ماهواره‌ها با استفاده از سنسورهای سنجش از دور، گستره‌ای از ویژگی‌های سطح زمین، پوشش گیاهی، سازه‌ها، درجه حرارت، پستی و بلندی‌ها، پوشش‌های آبی و بسیاری از ویژگی‌های دیگر را می‌سنجند

شاخص‌ها و تصاویر سنجش از دور

تصویربرداری ماهواره‌ای، کاربردهای بسیاری در انواع صنایع دارد. تکنولوژی‌ای که با استفاده از تصاویر و نقشه‌های ماهواره‌ای، قادر به بررسی و تشخیص پوشش سطح زمین، تغییرات آن و سلامت و وضعیت محصولات است، سنجش از دور نامیده می‌شود. ماهواره‌ها با استفاده از سنسورهای سنجش از دور، گستره‌ای از ویژگی‌های سطح زمین، پوشش گیاهی، سازه‌ها، درجه حرارت، پستی و بلندی‌ها، پوشش‌های آبی و بسیاری از ویژگی‌های دیگر را می‌سنجند.
فهرست مطالب این مقاله

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.

بازتاب نور اندازه‌گیری شده در طول باندهای طیفی مختلف را می‌توان با نموداری به نام منحنی پاسخ طیفی نمایش داد. با استفاده از این نمودار می‌توان میزان درخشندگی بازتاب یک ویژگی یا یک شی را در باندهای مختلف ماهواره‌‌ای مقایسه کرد. برای مثال، سطح آب نور را عمدتا در محدوده طیف مرئی و به میزان ناچیز در محدوده مادون قرمز نزدیک (NIR-Near Infrared) بازتاب می‌کند. نمودار رسم شده برای این حالت در قرمز، سبز و آبی اوج گرفته و با ورود به باند مادون قرمز نزدیک به صورت ناگهانی افت می‌کند.
نمای شماتیک طیف الکترومغناطیس با تأکید بر بخش فروسرخ - در این تصویر مشخص است که امواج فروسرخ طول موجی میان ۱ تا ۱۰۰۰ میکرومتر دارند و به زیرمجموعه‌های کوچک‌تر تقسیم و نامگذاری شده‌اند.
نمای شماتیک طیف الکترومغناطیس با تأکید بر بخش فروسرخ - در این تصویر مشخص است که امواج فروسرخ طول موجی میان ۱ تا ۱۰۰۰ میکرومتر دارند و به زیرمجموعه‌های کوچک‌تر تقسیم و نامگذاری شده‌اند.
  • 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. 

اشتراک‌گذاری :
Skype
Email
WhatsApp
Telegram

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقالات دیگر جریب را بخوانید!
گیاهان هالوفیت

نقش گیاهان هالوفیت در کشاورزی پایدار

گیاهان هالوفیت (Halophytes) دسته‌ای از گیاهان هستند که به دلیل توانایی ویژه‌شان در تحمل شرایط محیطی شور، توجه بسیاری از زیست‌شناسان، کشاورزان و پژوهشگران محیط‌زیست را به خود جلب کرده‌اند. این گیاهان در چشم‌انداز کشاورزی به عنوان گزینه‌ای برای توسعه کشاورزی در مناطق شور اهمیت یافته‌اند.

مطالعه >
نماتد، شناسایی و روش‌های مقابله با نماتد

نماتد، شناسایی و روش‌های مقابله با نماتد

نماتدها یکی از مهمترین آفات گیاهی هستند که می‌توانند خسارات زیادی به محصولات کشاورزی وارد کنند. این موجودات میکروسکوپی در خاک زندگی می‌کنند و با تغذیه از ریشه گیاهان، باعث کاهش رشد و تولید محصول می‌شوند.

مطالعه >
کود کمپوست – کاربرد، مزایا و زمان مصرف کود کمپوست

کود کمپوست – کاربرد، مزایا و زمان مصرف کود کمپوست

کود کمپوست یک نوع کود آلی است که از تجزیه مواد آلی مانند ضایعات غذایی، کود دامی و گیاهی توسط کرم‌های خاکی تولید می‌شود. مزایای کود کمپوست شامل افزایش مواد مغذی خاک، بهبود ساختار خاک، افزایش ظرفیت نگهداری آب، قویت فعالیت‌های میکروبی و کاهش استفاده از کودهای شیمیایی است.

مطالعه >
برای ما پیام بگذارید.