أقمار الاستشعار عن بعد ومصادر البيانات
توجد مصادر متنوعة لجمع بيانات الاستشعار عن بُعْد، وقد تزامن ظهور هذه المصادر مع المراحل التاريخية لتطور علم الاستشعار عن بُعْد. وتعد الأقمارُ الصناعیةُ حالیا المصدرَ الرئيسيَّ في الحصول على معظم بيانات الاستشعار عن بُعْد.
مصادر البيانات في الاستشعار عن بُعد
مصادر البيانات في الاستشعار عن بُعْد تعتمد علی مدى توفر الطاقة الكهرومغناطيسية، وهناك عدد من المصادس
ظهرت مع تطور التقنيات المستخدمة في هذا العلم، واعتبرت مصادر مهمة إلى وقتنا الحالي .
مصادر البيانات في الاستشعار عن بعد
فوتوغرافية: كالافلام تحت الحمراء بالابيض والاسود وافلام عادية ملونة وافلام عادية ابيض واسود.
غير فوتوغرافية: كالوسائل الفضائية والوسائل الجوية
مفاهيم أساسية
لفهم آلية عمل الاستشعار عن بُعْد، نوضح بعض المفاهيم الأساسية الآتية:
المدار (Orbit)
هو المسار الذي يتبعه القمر الصناعي، إذ أن لكل قمر صناعي مسار خاص به، فبعض الأقماس الصناعية تتحرك في مدارات متوافقة مع حركة دوران الأرض (غربي – شرقي) كما في الشكل،
وتكون على مسافة بعيدة من الأرض تصل إلى (٣٦٠٠٠كم) وتغطي المساحة نفسها في كل الأوقات، بينما هناك أقمار صناعية أخرى مصممة بحيث تتحرك في مدار شمالي جنوبي بحيث تستفيد من حركة الأرض من الغرب إلى الشرق حيث تغطي معظم سطح الأرض في فترة منية معينة، وتسمى مدارات شبه قطبية؛ لأن مساراتها تمر بالقطبين.
نطاق التغطية (Swath)
يقصد بنطاق التغطية: الجزء من سطح الأرض الذي يصوره القمر الصناعي حينما يدوس حول الأرض، ونطاق التغطية يختلف في اتساعه من عشرات الكيلومترات إلى مئاتها، وذلك حسب القمر الصناعي المستخدم، ومعظم الأقمار تتزامن مع حركة الشمس ؛أي أنها تغطي مساحة من الأرض في وقت محلي محدد يُسَمَّى التوقيت الشمسي المحلي، وعلى هذا فإن القمر الصناعي يكرر زيارته للمنطقة نفسها في التوقيت الشمسي نفسه الذي زارها فيه من قبل، وهذا مفيد جدا عند إجراء
دراسات مقارنة على فترات زمنية منتظمة.
درجة الوضوح المكانية (Spatial Resolution)
هي أصغر وحدة مكانية يمكن رؤيتها من خلال صور القمر الصناعي، وتزداد شدة وضوح الظواهر على الصور كلما قَلَّ الرقم الدال عليها، فالصورة ذات درجة الوضوح المكانية (١) متر أفضل من الصورة التي دقتها (٥) متر وهكذا. والأقمار الصناعية العسكرية تتميز بدقة مكانية عالیة، بينما الأقمار الصناعية التجارية تتراوح دقتها المكانية بين متر و(٨٠) مترًا أو أقل من ذلك، والجدير بالذكر أنه كلما ارتفعت الدقة المكانية قلت مساحة الأرض المصورة والعكس صحيح، وتتكون الصورة الفضائية الرقمية(Digital Image) من مجموعة مربعات تسمى خلايا (Pixels) تكون متساوية الشكل والمساحة ولكل خلية قيمة بقمية ، تتراوح بين الصفر للون الأسود و٢٥٥ للون الأبیض.
آلية الاستشعار عن بُعْد
هناك مراحل تنظم آلية نقل البيانات من القمر الصناعي إلى سطح الأرض وتحويلها إلى معلومات ، حيث تستقبل المستشعرات (أجهزة التصوير) الأشعة المنعكسة أو المنبعثة من الظواهر المختلفة وتخزنها على القمر نفسه، ومن ثم ترسلها إلى المحطة الأرضية في وقت لاحق ، أو قد تنقل البيانات الرقمية الخام من قمر إلى قمر حتى تصل إلى محطة الاستقبال الأرضية لتتم معالجتها وتصحيحها من التشوهات، ثم البدء في مرحلة التحليل والتفسير للوصول إلى المنتج النهائي في الصورة الفضائية (المرئية)، وإعدادها للتخزين ليتم استخدامها في الدراسات والبحوث وغيرها من المجالات.
أضف إلى معلوماتك
تختلف درجة الوضوح المكانية في المستشعرات (Sensors) حسب نوعها، وتؤثر خواص الظواهر وطبيعتها في دقة الصور أحيانا، وتركب أجهزة الاستشعار على منصات (Platforms) تختلف في ارتفاعها عن سطح الأرض، فقد تكون في
طائرة أو منطاد أو محطة فضائية أو قمر صناعي . وتعتبر سلسلة أقمار (Landsat) أشهر المنصات الفضائية لاستشعار الموارد الأرضية.
أنواع الأقمار الصناعية الخاصة بالاستشعار عن بُعْد
تعد الأقمار الصناعية من المنصات الرئيسية للاستشعار عن بُعد، وهي أحد السمات البارزة للعصر الحالي التي لها الأثر المهم في تطور أساليب الحصول على المعلومات واتخاذ القرارات، وفيما يلي بعض أنواع أقمار الاستشعار عن بُعْد:
أقمار الأرصاد الجوية
تعد آقمار الأرصاد الجوية من التطبيقات المدنية الأولى للاستشعار عن بُعْد منذ ستينات القرن الماضي حينما تم إطلاق القمر الأول تيروس ١ (1 – TIROS) في الولايات المتحدة الأمريكية، ثم تلى ذلك إطلاق العديد من الأقمار لهذا
الغرض، حتى أصبح للعديد من الدول أقمارها الخاصة، والجدير بالذكر أن لأجهزة الاستشعار لهذه الأقمار دقة مكانية منخفضة
مما يجعلها تغطي مساحة واسعة من الأرض.
أقمار تصوير سطح الأرض
يعد القمر الصناعي لاندسات (LANDSAT) أول قمر تم استخدامه لمراقبة سطح الأرض بهدف حصر الموارد الأرضية والتخطيط ، وفي عام ١٩٨٥م أصبح هذا البرنامج تجاريا، وبات يوفر البيانات للتطبيقات المدنية ، وتبلغ درجة الوضوح المكانية للصورة من (١٥) إلى (٣٠) مترًا.
وهناك أيضا القمر الفرنسي سبوت (SPOT)، وهو بدرجة وضوح مكانية (٨٠) مترًا عند إطلاقه ١٩٨٦م، ولكنها وصلت حاليا إلى خمسة أمتار للصور الملونة (الشكل ١١) و(٢٫٥) مترا للصور باللونين الأبيض والأسود، كما تم إطلاق القمر الصناعي الهندي أيرس (IRS-IC) في عام ١٩٩٥م والجدير بالذكر أن هذا القمر يجمع خصائص كل من القمر الأمريكي لاندسات والفرنسي سبوت، كما يوجد القمر الصناعي التجاري الأمريكي المعروف باسم ايكونوس (IKONOS)بدرجة وضوح مترًا واحدًا .
أقمار مراقبة البحار والمحيطات
من المعروف أن البحار والمحيطات تغطي ثلثي مساحة الكرة الأرضية، كما أنها تؤثر في النظام المناخي العالمي، وكذلك تحتوي على الكائنات الحية البحرية، وتُعد أحد أهم الموارد الطبيعية المعرضة للتلوث بواسطة الإنسان، ولذلك كان من المهم دراستها بواسطة الأقمار الصناعية الخاصة بها. وتم إطلاق القمر نيمبس ٧ (Nimbus7) في عام ١٩٧٨م لملاحظة لون المحيط ودرجة حرارته بالقرب من المناطق الساحلية، واكتشاف الملوثات في المستويات العليا من المحيط، كما أن اليابان أطلقت قمرين هما موس ١، وموس ب١(Mos-1/Mos-b1) في عامي ١٩٨٧م و١٩٩٠م على التوالي، وهذه الأقمار المحيطية ضرورية
لمراقبة التلوث البحري والمحيطي على المستويين الدولي والإقليمي، بالإضافة إلى مساعدة العلماء في فهم تأثيرات المحيطات في النظام المناخي العالمي.
أضف إلى معلوماتك
تحمل الأقمار الصناعية جهاز تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي يربط جميع البيانات بالإحداثيات الجغرافية.
