکسی یا الکترونیکی ثبت می شوند. در مراحل عکسبرداری از واکنش‌های شیمیایی سطح حساس فیلم برای تشخیص و ثبت مقادیر مختلف انرژی استفاده می‌شود.

شناسائی و تشخیص بخش های مختلف تصویری و عکسها در سنجش از دور دارای اهمیت است هر عکس به نمایش تصویر اشاره دارد که صرف نظر از اینکه از چه طول موجهائی یا وسایل سنجش از دور برای تشخیص و ثبت انرژی الکترومغناطیس استفاده شده است .

یک عکس به تصاویری مشخصاً می‌پردازدکه بخوبی شناسائی شده و بر روی فیلم عکاسی ثبت شده است . عکسها معمولاً دامنه طول موج ( ۰.۳ تا ۰.۹ میکرومتر ) امواج نورانی و مادون قرمز را ثبت می‌کنند ما می توانیم بگوئیم تمامی عکسها با مشخصات ذکر شده ، تصویر هستند اما تمامی تصاویر عکس نیستند.

یک عکس را می توانیم در قالب رقومی با تقسیم تصویر به سطوح کوچک هم اندازه و شکل که المان تصویریا پیکسل نامیده می شود نمایش و مشاهده نمود که میزان درخشندگی هر سطح با مقادیر عددی که شماره رقومی (digital number) نامیده می شود نشان می‌دهند.

سنجنده‌های ثبت انرژی امواج الکترومغناطیسی ، انرژی را بعنوان یک رشته از اعداد درقالب رقومی از سمت راست بصورت الکترونیکی ثبت می‌کنند. این دو روش متفاوت نمایش اطلاعات سنجش از دور ( عکس ، تصاویر رقومی ) قابل تبدیل به یکدیگر می باشند اگر چه ممکن است اطلاعات دراین تبدیلات از دست بروند.

ما رنگها را می بینیم بخاطر اینکه چشم‌های ما دامنه کامل امواج نوری مرئی را تشخیص داده و مغزمان اطلاعات را در رنگهای جداگانه تفکیک می نماید . آیا شما می توانید تصویر سازی کنید اگر دنیای مشاهداتی شماتنها دامنه کوچکی ازامواج و رنگها باشد ، که این چگونگی کار سنجنده راتوجیه می نماید که نیاز به داشتن اطلاعاتی در زمینه دامنه‌ای که در یک کانال اطلاعات جمع آوری و ذخیره می شود دارد و همچنین در بعضی مواقع به باند نیز اشاره می‌نمایند. ما می توانیم کانالهای اطلاعات رقومی که از سه رنگ اولیه ( آبی ، سبز ، قرمز ) استفاده شده است با هم ترکیب و مشاهده نمائیم . اطلاعات هر کانال در یکی از رنگهای اولیه نمایش داده می شود. که بستگی به درخشندگی نسبی ( مقادیر رقومی ) هر پیکسل درهر کانال دارد ،‌رنگهای اولیه با خواص متفاوت برای نمایش رنگهای متنوع با هم ترکیب می‌شوند.

هنگامی که ما از این روش برای نمایش یک کانال تنها یا دامنه‌ای از طول موجها استفاده می‌کنیم ما عملاً این کانال‌ها ( باندها ) را تمام در سه رنگ اولیه نمایش می‌دهیم . بهمین دلیل است که سطح درخشندگی هر پیکسل برای هر رنگ اولیه ای یکسان است که به فرم تصاویر سیاه و سفید ترکیب می شوند. که سایه‌های مختلف ( درجات) خاکستری از سیاه تا سفیدنشان داده می‌شوند . وقتی ما بیش از یک کانال بعنوان یک رنگ اولیه متفاوت نمایش بدهیم سطح درخشندگی برای هرکانال / رنگ اولیه ترکیبی متفاوت بوده و به فرم تصویر رنگی ترکیب می شود.


انواع سنجش از دور:

+ سنجش از دور فعال
+ سنجش از دور غیرفعال​

سنجش از دور غیرفعال هنگامی مطرح می‌شود که یک منبع طبیعی انرژی که عمدتاً خورشید است، مورد استفاده قرار گیرند. سنجنده‌های فعال، امواجی را از خود تولید می‌کنند و با تاباندن آن به سمت هدف مورد‌نظر و دریافت بازتابش حاصل از آن، به هندسه یا ویژگی‌های هدف پی می‌برند. انواع سنجنده‌های راداری یا لیزری نمونه بارز این نوع هستند[۵].

با توجه به محدوده‌های انرژی الکترومغناطیس به کار رفته و خصوصیات آنها در محدوده‌های طیفی نوری، حرارتی و مایکروویو، سنجش از دور نوری، سنجش از دور حرارتی و سنجش از دور مایکروویو مطرح می‌شوند. سنجش از دور اشعه ایکس و گاما در مقیاس محدودتری مطرح هستند.


سکوها ، سنجنده‌ها و سامانه‌های دریافت و پردازش:
سکوها وظیفه حمل سنجنده و سایر قسمت‌های ماهواره را بر عهده دارند. ماهواره و هواپیما دو نمونه متداول سکو­ها هستند. سکوها در دو مدار خورشیدآهنگ و زمین‌آهنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. انتخاب مدار سکو با توجه به هدف طراحی‌شده برای ماموریت انجام می‌شود.



ماهواره‌های سنجش از دور عمدتاً در مدار خورشد آهنگ قرار می‌گیرند تا زاویه بازتابش نور خورشید در نقاط مختلف زمین در تناوب‌های مختلف چرخش ماهواره ثابت باشد و از بالای هدف در زمان ثابتی عبور کنند. مدارهای زمین‌آهنگ برای کاربردهایی که به اطلاعات همزمان با توان تفکیک زمانی بالا مانند هواشناسی، نیاز است، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

[P O U R I A]

توان تفکیک:
توان تفکیک به عنوان شاخصی که معرف دقت سنجنده در اخذ جزئیات بیشتر است، تعریف می‌شود. ماهواره‌ها و سنجنده‌ها با چهار نوع توان تفکیک شناخته می‌شوند. توان تفکیک مکانی مربوط به توان آشکارسازهای سنجنده در ارائه ابعاد پیکسل‌های خروجی کوچک‌تر است. توان تفکیک طیفی نشان­دهنده تعداد و خصوصیات باندهایی است که سنجنده در آنها به تهیه تصویر می‌پردازد.

توان تفکیک زمانی به مدت زمانی اطلاق می‌شود که یک منطقه مجدداً تصویربرداری شود و به طور مستقیم به مدار سکو مرتبط است. قدرت تفکیک رادیومتریک نیز به تعداد بیت‌های حافظه اختصاص داده‌شده برای ذخیره‌سازی اطلاعات یک پیکسل اطلاق می‌شود.

 

[P O U R I A]

کاربرد سنجش از دور در اکتشاف معادن

کاربرد سنجش از دور در اکتشاف معادن

بررسی‌های دورسنجی به دلیل داشتن داده‌هایی با دید وسیع و یکپارچه و محدوده طول موجی مختلف، از بهترین روش‌ها در پی‌جویی کانسارها می‌باشد.
به عنوان مثال با توجه به اینکه جایگاه کانسارهای پورفیری بزرگ دنیا و ذخایر طلای اپی ترمال، جزایر قوسی و زون‌های فرورانش بوده و تمرکز آنها بیشتر در نواحی دگرسان شده وسیع و محل گسل‌های بزرگ حاشیه دهانه‌های آتش‌فشانی یا همراه با تراورتن های حوالی چشمه های آب گرم می باشد، لذا بررسی‌های دورسنجی می‌تواند بهترین وسیله در شناخت این نوع کانسارها باشد.

در این راستا بررسی‌های دورسنجی با اهداف زیر صورت می گیرد:

۱- تلفیق داده های ماهواره‌ای مختلف و تهیه عکس –نقشه های ماهواره‌ای(Satellite Photomap ) در مقیاس‌های ۱:۱۰۰۰۰۰ و ۱:۵۰۰۰۰

تهیه این عکس –نقشه ها در مقیاس‌های یک صدهزار و یک پنجاه هزار برای بدست آوردن دید کلی از چگونگی گسترش واحدهای سنگی، رسوبات آبرفتی کواترنر، چین خوردگی ها، شکستگی‌های عمده، گسترش پوشش گیاهی، چگونگی توزیع شبکه آبراهه ها، جاده ها و گسترش آبادی‌ها و شهرها و بسیاری از پارامترهای دیگر بسیار مناسب است.

بر اساس تفسیر تصاویر رنگی مجازی حاصل از ترکیب باندهای مختلف و بر اساس نقشه زمین‌شناسی منطقه می توان گسترش واحدهای سنگی گوناگون را بر اساس این داده ها بیان نمود




۲- تهیه نقشه خطواره ها و نقشه شکستگی ها و تفسیر زمین ساخت ناحیه بر اساس آن:
شکستگی ها بویژه گسل ها عامل مهم و اساسی در تشکیل ذخایر معدنی می‌باشند. شناسایی عناصر ساختاری و تشخیص ساختار هر منطقه کمک بسیار ارزنده ای جهت شناسایی و اکتشاف مواد معدنی می‌باشد، زیرا شناخت عناصر ساختاری مانند گسل های عادی، شکستگی‌های کششی و ساختمان‌های هورست و گرابن که پی آمد آن تشخیص ساختارهای کششی است یا گسل‌های راندگی، چین خوردگی‌ها و گسل‌های راستالغز چپ رو و راست رو که نهایت آن تشخیص ساختارهای فشاری است، با توجه به درازای گسل ها و همچنین محل تلاقی گسل های اصلی با گسل های دیگر، می تواند محل مناسبی برای نفوذ ماگما و سپس کانه زایی باشد؛ پس همگی می توانند کلیدهای مناسبی جهت شناخت و اکتشاف ذخایر معدنی باشند

 

[P O U R I A]

در تهیه نقشه شکستگی ها از روش‌های زیر می توان استفاده نمود:


۲-۱- استفاده از تأثیر مجازی زاویه تابش خورشید(Shaddow):
از آنجا که تشخیص اشکال سطحی به مقدار قابل توجهی به اختلاف انعکاس نور خورشید بستگی دارد و میزان انعکاس نیز با زاویه و جهت تابش خورشید تغییر می نماید(هر اندازه زاویه تابش کمتر باشد، اختلاف انعکاس بیشتر شده و در نتیجه سایه زیاد می شود). با ایجاد اختلاف انعکاس، سطوح شکستگی و لایه بندی ها مشخص تر شده و تصاویر مختلفی جهت شناسایی آنها ساخته می‌شوند.


۲-۲- استفاده از نقشه های توپوگرافی و زمین شناسی:
در تعیین شکستگی‌ها، تغییرات ناگهانی توپوگرافی، نوع و سن واحدهای سنگی و ارتباط آنها با یکدیگر، چین‌خوردگی‌ها، جابجایی رودخانه ها و واحدهای چینه‌ای، مخروط افکنه ها و …همگی می توانند پارامترهای تشخیص باشند.


۲-۳- استفاده از نشانه های زمین‌ریخت‌شناسی:
به منظور تعیین ساز و کار گسل‌ها، از نشانه های زمین‌ریخت‌شناسی می‌توان استفاده کرد. بطوریکه گسلهای راستالغز بعلت شیب زیاد، اثری تقریباًخطی، گسلهای عادی اثری دالبری و گسلهای راندگی اثری نامنظم ازخود نشان می‌دهند و بیشتر از توپوگرافی تبعیت می کنند. همچنین ایجاد پرتگاه‌های گسلی(Scarp Fault) در گسل های راستالغز نسبت به گسل های عادی و راندگی به جز موارد ویژه، کمتر مشاهده می شود.


۳- تعیین محدوده هایی با ساختمان‌های گنبدی:
یکی از اهداف این بررسی‌ها تهیه نقشه ای مربوط به گسترش ساختمان‌هایی مانند باتولیت، استوک، دم(گنبد)، دایک، کالدرا، ساختمان‌های حلقوی و رگه ها می‌باشد. همانطور که اشاره شد با بکارگیری روش های مختلف پردازش و ایجاد تصاویر رنگی، واحدهای سنگی مختلف شناسایی می‌شوند و بر این اساس گسترش سنگ‌های ماگمایی اسیدی و بازیک در منطقه مشخص می‌گردند. بر اساس مساحت گسترش توده های نفوذی و نیمه عمیق، مساحت‌های بیشتر از ۱۰۰ کیلومتر مربع بعنوان باتولیت و گسترش های کمتر بعنوان استوک در نظر گرفته می‌شوند.

دایک‌ها، دم‌های اسیدی و رگه‌های کوارتزی نیزمی‌توانند قابل شناسایی باشند.

تشخیص گسترش سنگ‌های ماگمایی با نوع ساخت و زمان آن می تواند راهنمای خوبی برای تشخیص وجود یا عدم وجود ذخایر معدنی باشد(مطالعه متالوژنی منطقه).

توده بازیک بازالتی و آلتراسیون‌های سیلیکاتی اطراف آن


۳- تهیه نقشه نواحی دگرسانی( آلتراسیون ها):
شناخت نواحی دگرسانی یکی از عوامل تشخیص مناطق کانه دار می باشد. اگر در تشخیص این مناطق، نوع دگرسانی نیز مشخص شود، می تواند در تعیین الگویی مناسب جهت کانه زایی منطقه، مفید باشد. با استفاده از روش‌های مختلف پردازش و بکارگیری توابع ریاضی و روش های آماری ذکر شده درنهایت نواحی دگرسان با رنگ ویژه ای مشخص می‌شوند(High Light).


۴- تعیین نقشه نواحی امیدبخش معدنی با استفاده از بررسی های دورسنجی:
با تلفیق نتایج بدست آمده از بررسی های دورسنجی مناطق مورد مطالعه(نوع واحدهای سنگی، ‌ساختار تکتونیکی، ساختمان‌های ماگمایی و دگرسانی‌ها)،‌ مناطقی به عنوان نواحی امیدبخش معرفی می‌شوند که نسبت به سایر مناطق دارای احتمال بیشتری برای کانی‌زایی هستند


منبع : پایگاه ملی داده های علوم زمین