هدف هاي اين وبلاگ ارتقاي آموزش جغرافیا ارتقاي ديدگاه هاي منطقي معرفي برخي از شيوه هاي نوين آموزش ايجاد پل ارتباطي بين همه کساني که به جغرافیا وآموزش جغرافیا علاقه مندند پاسخ به پرسش هائي که در زمينه کتاب هاي درسي جغرافیا مطرح مي شود معرفي برخي از وب سايت ها و نرم افزارهاي مناسب جغرافیا طرح پرسش ها ،اخبار و سرگرمي هاي جالب جغرافیا مخاطبان وبلاگ دانش آموزان ، معلمان جغرافیا و علوم ، دانشجويان جغرافیا ، استادان آموزش جغرافیا و همّه کساني که به جغرافیا و آموزش آن علاقه مندند

نکاتی در باب سنجش از دور

نکاتی چند پیرامون سنجش از دور

 )                   laussedat هنگامی که برای اولین بار در سال 1852 لاوسدات (  ا اندیشه تهیه نقشه از  روی عکس را مطرح نمود و اولین نقشه را نیز از منطقه ای  در اطراف پاریس تهیه کرد ، سر آغازی برای سلسله مباحثی بود که ما امروزه آن را با اصطلاحاتی همچون دور کاوی ، دورسنجی ، سنجش از دور ، فتو گرامتری و ... می شناسیم.

تعریف :

سنجش از دور ، علمی است که بدون تماس فیزیکی ، از فاصله دور اطلاعات قابل استفاده ای از پدیده های سطح زمین تهیه می کنند . در تعریف دیگر سنجش از دور عبارتست از : سنجش ، ثبت ، تعبیر و تفسیر اطلاعات فیزیکی و شیمیایی پدیده های موجود در زمین با استفاده از یک سری اندازه گیری هایی که از فاصله دور و بدون هیچ گونه تماس فیزیکی انجام می شود.

 در ابتدا این اطلاعات از نوع تصاویر ساده سیاه و سفید  بوده اما امروزه این اطلاعات به صورت رقومی تهیه و بر حسب نیاز تبدیل و تفسیر می شود.  بنابراین شکل تمامی اطلاعات جدید براساس اندازه گیری از پدیده ها حاصل می شود. از این رو ابزار هایی که اصل موضوع را در سنجش از دور بوجود می آورند عنوان عمومی سنجنده (sensor) خواهند داشت که بر روی سکو هایی نصب می شوند. این سکو ها در بدو امر شامل بالن ، پرندگان،و امروزه، هواپیما و ماهواره های مختلف هستند.

تاریخچه:

ازسال 1966 دور سنجی  فضایی با پرتاب سفاین جمینی و موفقیت حاصل از تصاویر تهیه شده توسط آن در بررسیهای زمینی آغاز گردید.

 

در فاصله بین سالهای 1972 تا 1984  پنج ماهواره از نوع ماهواره های تکنو لوزی منابع زمینی توسط سازمان ملی فضانوردی امریکا  موسوم به ناسا   به فضا پرتاب شده است. اولین ماهواره تکنو لوژی منابع زمینی در ژوئیه 1972 توسط ناسا در مدار زمین قرار گرفت. و هنگامی که دومین ماهواره از این سری در فوریه سال 1975 در مدار زمین قرار گرفت . این دو ماهواره به ترتیب  لندست 1 و لندست 2 تغییر نام گرفتند. در مارس 1978 لندست 3 با تغییراتی به فضا پرتاب شد. سه ماهواره نخست یعنی لندست 1و2و3 به ترتیب در سالهای 1978،1982و1983 از کار افتادند.باید متذکر شد که دو  لندست 4 و 5 به ترتیب در سالهای 1982 و 1984 به فضا پرتاب شده اند که تا 1990 فعال بود

در ایران از سال 1351هجری شمسی ( 1973م)یعنی به فاصله 7 سال پس از پرتاب اولین ماهواره به فضا ،  طرح استفاده از اطلاعات ماهواره ای آغاز شد و در سال 1355 در مرکز مرد آباد کرج به بهره برداری رسید.در واقع در 1356  پنج کشور در دنیا وجود داشتند که یکی از آنها ایران بود.

    

 

ٌٍٍدرتصاویر لندست 1و2 یک عکس سطحی معادل 185*185 کیلومتر یعنی 35000 کیلومتر مربع را پوشش می دهد. و این سطحی است که بوسیله 2200 قطعه عکس هوایی قابل پوشش است.در تصاویر مربوط به لندست 3 این سطح 99*99 کیلومتر می باشد که معنای آن جزئیات بیشتر در هر تصویر است.

 

سکو های جمع آوری اطلاعات: فرستنده هایی هستند که می  )data collection platform توانند در مسیر عبور ماهواره ها از حوزه آنها ، اطلاعاتی نظیر : رطوبت ، دبی رودها، میزان شوری آب ، ضخامت برف ، و... را به سیستم جمع آوری اطلاعات مخابره نمایند   تا از طریق ماهواره به مرکز ماهواره منتقل شود.

 

انواع ماهواره ها:

(Earth Resources Technology Satelite  ERTS-1)

ماهواره های تکنولوژی منابع زمینی که بعدا به لند ست تغییر نام یافت ، در یک مدار ثابت و مشخص دایره ای شکل قطبی در جهت حرکت عقربه های ساعت(یعنی در مسیر شمال و شمال شرقی به جنوب و جنوب غربی) در فواصل زمانی ثابت از فراز نقطه ای معین عبور می کنند.  ماهواره های لندست 1و2و3 در ارتفاع 920 کیلومتری از سطح زمین  در هر 103 دقیقه یک بار یک دور کامل زمین را می پیمایند به نحوی که در طی 24 ساعت 14 بار زمین را دور خواهند زد. این زمان برای ماهواره های لندست 4و5 که در ارتفاع 705 کیلومتری زمین در حال گردش به دور زمین است ؛ به حدود 99 دقیقه می رسدو این ماهواره ها در هر 16 روز یک بار تمام سطح زمین را تصویر برداری می کنند. فاصله بین هر گردش با گردش قبلی در عرض جغرافیایی ایران حدود 2400 کیلومتر است و با در نظر گرفتن پوشش هر عکس ماهواره ای که حدود 35000 کیلومتر مربع است . در طی 252 بار گردش به مدت 18 روز می تواند از تمامی سطح کره زمین را عکسبرداری کند. و اگر دو ماهواره در مدار قرار گیرد این مدت به 9 روز تقلیل خواهد یافت. بنابراین با قرار دادن 18 ماهواره برای منظور خاص می توان همه روز ه اطلاعات جدید را از هر یک از مناطق زمین تهیه نمود.

هر یک از ماهواره های لندست در طول یک سال می توانند20 سری تصویر تکراری از سطح زمین تهیه کنند . زاویه تابش خورشید با توجه به زاویه چرخش ماهواره در تمام تصاویر یکسان است . لذا تصاویر موجود در سطح زمین تن یکنواختی خواهند داشت  و به راحتی قابل مقایسه دقیق خواهند بود .مدار گردش ماهواره ها به دور زمین طوری انتخاب شده است که عکسبرداری از هر ناحیه از سطح زمین ، در ساعت 9:30 به وقت محلی انجام می شود. در تصاویر ماهواره ای معمولا هر عکس با عکس کناری خود در خط استوا 14% و در عرض جغرافیایی ایران 25% و در قطب حدود 80% هم پوشانی خواهند داشت.

 

 

سیستم های سنجنده در ماهواره های لند ست:

:R.B.V (Return Beam Vidicon)1-

در این سیستم 3 دوربین به طور هم زمان سه تصویر در سه باند مختلف می گیرند.و قدرت تفکیک آن 80 متر می باشد . باند های تصویر برداری آن به ترتیب دارای منطقه طیفی آبی سبز برای باند 1 با دامنه طیفی 57/0 تا 47/0 میکرومتر ؛ طیف زرد-قرمز برای باند 2 با دامنه طیفی 68/0تا 58/0میکرومتر و طیف قرمز مادون قرمز برای باند 3 با دامنه طیفی 83/0تا69/0 میکرو متر است.

:                                                                                                             M.S.S (Malti –Spectral Scanner) 2-

این سیستم که هم زمان با سیستم قبلی کار می کند شامل سنجنده چهار باندی است و قدرت تفکیک آن نیز 80 متر می باشد.و در واقع نوعی اسکنر (جاروب کننده) سطح زمین است که در جهت غرب به شرق بوسیله امواج الکترومغناطیس انجام می پذیرد.باند های این سنجنده به ترتیب دارای منطقه طیفی سبز برای باند 1 با دامنه طیفی 6/0 تا5/0 میکرومتر ؛ قرمز برای باند 2 با دامنه طیفی 7/0تا6/0میکرومتر ؛ مادون قرمز نزدیک برای باند 3 با دامنه طیفی 8/0 تا 7/0 میکرومتر ؛ مادون قرمز دور برای باند4 با دامنه طیفی 1/1 تا8/0 میکرومتر است. به این ترتیب مجموعه دو سیستم شامل 7 باند پوشش تصویری خواهند بود. در ماهواره لندست 3 علاوه بر افزایش قدرت تفکیک 40 متری نسبت به ماهواره های قبلی که دو برابر شده است ؛ تفاوت دیگری در پوشش 98*98 کیلومتری تصاویر آن می باشد . در لندست 4 قدرت تفکیک به 30 متر افزایش یافته است. ( در حال حاضر قدرت تفکیک ماهواره های نظامی به 7 سانتیمتر افزایش یافته است ).

 

D.C.S ( Data Collection System)3-

 

عمل این سیستم در حقیقت رله اطلاعات دریافت شده به ایستگاههای زمینی از سنجنده های خودکار مختلفی بود و در لندست 1و2و3 وجود داشت اما در نسل بعدی ماهواره های تکنولوژی منابع زمینی حذف شد.

 

 

 

 

تاریخچه: 1-لندست 1  پرتاب 1972    عمر مفید  1سال  فعالیت تا سال 1978 ارتفاع 920 کیلومتر

    

2- لندست 2                     1975                                                          920

 

3- لندست  3                    1978                                     فعال               920

 

4- لندست   4                   1984                                  فعال                    705

 

 

 

 

ماهواره های هوا شناسی از نظر ویژگی های فنی به دو دسته تقسیم می شوند:

 

1- ماهواره های مدار قطبی یا خورشید آهنگ؛ مدار گردش این ماهواره ها در امتداد نصف النهارات ( طول جغرافیایی) است.و طوری تنظیم شده اند که زمان گذر  آنها  از استوا  در تمام مسیر ها ثابت است. این ماهواره ها در ارتفاع کمتری ( معمولا کمتر از 1000 کیلومتر) گردش می کنند. و مدت گردش یک دور آنها به دور زمین ، کمتر از 100 دقیقه است. و سلول تفکیک[1]1 آنها نیز کوچکتر است.

 

2- ماهواره های زمین آهنگ ؛ماهواره هایی که موقعیت آنها نسبت به زمین ثابت است. این ماهواره ها در امتداد مدار ها ( عرض جغرافیایی) و از مغرب به مشرق ( در جهت حرکت زمین به دور خودش) می گردند. ارتفاع مدار آنها زیاد است ( حدود 36000 کیلومتر) و مدت یک بار گردش آن به دور زمین حدود 24 ساعت طول می کشد.سلول تفکیک آنها بسیار بزرگ است و از دقت کمتری برخوردارند. اما محدوده دید آنها وسیع است و در هر بار می توانند نصف کره زمین و در فاصله های نیم ساعتی تصویر بردارند.

 

حال با این مقدمه ببینیم هر یک از این ماهواره ها چه می کنند.

 

الف) ماهواره های خورشید آهنگ: اولین ماهواره هواشناسی به نام تیروس[2]

 در آوریل 1960 در ایالت فلوریدای آمریکا به فضا پرتاب شد. ارتفاع مدار ماهواره های خانواده تیروس در ابتدا حدود 1300 کیلومتر بود ولی بتدریج کاهش یافت و به حدود 800 کیلومتر رسید.از سال 1966 به بعد ، سری دیگری از خانواده تیروس به نام  ایسابه  ام به فضا پرتاب شدند.

سری پیشرفته ماهواره های تیروس در سال 1970 با نام ایتوس یا تیروس

 به فضا پرتاب شد  که بعد ها با نام ماهواره نو آ معروف گردید.  [3]ام[4]  [5][6]

 

از کل ماهواره های خانواده تیروس در حال حضر فقط ماهواره های نوآ به شماره های 11و12 در مدار قرار دارند و فعالیت می کنند. ویژگی نوآ آن است که در هر گردش ، یکی از ماهواره ها به طرف شمال و دیگری به طرف جنوب در گردشند.ارتفاع مدار آنها 833 تا 870 کیلو متر است . مدت یک دور گردش به دور زمین 5/102 دقیقه است

 

 

سنجنده این ماهواره دارای 5 باند بسیار حساس رادیو متری است[7]1-

. تفکیک باند های این سنجنده از این قرار است:

باند 1 از 55/0 تا 9/0 میکرو متر ، باند 2  از 725/0 تا 1/1 میکرومتر،  باند 3  از 55/3 تا 93/3 میکرومتر ، باند  4  5/10 تا 5/11 میکرومتر ، باند 5    5/11 تا 5/12 میکرومتر .

باند های 1و2 برای تشخیص ابر ها ، مرز بین آب و خشکی و تعیین گسترش برف و یخ بکار مِی آید. از باند 3و4 در مطالعه پراکندگی ابر ها ، دمای سطوح تابشی و مطالعه دمای سطح اقیانوسها استفاده می شود.در باند 5 تابش بخار آب جوٌ اندازه گیری می شود.ابعاد سلول تفکیک تصاویر این ماهواره ها حدود 1/1 کیلومتر است.

 

                                                                   [8](TOVS):    2- سنجنده

 

 

این سنجنده از واحدهای جداگانه ای تشکیل شده است. این ماموریتها را انجام می دهد:

 

1-2- تهیه نیمرخ دمای ضخامت جوٌ از سطح زمین تا سطح 10 میلی باری ،  اندازه گیری بخار آب جوٌ در سه سطح متفاوت و اندازه گیری اوزون آتمسفر

 

2-2-اندازه گیری پرتوهای تابشی در قسمت مادون قرمز (از ¾  تا 15 میکروندر 20 باندجداگانه

 

3-2- اندازه گیری تابش گاز کربنیک در بالای جوٌ

 

4-2- اندازه گیری تابش در باند مایکروویو

 

         [9]SEM         3- سنجنده                                                                                                         

مسئول اندازه گیری پروتونهای خورشیدی ، ذرات آلفا ، تراکم جریان الکترونی، طیف انرژی و مجموع انرژی تابش در ارتفاع مدار ماهواره است.

 

[10]DCS   4- سنجنده

اطلاعات محیطی مانند دم ، فشار ، رطوبت ، ارتفاع و ... را از سکو های دیده بانی روی زمین دریافت کرده و پردازش می کند.

 

ماهواره نووآ به علت داشتن سلول تفکیک کوچک تر ، اطلاعات دقیقی از تمام عناصر اقلیمی بویژه سیستم های سینوپتیک زود گذر و کوچک  ارائه می کند.

 

   

[11]GOES  ماهواره های زمین آهنگ  یا 

 

 این ماهواره ها در ارتفاع 36000 کیلو متری بر روی استوا قرار گرفته اند و هم زمان با زمین می گردند در نتیجه موقعیت آنها نسبت به زمین همیشه ثابت است. اولین ماهواره

      در سال 1974 پرتاب شد. در سال 1975 ایالات متحده  شش ماهواره              Geos             به فاصله های مساوی در مدار زمین قرار داد  که هر کدام از آنها می توانند نصف کره زمین را تصویر برداری کنند.علاوه بر امریکا ، کشور های اروپایی ، ژاپن و هندوستان نیز از این  ماهواره ها در مدار زمین قرار داده اند. ماهواره های زمین آهنگ                                                                        ایالات متحده در دو باند 55/0 تا 7/0 میکرومتر و 5/10 تا 6/12 میکرومتر د ر هر نیم ساعت یک تصویر تهیه می کنند. سلول تفکیک باند مرئی 8/1 کیلومتر و باند مادون قرمز 6 کیلومتر است.                                                                         



[1] کوچکترین مساحتی که چشم ماهواره در هر نگاه مشاهده می کند

 

[2]- TIROS (Television Infrared Observation Satellite)

[3]-NOAA(National Oceanic and Atmospheric Administrtion)

[4]-

[5]- ESSA ( Environmental Science Administration )

[6] -ITOS

[7] -Advanced Very High Resolution Radiometer

 

[9] -Solar Environmental Monitor

[10] -Data Collection System

[11] - Geostationary Operational  Environmental Satellite

  
; ساعت ۸:٤٥ ‎ق.ظ روز یکشنبه ۱۳ اردیبهشت ۱۳۸۳