سنجش از دور

اگر شما این مقاله را مطالعه می کنید، حتما واژه « سنجش از دور» شنیدید، یا اینکه با آن سروکار داشتید. سنجش از دور یک علم است که تعاریف بسیار زیادی از آن در دنیا وجود دارد. اگر بخواهیم به ساده ترین شکل ممکن برای آن تعریف ارائه دهیم، سنجش از دور عبارت است از: علم و هنر کسب اطلاعات در مورد اشیاء و پدیده های سطح زمین از طریق یک سری ابزارها می باشد که انرژی بازتاب یافته از این عوارض یا پدیده ها را جذب کرده و آن را در اختیار ما قرار خواهند. در مقاله سنجش از دور  (remote sensing) به صورت جامع در مورد تعاریف سنجش از دور، کاربردهای آن، انواع سنجش از دور مطالب ارائه خواهد شد.

در دهه‌های اخیر، تکنولوژی سنجش از دور به عنوان یکی از پیشرفت‌های چشمگیر علم و فناوری، به طور چشمگیری رشد کرده و ورود عمیقی به زندگی ما داشته است. این فناوری، نه تنها به ما اجازه می‌دهد تا دنیای پیرامون خود را به شکلی دقیق‌تر و جامع‌تر مشاهده کنیم، بلکه توانایی بسیاری در تحلیل و تفسیر داده‌های به دست آمده از محیط‌های مختلف را نیز فراهم می‌آورد. این توانایی‌های بی‌پایان، این علم را به یکی از ابزارهای اساسی و برجسته در زمینه‌های مختلف از مدیریت منابع طبیعی تا پیش‌بینی آب و هوا و حتی مطالعهٔ فعالیت‌های انسانی تبدیل کرده است.

در این مقاله، به بررسی تعریف سنجش از دور و کاربردهای گسترده آن در جوامع مختلف خواهیم پرداخت. از کشاورزی تا محیط زیست، از برنامه‌ریزی شهری تا اکتشافات فضایی، سنجش از دور نقش بسیار مهمی در درک بهتر و مدیریت کارآمدتر منابع و محیط‌های اطراف ما دارد. همچنین، به بررسی چالش‌ها و فرصت‌های پیش روی این فناوری خواهیم پرداخت و به امید کشف بیشتری از این ابزار قدرتمند برای بهبود زندگی و محیط زیست، خواننده را همراه خواهیم برد.

سنجش از دور چیست؟

افراد یا سازمان های مختلف در سراسر دنیا تعاریف بسیار مختلفی برای علم سنجش از دور ارائه کرده اند. در سال 2002 جنسن در کتاب خود به این موضوع اشاره کرد که هر موضوعی که بشر بتواند از روش علمی و دیگر قوانین مطالعه کند علم نامیده می شود. این صحبت جنسن به این نکته اشاره دارد که سنجش ازدور یک علم است. اما در کنار ماهیت علم بودن آن از هنر و توانایی افراد مختلف در فرایند های تحلیل آن نیز استفاده می شود. تمامی این نکات به ما خواهد گفت که سنجش ازدور علم و هنر می باشد و صرفا فقط یک علم نمی باشد.

تعاریف مختلفی از سنجش از دور در سراسر جهان وجود دارد که نمایانگر دیدگاه‌ها و کاربردهای گوناگون این حوزه در رشته‌های مختلف است. سنجش از دور می‌تواند به طور کلی به عنوان علم و فناوری به دست آوردن اطلاعات درباره اشیاء یا پدیده های روی سطح زمین از فاصله دور (سانتی متر تا کیلومتر)، معمولاً از هواپیماها یا ماهواره‌ها، بدون تماس مستقیم فیزیکی تعریف شود. با این حال، تفسیر و تاکید خاص ممکن است بسته به سیاقی که سنجش از دور در آن استفاده می‌شود، متغیر باشد.

در زمینه علوم محیطی و اکولوژی، سنجش از دور اغلب به عنوان به دست آوردن و تجزیه و تحلیل داده‌ها درباره سطح زمین از سنسورهای روی هواپیما یا ماهواره‌ها تعریف می‌شود. این تعریف نقش آن را در نظارت بر تغییرات محیطی، ارزیابی سلامتی اکوسیستم و مطالعه الگوهای پوشش زمین و استفاده از آن برجسته می‌کند.

در زمینه زمین‌شناسی و مدیریت منابع طبیعی، سنجش از دور به عنوان یک ابزار برای نقشه‌برداری و تجزیه و تحلیل ویژگی‌های زمین‌شناسی، رسوبات معدنی و منابع طبیعی دیده می‌شود. این امکان را به زمین‌شناسان می‌دهد تا تشخیص دهند ویژگی‌های زمین‌شناسی را شناسایی کنند، رسوبات معدنی را کشف کنند و پتانسیل برای اکتشاف و استخراج منابع را ارزیابی کنند.

در زمینه کشاورزی و جنگل‌داری، سنجش از دور به عنوان کاربردهایش برای نظارت بر کشت و صنعت، پیش‌بینی عملکرد و جریانات جنگل و ذخیره سازی دیده می‌شود. با تجزیه و تحلیل تصاویر ماهواره‌ای و داده‌های سنسور، دانشمندان کشاورزی و جنگل‌داری می‌توانند سلامتی محصولات را نظارت کنند، دینامیک‌های گیاهی را ارزیابی کنند و تغییرات در پوشش زمین مرتبط با اقدامات گسترش یا توسعه جنگل را شناسایی کنند.

در برنامه‌ریزی شهری و توسعه، سنجش از دور به عنوان یک وسیله برای جمع‌آوری داده‌های فضایی برای نقشه‌برداری شهری، برنامه‌ریزی زیرساخت و مدیریت بحران تعریف می‌شود. این امکان را به برنامه‌ریزان شهری می‌دهد تا الگوهای رشد شهری را ارزیابی کنند، تغییرات در مناطق ساختمانی را نظارت کنند و تأثیر فعالیت‌های انسانی بر محیط شهری را تجزیه و تحلیل کنند.

اما این تعارف بر اساس نوع کاربرد آن بود. سازمان مختلف نیز تعاریف مختلفی از آن ارائه داده اند. هر سازمان بر اساس مسئولیت‌ها، اهداف، و حوزه فعالیت خود، تعریفی خاص از سنجش از دور ارائه می‌دهد که تأکید متفاوتی را بر اهمیت و کاربردهای این فناوری دارد. در این مقاله تعاریف کلی که سازمان های مختلف و معروف دنیا در مورد سنجش از دور داشته اند را نیز ارائه خواهیم داد. در ادامه میتوانید این تعاریف را مشاهده کنید.

سازمان فضایی ایالات متحده (NASA)

سازمان‌های فضایی مانند سازمان فضایی ایالات متحده (NASA)، سنجش از دور را به عنوان یک ابزار قدرتمند برای جمع‌آوری داده‌ها و تصاویر از سطح زمین و سایر سیارات تعریف می‌کنند. این تعریف نقش بسیار مهمی را در کشف و تحلیل ویژگی‌های زمین‌شناسی، اقلیمی، و محیطی دارد.

سازمان ملل متحد (UN)

سازمان ملل متحد سنجش از دور را به عنوان استفاده از داده‌های تصویری و موقعیتی جمع‌آوری شده از دور برای مانیتورینگ، ارزیابی و مدیریت منابع طبیعی و محیط زیست تعریف می‌کند.
سازمان حفاظت از محیط زیست (EPA): EPA سنجش از دور را به عنوان استفاده از داده‌های حاصل از سنسورهای دوری و تجهیزات مختلف برای نظارت بر کیفیت هوا و آب، مدیریت پسماندها، و ارزیابی تأثیرات زیست محیطی تعریف می‌کند.

سازمان هواشناسی جهانی (WMO)

WMO سنجش از دور را به عنوان استفاده از داده‌های حاصل از سنسورهای دوری برای پیش‌بینی و پایش پدیده‌های هواشناسی و اقلیمی تعریف می‌کند.

سنجش از دور به زبان ساده

همه این مواردی که ارائه شد تعاریف علمی بود که در مورد سنجش از دور وجود داشت. هر سازمان یا نهادی یا رشته بر اساس کاربرد و نیاز و یا اصالت اون سازمان تعاریفی ارائه  کرده است. ساده ترین تعریف ممکن این است که با استفاده از یک سری ابزارها (سنجنده) بتوانیم انرژی که اجسام از خود بازتاب می کنند را بدون تماس مستقیم دریافت کنیم، سنجش از دور گویند. یا میتوانیم بگیم که سنجش از دور یعنی گرفتن اطلاعات و داده‌ها از فاصله و بدون نیاز به حضور فیزیکی در مکان مورد نظر. مثلاً از دوربین‌های ماهواره‌ای و سنسورها استفاده می‌شود که اطلاعات را از بالا به دست می‌آورند. این اطلاعات شامل چیزهایی مثل رنگ‌ها، دما، و ویژگی‌های سطح زمین است. با استفاده از این اطلاعات، ما می‌توانیم درباره محیط، آب و هوا، یا حتی کشاورزی و شهرسازی اطلاعات بیشتری به دست آوریم و تصمیماتی بگیریم.

شاید برای شما نیز سوال باشد که این دریافت انرژی به چه صورتی است؟ به چه طریقی این داده های ضبط و در اختیار ما قرار می گیرید؟ در ادامه مطالب به تبیین مکانیسم دریافت انرژی در فرآیند سنجش از دور، و نحوه ضبط و ارائه داده‌های به دست آمده پرداخته خواهد شد. قبل از هر چیزی، در اصل منبع داده های سنجش از دور تابع الکترومغناطیسی است که از شی یا پدیده بازتاب یا تشعشع می شود.

فیزیک سنجش از دور – پایه و اساس سنجش از دور

در این بخش به زبان کاملا ساده در مورد فیزیک سنجش از دور یا چرخه سنجش از دور مطالبی ارائه خواهد شد. فرض کنید شما بر روی سطح زمین یک پدیده مانند یک ساختمان دارد. خورشد به انواع منبع انرژی در سنجش از دور اپتیک عمل می کند. خورشید امواج الکترومغناطیسی را به سمت زمین ارسال می کند. امواج الکترومغناطیسی، مجموعه‌ای از امواجی هستند که از انتشار تغییرات میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی در فضا بوجود می‌آیند. این امواج به صورت موجودهایی از انرژی الکترومغناطیسی عمل می‌کنند که در انواع مختلفی از طول موج‌ها و فرکانس‌ها و با سرعت نور در فضا حرکت می‌کنند. امواج الکترومغناطیسی شامل امواجی همچون نور مرئی، موج‌های رادیویی، موج‌های میکروویو، پرتوهای ماوراءبنفش، پرتوهای مادون‌قرمز، پرتوهای ایکس، و پرتوهای گاما هستند.

زمانی که امواج به سمت زمین حرکت میکنند، با اتمسفری و ذرات موجود در داخل آن برخورد خواهد کرد. این امواج قبل از اینکه به پدیده ها برخورد کند تحت تاثیر اتمسفر و سه عامل، جذب، انعکاس و پخش می شود.  با توجه به این مسئله که در بعضی از طول موج ها امواج خورشید کاملا در اتمسفر جذب می شود قادر نخواهیم بود  از تمامی بخش های امواج الکترومغناطیسی استفاده کنیم. دانشمندان بخش هایی که بیشترین میزان عبور پذیری را دارا هستند شناسایی و به آن پنجره اتمسفری گویند. پنجره اتمسفری به مناطق خاصی از طیف الکترومغناطیسی  اطلاق می شود که جو زمین کمترین میزان تاثیر و جذب را روی آن دارد، اجازه می دهد تا تابش الکترومغناطیسی با حداقل جذب یا پراکندگی عبور کند. این مناطق معمولاً با طول موج هماهنگ هستند که گازهای جوی مانند بخار آب، دی اکسید کربن و ازون، ضرایب جذب کمی دارند.

بعد از اینکه امواج الکترومغناطیسی به سطح زمین یا پدیده رسید نیز سه اتفاع رخ می دهد، یا اموج بازتاب پیدا می کند، یا بخش کوچکی از آن عبور و بخشی نیز جذب می بشود. انرژی بازتاب یافته به سمت سنجنده باز خواهد گشت. نکته مهم این است که سنجنده وسیله ای است که امواج الکترومغناطیسی بازتابی را جذب و آشکارسازی می کند اما ماهواهر یا سکو وسیله ای است که آن را حمل می کند. بر روی یک ماهواره میتواند چندین سنجنده وجود داشته باشد.

زمانی که امواج به سنجنده رسید، سنجنده آن را ذخیره و برای ایستگاه های سطح زمین ارسال خواهد کرد.  این یک فرایند ساده سنجش ازدوری می باشد. بعد از آن تصاویر ماهواره ای در اختیار کاربران قرار خواهد گرفت که بتوان از آن در داخل کارهای و پروژه های خود استفاده کنند. در این چرخه یا فرایند سنجش از دور شما با سه اصطلاح روبه رو خواهید شد. در ادامه این سه اصطلاح ارائه خواهد شد و شما عزیزان نیز حتما باید با آنها آشنا شده و در پروژه های خود تفاوت بین آنها را بدانید.

• Digital Number (DN)
• Radiance
• Reflectance

بازتاب سطحی یا Reflectance

بر اساس سطح پردازشی تصاویر و نوع تصاویر که در اختیار ما قرار خواهد گرفت به سه اطلاع که در بالا به آن اشاره شد سروکار داریم. بازتاب سطحی نمایان گر میزان انرژی بازتاب شده است که فقط مربوط به خود پدیده است و بر روی آن اثر اتمسفری وجود ندارد. هدف از تمامی پیش پردازش های سجش ازدور رسیدن به بازتاب سطحی است.

رادیانس – Radiance

زمانی که انرژی یا امواج الکترومغناطیسی از پدیده بازتاب می یابد و به سمت سنجنده حرکت می کند، تحت تاثیر اتمسفر قرار گرفته می شود و توسط سنجنده دریافت می شود را رادیانس گویند. به عبارت دیگر رادیانس عبارت است از مجموع انرژی دریافت شده توسط سنجنده در یک زاوانیه فضایی خاص که واحد آن نیز µW/(cm2srnm) می باشد.  این واحد اندازه گیری دارای خطا است و با انجام تصحیحات اتمسفری به مقدار بازتاب سطحی   Reflectance باز خواهد گشت.

یاخته، ارزش پیکسل یا Digital Number (DN)

معمول ترین واحدی که در اختیار شما قرار خواهد گرفت DN است. DN  میزان انرژی در داخل هر پیکسل است. پیکسل نیز کوچکترین جزء در داخل تصاویر ماهواره ای است که از برخورد سطر و ستون ها به وجود می آید. اگر شما با تصاویر ماهواره ای کار کرد باشید متوجه خواهید شد که یک سری بلوک های مربعی دارید (پیکسل) و ارزش آن را DN  گویند. ما اشاره کردیم که رادیانس در واحد زاویه فضایی است اما تصاویر را به صورت بلوک های مربعی در اختیار ما قرار می دهد به این کار تبدیلات رادیومتریکی گویند.

پس اگر خلاصه ای از فرایند پیش پردازش تصاویر را توضیح دهیم: تصاویر که در اختیار ما قرار خواهد گرفت دارای فرمت Digital Number (DN) هستند. با انجام تبدیلات رادیومتریکی به میزان رادیانس تبدیل خواهد شد. بعد از آن تصحیحات اتمسفری صورت خواهد گرفت که نتیجه آن بازتاب سطحی می باشد.  البته این نکته نیز ضروری است که ما عبارت Top of Atmosphere Reflectance را نیز داریم که اشاره به انرژی بازتاب یافته در بالای اتمسفر دارد که اثر اتمسفر روی آن وجود دارد و نباید با Surface Reflectance اشتباه گرفته شود.

 

انواع سنجش از دور

بر اساس دسته‌ها یا روش‌های مختلف، می‌توان سنجش از دور را به انواع مختلف تقسیم بندی کرد. بر اساس تعداد باند، ما سنجش از دور هایپراسپکترال و مالتی‌اسپکترال داریم که هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. سنجش از دور هایپراسپکترال اطلاعات را در طیف‌های بسیار باریک و تعداد باند زیادئئ جمع‌آوری می‌کند، این نوع از سنجش از دور اجازه می‌دهد تا جزئیات دقیق‌تری از ویژگی‌های سطح زمین را شناسایی کند. از طرف دیگر، سنجش از دور مالتی‌اسپکترال نیز اطلاعات را در چندین باند طیفی جمع‌آوری می‌کند، اما با کمیتی کمتر از جزئیات مقایسه با سنجش هایپراسپکترال از نظر تعداد باند عمل می کند.

همچنین، بر اساس منبع انرژی، ما دو دسته اصلی سنجش از دور را داریم: فعال و غیرفعال. سنجش از دور فعال از امواج مایکروویو یا لیزری برای تولید تصاویر استفاده می‌کند و اطلاعات را از بازتابی که از اشیاء دریافت می‌کند جمع‌آوری می‌کند. به عنوان مثال، سنجش از دور راداری و لیزری دو نمونه از این دسته هستند. در مقابل، سنجش از دور غیرفعال از امواجی که به طور طبیعی از سطح زمین یا اشیاء بازتاب می‌شوند، استفاده می‌کند. به عبارت خیلی ساده تر هر گاه از نور خورشید به عنوان منبع انرژی استفاده شود به انواع سنجش از دور اپتیک (غیر فعال) و اگر خود نیز منبع انرژی باشیم سنجش ازدور فعال یا راداری گویند.

دسته بندی بسیار زیادی وجود دارید اما در مقاله سنجش از دور به رایج ترین دسته بندی سنجش از دور بر اساس طوج موج و محدوده طیفی خواهیم پرداخت:

• سنجش از دور اپتیک (نور مرئی و مادون قرمز انعکاسی)
• سنجش از دور حرارتی
• سنجش از دور راداری ( میکرو موج)

 

 

انواع سنجش از دور بر اساس طول موج و محدوده طیفی

سنجش از دور اپتیک

به صورت خیلی ساده هرگاه ما از نور خورشید استفاده کنیم به آن سنجش از دور اپتیک گویند. خورشید  منبع اصلی انرژی مورد استفاده در سنجش ازدور اپتیک است. خورشید بیشترین میزان انرژی را در طول موح 0.48 میکرومتر تابش می کند، این بدان معنا است که در بالاتر یا کمتر از این طول موج میزان انرژی خورشید کاهش می یابد. لازم به ذکر است که در محدوده 3 میکرومتری مقدار این انرژی بسیار پایین می آید. در سنجش از دور اپتیک ما با پدیده بازتاب (Reflect)  سروکار داریم و پایه و اساس سنجش از دور اپتیک می باشد.

سنجش از دور اپتیک رایج ترین نوع سنجش از دور می باشد و چون در محدوده حساس به چشم انسان نیز فعالیت می کند طرفداران زیادی نیز دارد. این سنجش از دور در کنار سادگی کار با آن دارای یک سری معایت از جمله امکان نداشتن تصویر برداری در طول شب و شرایط آب و هوایی مختلف اشاره کرد. فرض کنید در طول شب یک سیلاب اتفاق افتاده باشد با توجه به اینکه نور خورشیدی وجود ندارد نمیتوان از منطقه تصاویر اپتیک را داشت. البته با توجه به اینکه در شرایط آب و هوایی بد ابر های زیادی در منطقه نیز وجود دارد عملا سنجش ازدور اپتیک در این شرایط آب و هوایی زیاد کارایی ندارد.

سنجش از دور راداری

سنجش از دور راداری یکی از انواع سنجش از دور است که از امواج مایکروویو برای تولید تصاویر و جمع‌آوری اطلاعات از سطح زمین استفاده می‌کند. در این روش، سنسورهای رادار امواج مایکروویو را به سمت سطح زمین ارسال کرده و بازتابی که از اشیاء دریافت می‌شود را ثبت می‌کنند. اطلاعات به‌دست آمده از این بازتاب، تحلیل و پردازش شده و به تصویرهایی از سطح زمین تبدیل می‌شوند که شامل جزئیات مختلفی از ویژگی‌های سطح زمین مانند تراکم درختان، زمین‌شناسی، رودخانه‌ها و سایر عناصر موجود در منطقه می‌شود.

سنجش از دور راداری به دلیل قابلیت عملکرد در شبانه‌روزی و در هر شرایط هوایی، از جمله در مواقع مه آلود و ابری، بسیار مورد توجه قرار می‌گیرد. این روش می‌تواند در مسائلی مانند شناسایی تغییرات در کشاورزی، نظارت بر فعالیت‌های آبی و همچنین شناسایی و پایش تغییرات در محیط زیست و طبیعی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، سنجش از دور راداری می‌تواند در امور نظامی و امنیتی، مانند تشخیص و پایش ترافیک دریایی و نظارت بر مرزها، نقش بسزایی ایفا کند.

مقاله کاربردی دیگر: سنجش از دور راداری

سنجش از دور حرارتی

یکی دیگر از انواع سنجش از دور که وابسته به نور خورشید است سنجش از دور حرارتی است. در سنجش ازدور حرارتی با انرژی ساطع شده از پدیده ها سروکار داریم. زمانی که دمای جسم بالاتر از صفر مطلق رود از خود انرژی سطح خواهد کرد. اگر این انرژی را دریافت و ثبت کنیم به آن سنجش از دور حرارتی گویند. سنجش از دور حرارتی یا ترمال، یکی دیگر از روش‌های مهم سنجش از دور است که از امواج فروسرخ برای مطالعه و تجزیه و تحلیل الگوهای حرارتی سطح زمین استفاده می‌کند. در این روش، سنسورهای حرارتی، که به عنوان دتکتورهای حرارتی نیز شناخته می‌شوند، امواج فروسرخ که توسط اشیاء و سطوح مختلف روی زمین انتشار می‌یابند را ثبت می‌کنند.

این امواج فروسرخ توسط اشیاء جذب می‌شوند و سپس انرژی حرارتی را که تولید می‌کنند، به دتکتورهای حرارتی انتقال می‌دهند. سپس دتکتورها این انرژی حرارتی را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند که می‌توانند توسط سیستم پردازشی تجزیه و تحلیل شوند. از این طریق، تصاویری از الگوهای حرارتی سطح زمین ایجاد می‌شود که می‌تواند به تحلیل انواع مختلفی از فعالیت‌ها و ویژگی‌های سطح زمین کمک کند.

سنجش از دور حرارتی برای بسیاری از کاربردهای مختلف استفاده می‌شود از جمله:

• تشخیص و پایش آتش‌سوزی و حریق
• تحلیل الگوهای حرارتی شهری و حومه‌ها برای برنامه‌ریزی شهری
• ارزیابی بهره‌وری گرمایش و سرمایش در ساختمان‌ها و سیستم‌های انرژی
• مطالعه تغییرات اقلیمی و ارتباطات زیست‌محیطی
• پایش و مدیریت تغییرات در توده‌های آبی و طبیعی

مقاله کاربردی دیگر ما: سنجش از دور حرارتی

کاربرد های سنجش از دور

سنجش از دور، به‌عنوان یکی از پرکاربردترین فناوری‌های مدرن، نقش بسزایی در مطالعه و مدیریت منابع طبیعی، محیط‌زیست، اقتصاد و امنیت دارد. این فناوری، با استفاده از امواج الکترومغناطیسی و سنسورهای مختلف، اطلاعات مفیدی از سطح زمین و جوی را جمع‌آوری و تحلیل می‌کند که در تصمیم‌گیری‌های مختلف و اتخاذ سیاست‌های مناسب مؤثر است. در این بخش ، به بررسی کاربردهای مهم و گسترده‌ای که سنجش از دور در زمینه‌های مختلف دارد، خواهیم پرداخت.

کاربردهای سنجش از دور گسترده و متنوع بوده و در حوزه‌های مختلفی از جمله نظارت محیطی، کشاورزی، جنگلداری، برنامه‌ریزی شهری، مدیریت بحران، دفاع و بسیاری موارد دیگر، به کار می‌رود. در ادامه، به بررسی برخی از کاربردهای اصلی سنجش از دور می‌پردازیم:

نظارت محیطی

سنجش از دور نقش حیاتی در نظارت بر تغییرات محیطی مانند از بین رفتن جنگل‌ها، فرسایش خاک، گسترش شهری و از دست رفتن محیط زیست دارد. این فناوری اطلاعات ارزشمندی را برای ارزیابی وضعیت اکوسیستم‌ها، نظارت بر تنوع زیستی و رصد اثرات تغییرات اقلیم فراهم می‌کند.

کشاورزی و جنگلداری

سنجش از دور به طور گسترده در کشاورزی برای نظارت بر محصولات، پیش‌بینی عملکرد محصولات، نقشه‌برداری خاک و کشاورزی دقیق استفاده می‌شود. این فناوری به کشاورزان کمک می‌کند تا استفاده از منابع را بهینه‌سازی کرده، بیماری‌های محصول را شناسایی کنند و آبیاری را به صورت موثرتری مدیریت کنند. در جنگلداری، سنجش از دور برای نظارت بر موجودی جنگل، رصد از بین رفتن و گسترش جنگل‌ها و ارزیابی سلامت جنگل‌ها به کار می‌رود.

برنامه‌ریزی شهری و توسعه

سنجش از دور با ارائه اطلاعات ارزشمندی درباره رشد شهری، تغییرات در استفاده از زمین، توسعه زیرساخت‌ها و دینامیک جمعیت، به برنامه‌ریزی شهری کمک می‌کند. این فناوری در نظارت بر گسترش شهری، شناسایی مناطق در معرض خطر طبیعی و ارزیابی تأثیر پروژه‌های توسعه بر محیط زیست مؤثر است.

مدیریت بحران

سنجش از دور در مدیریت بحران و واکنش به فوریت‌ها نقش مهمی ایفا می‌کند. این فناوری امکان ارزیابی سریع مناطق تحت تأثیر بلایای طبیعی، شناسایی مناطق آسیب‌پذیر، و رصد بلایای طبیعی مانند سیل، آتش‌سوزی، زلزله و ریزش خاک را فراهم می‌کند. داده‌های سنجش از دور در هماهنگی تلاش‌های کمک، ارزیابی خسارت و برنامه‌ریزی برای بازسازی و بازآمادی به کار می‌آید.

دفاع و امنیت

در برنامه‌های دفاعی و امنیتی، سنجش از دور برای جمع‌آوری اطلاعات استخراجی، نظارت و استخراج اطلاعات اطلاعات، پایش مرزها، شناسایی فعالیت‌های غیرقانونی، ردیابی حرکت نیروها و خودروها، و ارزیابی دارایی‌های استراتژیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. داده‌های سنجش از دور برای افزایش آگاهی از وضعیت و پشتیبانی از عملیات نظامی استفاده می‌شود.

مطالعات تغییرات آب و هوا

سنجش از دور در مطالعه تأثیرات تغییرات آب و هوا بر سطح زمین و جو ایفای نقش حیاتی می‌کند. این فناوری در نظارت بر تغییرات دما، الگوهای بارش، سطح دریا و ترکیب یخچال‌ها، استفاده می‌شود. داده‌های سنجش از دور برای تجزیه و تحلیل میزان قطب‌های یخ، مطالعه جریان‌های اقیانوسی، و پیگیری حرکت آلاینده‌های جوی به کار می‌رود.

مدیریت منابع طبیعی

سنجش از دور به مدیریت پایدار منابع طبیعی مانند آب، مواد معدنی و انرژی کمک می‌کند. این فناوری در نقشه‌برداری و نظارت بر بدنه‌های آب، ارزیابی منابع آب زیرزمینی، و شناسایی رسوبات معدنی به کار می‌رود. داده‌های سنجش از دور همچنین برای اکتشاف و استخراج ذخایر نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

باستان‌شناسی و میراث فرهنگی

تکنیک‌های سنجش از دور در مطالعات باستان‌شناسی و حفاظت از میراث فرهنگی به کار می‌رود. این فناوری در شناسایی مکان‌های باستانی، نقشه‌برداری مناظر باستانی و نظارت بر وضعیت محافظت‌شده‌های تاریخی مؤثر است. داده‌های سنجش از دور به باستان‌شناسان در انجام بررسی‌های غیر تخریبی و مستندسازی دارایی‌های فرهنگی کمک می‌کند.

معروف ترین سنجنده ها و ماهواره های سنجش از دور

در زمینه سنجش از دور، تعداد زیادی سنجنده و ماهواره وجود دارد که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در زیر، به برخی از معروف‌ترین سنجنده‌ها و ماهواره‌های مورد استفاده در این حوزه اشاره می‌کنیم:

سری Landsat

این سری از ماهواره‌های مصنوعی از سال ۱۹۷۲ تاکنون تصاویری با رزولوشن متوسط از سطح زمین ارائه کرده‌اند. Landsat تصاویری متعددی از ماهواره‌های مختلف شامل Landsat 8 و Landsat 9 را فراهم می‌کند که در تحقیقات مختلف از جمله مدیریت منابع طبیعی، کشاورزی، و مدیریت زمین استفاده می‌شوند.

سری Sentinel

سری ماهواره‌های Sentinel توسط سازمان فضایی اروپا (ESA) تولید می‌شود و اطلاعات در موضوعاتی از جمله محیط زیست، آب و هوا، کشاورزی، و امنیت فراهم می‌کنند. Sentinel-2 به عنوان یکی از معروف‌ترین ماهواره‌ها برای تصاویر چندطیفی و Sentinel-1 برای تصاویر راداری شناخته می‌شوند.

MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)

MODIS یک سنجنده روی ماهواره Aqua و Terra است که تصاویر با رزولوشن متوسط از سطح زمین در طول ۳۶ باند طیفی ارائه می‌دهد. این داده‌ها برای مطالعات جوی، محیط زیست، اقیانوس‌شناسی، و کشاورزی استفاده می‌شود.

GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite)

سری ماهواره‌های GOES توسط سازمان NOAA (اداره ملی اقیانوس‌شناسی و هواشناسی) برای پایش هوا و آب و هوا در نقاط خاص استفاده می‌شود. این ماهواره‌ها به طور مداوم بر روی یک موقعیت ثابت در فضا قرار دارند و تصاویری با رزولوشن زیاد از اقیانوس‌ها و هوا را فراهم می‌کنند.

WorldView

سری ماهواره‌های WorldView توسط شرکت DigitalGlobe تولید می‌شود و ارائه تصاویر با رزولوشن بالا از سطح زمین است. این تصاویر برای مطالعات جغرافیایی، امنیت ملی، و مدیریت بحران استفاده می‌شوند.

TerraSAR-X

این ماهواره توسط آژانس فضایی آلمان و EADS Astrium تولید شده است و برای تصاویر راداری با رزولوشن بالا و پوشش گسترده ارتفاعات و ساختمان‌ها استفاده می‌شود.

IKONOS

IKONOS یکی از اولین ماهواره‌هایی بود که تصاویر با رزولوشن بالا از سطح زمین فراهم می‌کرد. این ماهواره اطلاعات مفیدی برای نقشه‌برداری، برنامه‌ریزی شهری، و مطالعات محیطی فراهم می‌کند.
این فقط برخی از معروف‌ترین سنجنده‌ها و ماهواره‌ها در زمینه سنجش از دور هستند و هنوز تعداد زیادی دیگر از این ابزارها وجود دارد که در تحقیقات و برنامه‌های مختلف استفاده می‌شوند.

مشخصات و اطلاعات بیشتر ماهواره های در :  سنسورز – مرجع ارائه مشخصات ماهواره های مختلف

چرا باید از سنجش از دور استفاد کنیم؟

استفاده از سنجش از دور در بسیاری از حوزه‌ها و بخصوص در علوم زمین، محیط زیست، کشاورزی، شهرسازی، و مدیریت طبیعی دارای مزایای بسیاری است. در زیر به برخی از این مزایا اشاره می‌کنیم:

گستردگی و پوشش گسترده: با استفاده از سنجش از دور، می‌توان اطلاعاتی از نقاط دوردست و پوشش گسترده‌تری از سطح زمین را به دست آورد. این امکان می‌دهد تا مشاهدات و اندازه‌گیری‌هایی در مقیاس ملی یا حتی جهانی انجام شود.
دسترسی آسان: با استفاده از داده‌های سنجش از دور که از طریق ماهواره‌ها یا هواپیماها فراهم می‌شوند، می‌توان به سرعت و به صورت مداوم به اطلاعات جدید دست پیدا کرد.
کم‌هزینه و زمان صرفه‌جویی: مقایسه با روش‌های سنتی نظارت و اندازه‌گیری، سنجش از دور اغلب هزینه کمتری دارد و زمان صرفه‌جویی می‌کند. علاوه بر این، به دلیل پوشش گسترده‌تر، نیاز به ارسال افراد به محل مورد بررسی کاهش می‌یابد که در نهایت هزینه و زمان را کاهش می‌دهد.
امکان ارزیابی تغییرات زمانی: با استفاده از داده‌های مکرر سنجش از دور، می‌توان تغییرات زمانی در مناطق مختلف را بررسی و ارزیابی کرد. این امکان می‌دهد تا تغییرات محیطی، تحولات کشاورزی، تغییرات جغرافیایی و … را پیگیری و تحلیل کرد.
کاربردهای گسترده: سنجش از دور در بسیاری از زمینه‌ها و بخصوص در مدیریت محیط زیست، کشاورزی، آب و هوا، امنیت ملی، و تحقیقات علمی کاربرد دارد. این ابزارها امکان ارائه اطلاعات دقیق و مفید برای تصمیم‌گیری‌های مهم در این زمینه‌ها را فراهم می‌کنند.

جمع بندی

در این مقاله، به بررسی مختصری از سنجش از دور و کاربردهای آن پرداختیم. ابتدا به تعاریف و انواع مختلف سنجش از دور پرداختیم، از جمله سنجش از دور اپتیکال، راداری، حرارتی، و لیزری. سپس به بررسی معروف‌ترین سنجنده‌ها و ماهواره‌های مورد استفاده در این حوزه پرداختیم، از جمله Landsat، Sentinel، MODIS، و WorldView.

در ادامه، به مزایای استفاده از سنجش از دور اشاره کردیم، از جمله گستردگی و پوشش گسترده، دسترسی آسان، کم‌هزینه بودن، امکان ارزیابی تغییرات زمانی، و کاربردهای گسترده در زمینه‌های مختلف. در نهایت، با جمع‌بندی این موارد، به این نتیجه رسیدیم که سنجش از دور به عنوان یک ابزار قدرتمند و کاربردی در بسیاری از زمینه‌های علمی، فنی، و کاربردی شناخته شده است و نقش مهمی در تحلیل و مدیریت محیط زیست و منابع طبیعی، کشاورزی، شهرسازی، و سایر حوزه‌ها دارد.