یکی از اصلی ترین مراحل برای آغاز کار با تداخل سنجی یا Interferometry مباحث پایه و مقدماتی می باشد. در اولین گام در آموزش مبانی تداخل سنجی و تصاویر راداری به صورت جامع در مورد مباحث پایه مطالبی ارائه شده است. در این بخش شما با تعاریف درمورد تداخل سنجی، تصاویر راداری، ماهیت تصاویر راداری، انواع پروداکت تصاویر سنتینل 1 و شرایط اخذ تصاویر مطالب ارائه شده است. از همه شما عزیزان خواشمندیم که این جلسه را جدی گرفته و تمامی مطالب را با دقت نکته برداری کنند تا در فرایند اجرا کار با مشکل موجه نشوند.
مبانی تداخل سنجی و تصاویر راداری
در اولین گام تعریف ساده ای از سنجش از دور بخواهیم ارائه دهیم عبارت است از علم و هنر کسب اطلاعات در مورد پدیده های و اشیاء سطح زمین بدون تماس مستقیم با آن با استفاده از امواج بازگشتی الکترومغناطیسی توسط سنجنده ها می باشد که روی ماهواره ها قرار دارد. بر اساس اینکه منبع انرژی خورشید باشد یا مصنوعی انواع مختلف سنجش از دور خواهیم داشت.
انواع سنجش از دور بر اساس منبع انرژی شامل سنجش از دور اپتیک، سنجش از دور حرارتی و سنجش از دور اپتیک است. در سنجش از دور اپتیک با نور خورشید سروکار داریم اما در سنجش از دور راداری توسط سنجنده هایی انرژی در طول موج بالا تولید و آن را دریافت خواهیم کرد. سنجش از دور حرارتی بخشی از سنجش از دور اپتیک است که وقتی دمای جسم بالاتر از صفر مطلق رود از خود انرژی ساطع که بیشتر در محدوده 8 تا 14 میکرو متری می باشد.
سنجش از دور راداری
سنجش از دور رادار (RAdio Detection And Ranging-RADAR) فناوری است که برای به دست آوردن اطلاعات در مورد سطح زمین از طریق ارسال امواج الکترومغناطیسی از یک سیستم راداری و دریافت سیگنال هایی که از هدف منعکس می شود استفاده می شود.
سنجش از دور راداری در بخش ماکروویو امواج الکترومغناطیس و محدوده طول موج 1 سانتی متر تا 1 متر (معادل GHz 0.3 تا GHz 300 ) را پوشش می‌دهد. در این محدوده باندهای مختلفی قرار خواهد گرفت که در ادامه این باند ها را ارائه خواهیم داد و ویژگی کلی هر کدام از این محدوده ها ارائه شده است.
طول موج امواج راداری بین 1 سانتی متری تا 1 متری است اما 3 سانتی متر تا 30 سانتی متری پرکاربردترین محدوده راداری است که سه باند X-band (~3 cm), C-band (~6 cm), and L-band (~23 cm) بیشترین کاربرد را در سنجش از دور راداری دارند. تاثیر طول موج راداری در میزان نفوذ و میزان بازپخت می باشد.
ما در سنجش از دور راداری بر اساس راستای امواج ارسالی و دریافتی واژه ای تحت عنوان پلاریزه یا قطبیش داریم. پلاریزه عبارت است راستای امواج در زمان برخورد با اجسام یا سنجنده می باشد. اگر امواج را عمودی ارسال نمایید پلاریزه V و اگر موازی با سطح ارسال یا دریافت نماییم پلاریزه H تولید خواهد شد. از رو ما به صورت کلی 4 پلاریزه VV, HH, VH و HV را خواهیم داشت. در مباحث تداخل سنجی باید از پلاریزه های یکسان مانند VV یا HH استفاده شود.
معایت و مزایای تصاویر راداری
- توانایی تصویر برداری در شرایط آب و هوایی مختلف
- توانایی تصویر برداری در طول شبانه روز
- برای انسان ها ملموس نیستند و تفسیر دشوار دارند
- دسترسی به این تصاویر دشوار و تصاویر رایگان کمی وجود دارد.
تصاویر ماهواره ای سنتینل 1
اولین سری از ماهواره های برنامه کوپرنیکوس سنتینل 1 می باشد که در محدوده باند C و فرکانس 5.405 گیگاهرتز از سطح زمین در دو پروداکت GRD و SLC ارائه خواهد داد. دو ماهواره از آن در سال 2014 و 2016 در مدار زمین قرار گرفته است. این تصاویردارای دو پلاریزه VH و VV می باشد.
تصاویر ماهواره سنتنیل 1 در دو محصول Ground Range Detected (GRD)و Single Look Complex (SLC) در اختیار عموم قرار خواهند گرفت. محصولات SLC اطلاعات فاز حفظ و در فاصله پیکسل طبیعی پردازش می شود . محصولات GRD اطلاعات میزان انرژی یا amplitude و برای کاهش تاثیر لکه های چند شاخصه می باشد.
تصاویر ماهواره سنتینل 1 بر اساس عرض برداشت و پلاریزه و زاویه فرود مد ها یا محصولات مختلف دیگری نیز دارد که در ادامه انواع مختلف آنها ارائه شده است. نکته مهم این است که در فرایند های تداخل سنجی مد Interferometric Wide swath (IW) مورد استفاده قرار خواهد گرفت. انواع مد تصاویر سنتینل 1:
- Stripmap (SM)
- Interferometric Wide swath (IW)
- Extra-Wide swath (EW)
- Wave (WV)
از سنسور بخوانید: ماهواره سنتینل 1
تداخل سنجی یا Interferometry
ساده ترین تعریف در مورد تداخل سنجی عبارت است از به صورت کلی تداخل سنجی راداری بر پایه ترکیب دو یا چند تصویر از یک منطقه می باشد که بر پایه اختلاف فازی که دارد توپوگرافی سطح یا حرکت سطح (زلزله یا فرونشست ) را آشکار کنند. از تداخل سنجی برای بررسی تغییرات یا جابه جایی های ناشی از زلزله ، فرونشست و تولید لایه ارتفاعی استفاده خواهد شد.
در فرایند تداخل سنجی با مقدار اختلاف فاز سروکار داریم. اما قبل از هر چیزی باید در مورد فاز و تداخل سنجی یک سری اطلاعات داشته باشید. فاز برای تعیین فاصله سنسور تا هدف مورد استفاده قرار می گیرد و دامنه میزان سیگنال ارسالی را نشان می دهد که به سنسور باز می گردد. اندازه گیری دامنه اطلاعاتی در مورد زبری، هندسه، رطوبت و ثابت دی الکتریک آن هدف ارائه می دهد، در حالی که اندازه گیری فاز برای تداخل سنجی راداری استفاده می شود.
واژه بعدی که در مباحث تداخل سنجی بسیار مهم است بحث Baseline می باشد که هم از نظر زمانی و هم از نظر مکانی بسیار مهم است . از نظر مکانی اشاره به فاصله عمودی دو تصویر اشاره دارد که برای تداخل سنجی از آن استفاده خواهد شد. در نظر داشته باشید که این فاصله بیشتر برای تولید DEM مهم است و در مباحث زلزله و فرونشست خیلی مطرح نیست.
