نوارهای طیفی در سنجش از دور
برای تهیه شاخص‌ها و تصاویر سنجش از دور، میتوان با تنظیم کردن سنسورهای کنترل از راه دور ماهوارهای به تشخیص نور در طول موج‌هایی پرداخت که با چشم غیرمسلح نامرئی هستند. هر باند طیفی مربوط به محدوده خاصی از طول موج است که اطلاعات به خصوصی را در بر می‌گیرد. ترکیب تصاویر در محدوده نور مرئی با باندهای مختلف ماهوارهای به تجسم ویژگی‌هایی که تا پیش از این غیرقابل شناسایی بودند کمک می‌کند. برای مثال در محدوده مادون قرمز میانی (MIR-Middle Infrared Range)، میزان رطوبت در پوشش گیاهی، سایبان جنگل و خاک در تصویر برجسته شده‌اند. میتوان از باندهای مادون قرمز و فرابنفش برای اندازه‌گیری کلروفیل در گیاهان، ردیابی آتش‌سوزی‌های جنگلی و… استفاده کرد. سنسورهای رادار مدرن حتی در حضور پوشش ابری نیز می‌توانند مدل‌های سه بعدی کاملی از زمین ارائه دهند. این قابلیت امکان تشخیص دقیق‌تر تغییرات ویژگی‌های سطح را مهیا می‌کند.
- نوار ساحلی به منظور برجسته کردن آب‌های کم عمق، اندازه‌گیری تغییرات رنگ اقیانوس و شناسایی ذرات ریز هواپخش (آئروسل) در جو طراحی شده است.
- نوارهای قرمز، سبز و آبی محدوده 400 تا 700 نانومتر را پوشش می‌دهند. این محدوده مربوط به طیف مرئی است و از ترکیب این نوارها با سایر نوارهای طیفی برای تجسم ویژگی‌هایی که به طور معمول آن‌ها را نمی‌بینیم استفاده می‌شود.
- قرمز + سبز + آبی با همدیگر یک باند پان-Pan (پانکروماتیک، به معنای تمامی رنگ‌ها) را تشکیل می‌دهد. تصویر نمایش داده شده در پان معمولا به رنگ سیاه و سفید ظاهر می‌شود و نسبت به اکثر باندها از وضوح فضایی بالاتری برخوردار است. بنابراین، ترکیب پانکروماتیک با سایر باندها منجر به افزایش وضوح تصویر و برجسته شدن جزئیات بیشتری می‌شود.
- طول موج‌های مادون قرمز نزدیک (NIR-Near Infrared) فراتر از محدوده نور قرمز قابل مشاهده است. این طول موج از برگ‌ها و سایبان گیاهان سالم با شدت بیشتری نسبت به باندهای آبی، سبز و قرمز منعکس می‌شود. باند مادون قرمز نزدیک در تصاویر سنجش از دور برای نظارت بر گیاهان و بدنه‌های آبی در مقابل ویژگی‌های محیط اطراف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- تصاویر سنجش از دور گرفته شده در نوار سیروس (Cirrus) ابرهایی را آشکار می‌کنند که در ارتفاع زیادی نسبت به سطح زمین قرار گرفته‌اند. این ابرها در اکثر باندها نامرئی هستند.
- با استفاده از باند مادون قرمز با طول موج بلند (LWIR-Long Wave Infrared)-بین 8 تا 14 میکرومتر- می‌توانیم گرمای تابشی ساطع شده از سطح زمین را تشخیص دهیم. این بدان معنا است که می‌توانیم دمای این سطوح را اندازه‌گیری کنیم. دو باند طیفی Landsat-8 در محدوده مادون قرمز با طول موج بلند قرار دارند که امکان اندازه‌گیری دما را توسط این ماهواره فراهم می‌کند.
این دو باند عبارتند از: مادون قرمز حرارتی (TIRS):
باند 10 – مادون قرمز حرارتی (TIRS) 1 (11.19 – 10.6 میکرون)
باند 11 – ماون قرمز حرارتی (TIRS) 2 (12.51 – 11.50 میکرون)
ترکیبات باند طیفی
باتوجه به ویژگی‌هایی که باید در تصاویر سنجش از دور برجسته شوند، میتوان باندهای ماهواره را به شیوه‌های مختلف با هم ترکیب کرد. از آنجایی که چشم انسان تنها قادر به دیدن در محدوده مرئی است، بیشتر تصاویر به تقلید از طیف مرئی از ترکیب نوارهای قرمز، سبز و آبی ساخته شده‌اند. به این ترکیب، باند طیفی رنگ واقعی یا طبیعی گفته می‌شود.
هنگامی که باید یک ویژگی خاص از سطح در تصویر برجسته شود، از نوارهای ماهوارهای در بالا و پایین محدوده قابل مشاهده استفاده می‌شود. برای کاهش نویز در تصویر داده‌های خام پردازش می‌شوند. نتیجه این پردازش یک تصویر رنگی به اصلاح مصنوعی است که می‌تواند پوشش گیاهی سالم، ابرها، رطوبت خاک، نقاط داغ و سایر ویژگی‌ها را برجسته کند. برای به دست آوردن داده‌های کمی میتوان با استفاده از الگوریتم‌های توسعه یافته ریاضی مخصوصی ویژگی‌های برجسته شده را اندازه‌گیری کرد. برای مثال، میتوان میزان رطوبت خاک، کلروفیل برگ‌ها و… را محاسبه کرد.
افزایش دقت داده‌های بازیابی شده از ترکیب باندهای مختلف، با اعمال یک تبدیل مبتنی بر ضریب روی تصاویر صورت می‌گیرد. نتیجه این کار به وجود آمدن یک شاخص است. این شاخص نسبتی از مقدار بازتاب یک ویژگی خاص است
معمولا برای اندازه‌گیری سلامت پوشش گیاهی از شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی (NDVI-Normalized Difference Vegetation Index) و شاخص گیاهی تقویت شده (EVI-Enhanced Vegetation Index) استفاده می‌شود. سایر شاخص‌ها درصد سوختگی، وجود برخی از مواد معدنی، تراکم برف، سطح تنش آب و… را اندازه‌گیری می‌کنند. به منظور تولید دانش بیشتر در خصوص سیاره‌مان به طور مداوم شاخص‌های جدیدی توسعه می‌یابند.
