تحليل الصور الفضائية وتفسيرها

تحليل الصور الفضائية وتفسيرها

تتميز الصوص الفضائية (Images) بأنها تمثيل للواقع يعكس التركيب الفيزيائي والحيوي للظواهر التي تم تصويرها باستخدام أجهزة الاستشعار، وتُعَدّ هذه الصور مادة خاماً لا بد من تحليلها وتفسيرها، ونظرا للحجم الكبير للبيانات الذي يتم جمعها وتخزينها عن سطح الأرض، فإن لتحليل الصور الفضائية وتفسيرها أهمية كبيرة في استخلاص المعلومات من هذه البيانات والاستفادة منها كما سنتعرف لاحقا عن تطبيقات الاستشعار عن بُعْد.

خصائص الصور الفضائية

يعتمد مفسرو الصور الفضائية على عدد من الخصائص العامة التي تساعد على معرفة الظواهر الأرضية، كما أن تحليل الصور الفضائية وتفسيرها يُعَدّ مرحلة مهمة جدا في علم الاستشعار عن بعد، ويقصد بها: دراسة منطقة ما بهدف اكتشاف مكونات الظاهرة ثم رصدها اعتمادا على فهم خصائص الصور الفضائية، ومن هذه الخصائص:

درجة الألوان (Tone)
درجة اللون ترتبط بكمية الأشعة المنعكسة أو المنبعثة من الظاهرة، ويُعَدّ اللون عنصرا أساسيا للتمييز بين الظواهر
المختلفة، والاختلافات في درجات اللون تؤدي إلى سهولة التعرف إلى معظم العناصر البصرية للصورة. وتُظهر الألون
تغيرات درجات الحرارة في جبال الأندیز.

الشكل (Shape)

يقصد به شكل الظاهرة وهو عامل مهم في التعرف عليها، ويعتمد المحلل على نمطين من الظواهر، هما : الظواهر
المنتظمة وهي ذات أشكال هندسية تعبر عن ظواهر بشرية ، مثل المباني والحقول الزراعية، والظواهر غير منتظمة
الحدود والأشكال وهي تعد ظواهر طبيعية مثل: الغابات والمسطحات المائية.

الحجم (Size)

ويقصد به أبعاد الظواهر في الصور (الطول والعرض والار تفاع) إذ تساعد مقارنة حجم الظاهرة بالنسبة للظواهر الأخرى على تحليل الصورة الفضائية.

النمط (Pattern)

يقصد به التكرار أو الترتيب المكاني للظواهر على سطح الأرض مما يؤدي إلى إيجاد نمط متعارف علیه، وتستخدم هذه الصفة عادة مع الظواهر البشرية مثل : المنازل وقنوات الري والشوارع.

البنية (Texture)

تشير إلى ترتيب التباين اللوني وتكراره في مناطق معينة من الصورة، فالبنية الصعبة هي التي تتغير فيها
درجات اللون بصورة مفاجأة في مساحة صغيرة مثل الغابات الکثيفة، بينما البنية البسيطة لا تحدث فيها
مثل هذه التباينات الكبرى، وهو ما نراه في إذ تظهر المساحات الخضراء والحقول الزراعية باللون الأحمر.

الأراضي الزراعية بين حدود الولايات المتحدة الأمريكية والمكسيك

الظل (Shadow)

يساعد في التعرف إلى ملامح الظواهر وارتفاعها، إلا أن أهمية هذه الخاصية ترتبط بارتفاع زاوية الشمس
وبحجم الظاهرة،كما يعتمد على الظل للتفريق بين الغيوم والثلوج.

وهناك خصائص أخرى تساعد على إيجاد تحليل دقيق للظواهر المصورة، مثل الموقع الجغرافي وارتباط هذه الخصائص بعضها ببعض.

تحليل الصور الفضائية وتفسيرها :

يتم تحليل الظواهر الأرضيّة بتمييزها وفَصْل مكونات بعضها عن بعض، أما تفسير الظواهر يكون بفهم أبرز الخصائص في الصورة وتحديدها، وبناء على ذلك يصنف تحليل الصور الفضائية.
وتفسيرها إلى :

أولاً : تحليل الصور الفضائية وتفسیرها بصریا:
يعتمد التحليل البصري على خصائص الصورة الفضائية، التي يُستدل بها على الظواهر، كما أن خبرة المحلل ومهارته في تحديد الظواهر من الصورة تساعد على زيادة دقة المعلومات التي يمكن الحصول عليها، ويعتمد التفسير البصري للصور الفضائية الورقية أو على الحاسب الآلي على إجراء عدد من القياسات لمعرفة الطول والموقع والارتفاع والحرارة وغيرها من المعلومات الكمية عن الظاهرة، وأخيرًا يعتمد تحليل الصورة على معرفة المُحَلِّل وفهمه لما استنتجه منها، وكذلك مدی مطابقة استنتاجاته للواقع؛ ليتوصّل إلى المعلومات المطلوبة.

ثانيًا: تحليل الصور الفضائية وتفسيرها رقميا:
يتطلب تحليل الصور الفضائية رقميا توافر البيانات في صورة رقمية مع نظام تحليل خاص بالصور الفضائية يتكون من أجهزة حاسوب وبرمجيات تحليل الصور ومن أشهر هذه البرامج (Erdas ، ILWIS)، وتمر عملية التحليل الرقمي للصور الفضائية بالمراحل الآتية:

١- ما قبل المعالجة:

في هذه المرحلة يتم إجراء التصحيح (Image Corrections) للتشوهات الهندسية والإشعاعية للصورة، وينتج التشوه الهندسي عن عوامل مرتبطة بالأقمار الصناعية وأجهزة الاستشعار وحركة دوران الأرض وتغير الظواهر على سطح الأرض وغالبًا ما يصعب التحكم بهذه العوامل ؛ لذا فإن التصحيح يسمح لاحقًا بإجراء قياس المسافات وحساب المساحات بطريقة صحيحة، أمّا التشوه الإشعاعي فينتج من أي خلل في ضبط جهاز الاستشعار أو تأثير الغلاف الجوي فيه؛ لذلك لا بد من تصحيح الصور، لتمثل الإشعاع المنعكس أو المنبعث من الظواهر الأرضية بدقة.

٢- مرحلة تحسين الصورة :

تهدف إلى تحسين (Image Enhancement) الملامح العامة للصورة الفضائية وتوضيحها ويتم ذلك بتطبيق العمليات الرياضية على النطاقات الطيفية لكل طبقات الصورة لإظهار بعض مكونات الصورة وإبرازها.

٣- مرحلة تصنيف الصور وتحليلها:
يعتمد تصنيف الصور على لون السطوع وقيمته للخلايا (Pixls)، ويقسم إلى نوعين:

التصنيف المُوَجَّه (Supervised Classification):
يقوم المحلل بتحديد قيمة السطوع لكل ظاهرة في الصورة بناء على خبرته ومعرفته السابقة بالمنطقة ، مستعينا بالبرمجيات المتخصصة في تصنيف عناصر الصورة .