یکی از شاخه های سنجش از دور که امروز بسیار مورد استفاده و کاربرد قرار می گیرید، سنجش از دور راداری است. در سنجش ازدور راداری مولد انرژی سنجنده های نصب شده بر روی ماهواره ها در طول موج بلند است. سنجش از دور راداری با توجه به محدوده طول موجی که دارد و با توجه به عدم حساسیت چشم انسان به این محدوده تفسیر آن دشوار بوده و به این دلیل تفسیر دشواری به نسبت سنجش از دور اپتیک دارد. بر اساس سطح پردازش رادیومتریکی یا Radiometric Calibration پروداکتهای مختلفی از تصاویر راداری وجود دارد که هر کدام از آنها اطلاعات مختلف را در اختیار ما قرار خواهد داد. در مقاله 3 واحد فیزیکی تصاویر راداری (بتا، سیگما و گاما نات) به بررسی سه واحد فیزیکی Sigma, Gamma and Beta nought خواهیم پرداخت.
یکی از اولین پردازش هایی که بر روی تصاویر راداری ( مخصوصا سنتنیل 1 ) صورت خواهد گرفت ، تصحیحات رادیومتریکی می باشد.هدف کالیبراسیون تصاویر SAR این است که تصاویری فراهم کند که ارزش یا (DN) به طور مستقیم با بازتاب راداری پدیده یا سطح مرتبط شود. تصاویر راداری بدون تصحیحات رادیومتریکی میتوانند از نظر کیفی مورد استفاده قرار گیرد. اما اگر هدف بررسی های کمی باشد حتما لازم است که تصحیحات رادیومتریکی صورت بگیرید.
مقاله جامع از دست ندید: سنجش از دور راداری
قبل از اینکه در مورد واحد های فیزیکی تصاویر راداری یا SAR مطالب ارائه شود، لازم است که در مورد خود سنجش ازدور راداری یک سری مطالب خدمت شما علاقه مندان به علم سنجش ازدور را ارائه دهیم. از طریق مقاله بالا میتوانید که به صورت جامع در مورد سنجش ازدور راداری اطلاعات کسب کنید. اطلاعات ارائه شده در ادامه در مورد سنجش از دور راداری به صورت کلی بوده است. در یک جمله ساده سنجش از دور راداری استفاده از امواج رادار با طول موج بلند برای تصویربرداری و اندازه‌گیری خصوصیات سطح زمین و اشیاء موجود در آن است.
سنجش ازدور راداری – تصاویر راداری
سنجش از دور راداری (Remote Sensing Radar) یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین فناوری‌های سنجش از دور است که از امواج رادار (با طول موج بلند) برای بررسی و اندازه‌گیری ویژگی‌های سطح زمین و اشیاء موجود بر آن استفاده می‌کند. این تکنولوژی از سال‌های پس از جنگ جهانی دوم توسعه یافته است و امروزه در حوزه‌های مختلفی از جمله علوم زمین‌شناسی، محیط‌زیست، کشاورزی، آب و هواشناسی، و مدیریت منابع طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پیشینه سنجش از دور راداری به دوران جنگ جهانی دوم بازمی‌گردد، زمانی که نیاز به تکنولوژی‌هایی بود که به دوربین‌های معمولی قابل دسترسی نبودند. در آن زمان، نیروهای نظامی از سیستم‌های رادار برای شناسایی هدف‌ها و تحلیل موقعیت آنها استفاده می‌کردند. پس از پایان جنگ، این تکنولوژی به‌سرعت به سایر حوزه‌ها گسترش یافت و تبدیل به یک ابزار مؤثر در بررسی و مانیتورینگ محیط زیست، پیش‌بینی آب و هوا، و بررسی منابع طبیعی شد.
توانایی سنجش از دور راداری در انجام اندازه‌گیری در شرایط هواشناسی نامساعد، در شبانه‌روز، و حتی از بالای ابرها از ویژگی‌های برجسته‌اش است که این تکنولوژی را از دیگر روش‌های سنجش از دور متمایز می‌کند. استفاده از این تکنولوژی به محققان و دانشمندان امکان می‌دهد تا اطلاعات دقیق‌تری از سطح زمین و تغییراتی که در آن رخ می‌دهد را بدست آورند و از آن برای مطالعات مختلفی از جمله بررسی تغییرات آب و هوا، مدل‌سازی اقلیم، و پیش‌بینی رویدادهای طبیعی استفاده نمایند.
مهم ترین عاملی که سنجش ازدور راداری را متمایز می کند، توانایی تصویر برداری در شرایط جوی مختلف و طول شبانه روز می باشد. با استفاده از فن آوری راداری قادر خواهیم بود که در طول شب و شرایط جوی سخت از سطح زمین تصویر برداری کرد و در کاربردهای بسیار زیاد از آن استفاده کرد. برای مثال فرض کنید که سیلابی در یک منطقه در نصف شب رخ داده است. تصاویر راداری میتواند در طول شب و شرایط جوی که میتواند ابر زیادی در منطقه نیز باشد تصویر برداری کند.
3 واحد فیزیکی تصاویر راداری (بتا، سیگما و گاما نات)
واحد های فیزیکی نتیجه پیش پردازش است که بر روی تصاویر SAR راداری صورت خواهد گرفت. بر اساس سطح پردازش و نوع خروجی هر سطح پردازش میزان بازتاب بر روی تصاویر نمایش دهنده یک عامل یا ویژگی شاخص است. تصحیحات رادیومتریکی جزء اولین پردازش ها روی تصاویر راداری است. شاید از نظر کیفی نیاز به این پردازش ها نباشد، اما از نظر کمی و مقایسه چندین منبع داده راداری حتما نیاز است که تصحیحات رادیومتریکی صورت گیرید.
بر اساس هر کدام از این سطح پردازش ها اطلاعات مختلف بر روی تصاویر قابل استخراج است. پایه و اساس تصحیحات رادیومتریکی میزان بازپخش یا Backscatter می باشد. اینکه چه لول پردازشی روی تصاویر صورت بگیرید میزان Backscatter نمایش دهنده اطلاعات مختلف می باشد. در ادامه سه واحد فیزیکی تصاویر راداری ارائه خواهد شد. در تصویربرداری سنجش از دور با استفاده از سامانه‌های رادار، مفاهیم سیگما (Sigma)، گاما (Gamma) و بتا (Beta) نات به‌عنوان پارامترهای رادیومتریک اهمیت دارند و هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند:
- سیگما نات ( Sigma nought)
- گاما نات (Gamma nought )
- بتا نات (Beta nought)
سیگما نات ( Sigma nought)
سیگما نات به معنای میزان بازپخش از تغییرات سطح زمین به وسیله‌ی انعکاس رادار است. این پارامتر مربوط به اندازه‌گیری شدت بازتاب امواج مایکروویواز سطح زمین است و به عنوان نشان‌دهنده‌ی باز پخش سطحی محسوب می‌شود. سیگما به ما کمک می‌کند تا خصوصیات سطح زمین، مانند ساختار و بافت سطحی را بهتر مورد تحلیل قرار دهیم. محقیقیق عموماً از Sigma nought برای تفسیر پراکندگی سطحی و انعکاس و ویژگی‌های سطحی استفاده می‌کنند. واحد سیگما نات دسیبل (dB) می باشد.
گاما نات (Gamma nought )
گاما نات پارامتری است که نشان‌دهنده‌ی تفاوت‌های زاویه‌ی فرود امواج رادار به سطح زمین می‌باشد. این پارامتر به ما اطلاعاتی در مورد خصوصیات توزیع انعکاس رادار را ارائه می‌دهد و در تحلیل تغییرات زاویه‌ی فرود امواج رادار به سطح زمین مفید است. به صورت کلی گاما نات اطلاعاتی زاویه فرود را دارا است.
بتا نات (Beta nought)
بتا یکی دیگر از پارامترهای رادیومتریک است که مربوط به عوامل خارجی مانند رطوبت موجود در سطح زمین و فاصله از سطح زمین است. این پارامتر به ما اطلاعاتی در مورد تغییرات در بازتاب امواج رادار از پدیده را ارائه می‌دهد و میتواند برای تحلیل تغییرات محتوای رطوبتی در سطح زمین مفید باشد.
به صورت خلاصه در مفاهیم سنجش از دور راداری، Sigma به ما نشان می‌دهد که چقدر از انرژی راداری به سطح زمین بازپخش می شود. این مقدار میتواند به عنوان معیاری برای بمیزان انرژی باز پخش شده از سطح زمین استفاده شود. گاما نات معمولاً برای توصیف الگوی توزیع انرژی راداری به طول موج در فضا استفاده می‌شود. این پارامتر میتواند به عنوان نشانگری برای شناخت الگوی تابش آنتن در فضا باشد. بتا نیز به عنوان ضریب روشنایی راداری در نظر گرفته می‌شود، به عبارت دیگر، میزان بازتاب اموج راداری از یک سطح یا موضوع را نشان می‌دهد.
در مقاله 3 واحد فیزیکی تصاویر راداری (بتا، سیگما و گاما نات) ، به بررسی مفاهیم اساسی سنجش از دور راداری مانند Sigma، Gamma و Beta پرداخته شده است. سنجش از دور راداری از امواج رادار برای تصویربرداری و اندازه‌گیری خصوصیات سطح زمین و اشیاء موجود بر آن استفاده می‌کند.
Sigma nought اندازه‌گیری بازتاب بازگشتی به آنتن از یک واحد مساحت روی زمین است. Gamma اندازه‌گیری الگوی توزیع انرژی راداری به طول موج در فضا و Beta معیاری برای شناخت ضریب روشنایی راداری از سطح زمین است.
این پارامترها در کالیبراسیون تصاویر راداری و تفسیر ویژگی‌های سطحی زمین مانند بازتاب، توزیع انرژی، و روشنایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اصلاحات رادیومتریک به ما کمک می‌کنند تا دقت تصاویر را افزایش داده و مقایسه تصاویر راداری را امکان‌پذیر سازیم.
با استفاده از این پارامترها، محققان و دانشمندان میتوانند اطلاعات دقیق‌تری از سطح زمین و تغییرات آن را بررسی کرده و از آنها برای مطالعات مختلفی از جمله زمین‌شناسی، محیط‌زیست، کشاورزی، و مدیریت منابع طبیعی بهره‌برداری کنند.
آموزش کاربردی ما : آموزش تداخل سنجی راداری در SNAP
