بخشی از مقاله
ارزیابی کار بري داده هاي ماهواره اي از نظر صرفه جویی وقت
چکیده
تولید اطلاعات از داده هاي سنجش از دور به ویژه داده هاي مـاهواره اي نـسبت بـه گذشـته نـه جندان دور افزایش فزاینده اي پیدا نموده است و با توجه به اهمیـت و نقـش اینگونـه داده هـا،قطعـاً تولید آنها همچنان افزایش می یابد. در طول سالهاي گذشته راههاي گوناگون ومتنوعی طراحی و ارائه شده است که از طریق آنها می توان با کمک سنجش از دور استفاده زیـادي نمـود. یکـی از مهمتـرین فوائد استفاده از داده هاي ماهواره اي در مطالعات پدیده هاي طبیعی و شناخت کره زمین و معـضلات آن صرفه جویی در وقت و افزایش دقت است. نظر به اینکه در کشورمان تحقیقات و مطالعات متعددي با استفاده از اطلاعات و تصاویر ماهواره اي انجام شده است، بنابر این در این تحقیق سعی میگردد کـه موارد مشروحه زیر که منجر به صرفه جویی در دقت می شود تجزیه و تحلیل گردد و اهمیـت سـرعت کار و دقت تشریح شود:
تلفیق داده هاي ماهواره اي با GIS و ارزش صرفه جویی در وقت. -1 تلفیق GIS، سنجش از دور و اینترنت.
-2 تلفیق سنجش از دور و زمین آمار.
-3 کاربرد سنجش از دور در مطالعات آب و منابع ملی. -4 صرفه جویی در استفاده از مطالعات آب و منابع طبیعی.
بر اساس نتایج این مطالعات، اهمیت کاربرد فناوري و سنجش از دور براي جلوگیري از اتلاف منابع ملی و کاهش ضایعات و صرفه جویی در وقت آشکار می گردد و نهتایً پیشنهاد می گرددکه این فناوري مورد توجه بیشتر مدیران و برنامه ریزان کشور قرار گیرد.
مقدمه
براي مطالعه کره اي که بر روي آن زندگی می کنیم، به کار گیري تمامی رشته هاي علمی به درك محیط و عوامل مؤثر بر تغییرات آن کمک می کند. بدیهی است لازمه دستیابی به توسعه پایدار، شناخت محیط و عوامل مؤثر بر آن است. افزایش جمعیت و رشد فزاینده شهر ها، مناطق مسکونی و توسعه صنعتی اراضی کشاورزي زیادي را تخریب و از چرخه تولید خارج میکند، بنابر این لازم است منابع و مناطق جدید شناسایی شده و به عرصه تولید اختصاص یابد. یکــی از ابزارهاي مؤثر در زمینه مطالعات محــیط زیست و علـوم زمین استفاده از فن آوري دور سنجی و بهره گیري از داده هاي ماهواره اي است. شناخت بسیاري از منابع نظیر خاك، آب، معدن و پوشش گیاهی و پایش پدیده هاي زیانباري مانند سیلابها، بیابان زایی، فرسایش آبی و بادي، حرکت تپه هاي شنی، شوري آب و خاك، تخریب جنگلها و مراتع، لازمه دستیابی به توسعه پایدار است. استفاده از فناوري دور سنجی و به کار گیري داده هاي ماهواره اي اغلب موجب کاهش هزینه ها، صرفه جویی در وقت و افزایش دقت و سرعت میگردد و روز به روز بر اهمیت این فناوري در راستاي تو سعه پایدار افزوده میشود، فناوري دور سنجی از جمله ابزار هاي نوینی است که دست یابی و استخراج اطلاعات پایه براي مدیریت مـنابع زمین را میــسر می سازد. با اسـتفاده از فناوري سنجش از دور1 می توان با هزینه و زمان کمتر، طیف وسیعی از پروژه ها را در سطح جهانی، منطقه اي، ملی، استانی و محلی به نتیجه رساند. از آنجا که مطالعات و جمع آوري اطلاعات هدفمند باید نتیجه آن دست یابی به توسعه پایدار باشد به اختصار چند کاربرد مهم داده هاي ماهواره اي که در زمینه برنامه هاي توسعه اقتصادي و اجتماعی آینده حائز اهمیـت است در جدول 1 آ مده است.
جمع آوري اطلاعات و داده ها از پدیده هاي زمینی اعم از شهر، روستا، معدن، جنگل، خاك و گیاه از فاصله دور به کمک فناوري دور سنجی به فاصله زمانی چند ساعت تا چند روز در طول ماه یا سال و بصورت مکرر، حجم عظیمی از اطلا عات را فراروي کاربران زمینه هاي مختلف علوم زمینی قرار داده است. لذا عدم پردازش و استخراج اطلاعات گوناگون از درون لایه هاي اطلاعاتی متفاوتی که این گونه جمع آوري میشود به نوعی اتلاف منابع و داده ها است، اما چنانچه این اطلاعات به درستی و با ابزارهاي مناسب پردازش و مورد تجزیه وتحلیل قرارگیرند و مضافاً به سیستم هاي اطلاعات جغرافیایی
G.I.S)1) تزریق شوند، ضمن بکارگیري قابلیت هاي سرعت و دقت سیستم کامپیوتري از قابلیت هاي سیستم GIS یعنی سـازماندهی، تجسم، جستجوي فضایی، ترکیب، تجزیه و تحلیل، پیش بینی و بهنگام نمودن اطلاعات می توان بهره برد، در واقع پردازش رقومی تصاویر ماهواره اي و طبقه بندي آنها یعنی نمونه برداري از سطح محدودي از تصویر و تعمیم آن به کل تصویر در چند دقیقه کمک
شایانی به صرفه جویی در زمان و هزینه هاي پروژه ها خواهد نمود، که در این مقاله سعی می شود ضمن بررسی کلی برخی سنجنده هاي ماهواره اي و بحث و بررسی پیرامون این فناوري، روشهاي بهینه کاربرد این اطلاعات هم مورد بحث قرار می گیرد.
مواد و روشها
به منظور مقایسه کلی تعبیر و تفسیر و کاربرد داده هاي ماهواره اي با روشهاي سنتی خصوصاً عکسهاي هوائی و نقشه برداري به روش سنتی در این تحقیق اقدامات زیر مورد توجه و انجام پذیرفته است:
-1-1 جمع آوري مشخصات سنجنده هاي مهم با قدرت تفکیک طیفی، مکانی و رادیومتري متفاوت.
-2- 1 مقایسه کلی روشهاي نقشه برداري سنتی و رقومی خصوصاً از جنبه هزینه ها و صرفه جویی در وقت.
-3- 1 مطالعه روشهاي جمع آوري نمونه و مطالعات میدانی جهت کاهش هزینه و صرفه جویی در وقت.
-4- 1 استفاده از نتایج طبقه بندي نظارت شده و جدول نتایج خطا جهت تعین نسبت نمونه ها به کل پیکسلهاي محدوده مطالعاتی و اهمیت استفاده از این روشها.
نتایج و بحث
1ـ3ـ آشنایی با چند سنجنده مهم در دور سنجی به منظور آشنایی با اقدامات کشورهاي مختلف براي دیدبانی سطح زمین و جمع آوري اطلاعات
از آن تعدادي از سنجنده هاي کشورهاي اروپایی، امریکا و ژاپن را که در دوره هاي 1 تا 176 روزه تصویر کاملی از سطح زمین در باند هاي مرئی تا مادون قرمز جمع آوري و به ایستگاههاي زمینی ارسال می دارند در جدول 2 آورده شده است، این سنجنده ها داراي قدرت تفکیک مکانی، رادیومتري و طیفی متفاوتی بوده که به کاربران قدرت انتخاب و بهره وري مـتناسب با نوع پدیده مورد مطالعه را می دهند. در میان آنها NOAA هر 12 ساعت یک تصویر کامل از زمین ارائه می دهد، و اگر چهار سنجنده از این نوع همزمان تصویربرداري کنند هر 3 ساعت یک پوشش از زمین را ارائه خواهند داد،
البته قدرت تفکیک مکانی این سنجنده پایین می باشد 1×1) کیلومتر) اما قدرت تفکیک زمانی آن بسیار بالا است. لذا براي بررسی پدیده هاي جوي، مراحل رشد گیاهان، نمایش پیشروي آتش سوزي خصوصاً در جنگلها، نظارت بر سیلابها و پیش بینی روند گسترش آن بسیار کارآمد میباشد، در مقابل سنجنده IKONOS با قدرت تفکیک مکانی کمتر از یک متر می باشد یعنی تصاویر آن امکان شناسایی تک درختان و وسـایل نقـلیه سـطح شـهرها را فراهم می آورد. بنابراین اطلاعات جمع آوري شده توسط سنجنده هاي فضایی قدرت تفکیک مکانی، طیفی ورادیو متري متفاوتی داشته، لذا این ویژگیها براي کاربران امکان بهره وري متناسب با نوع پدیده مورد بررسی را فراهم می آورد.
جدول – 2 انواع سنجنده ها که به جمع آوري اطلاعات از سطح زمین می پردازند.
2ـ3ـ اهمیت بررسی تغیرات پدیده هاي زمینی یکی از کاربردهاي ویژه دور سنجی بررسی پایش محیط (تشخیص تغییرات) است. در گذشته پایش محیط بر اساس روشهاي میدانی و عکس برداري معمولی بزرگ مقیاس صورت می گرفت.
بدیهی است این روشاولاً براي محیط هاي کوچک و قابل دسترسی کارایی دارد و منابعی را که در مناطق کویري و صعب العبور واقعند قادر به تشخیص نیست، دوما هزینه و وقت قابل توجهی صرف خواهد نمود، اما در محل هاي دور و وسیع که تغییرات سطحی زیادي را می پوشاند و پایش مربوط به دوره طولانی مدت میشود ضرورت بکارگیري داده هاي ماهواره اي نمایان میشود، این داده ها توان تشخیص دقیق و جزئی تغـیرات محـیطی را داشته و در ضـمن عـلاوه بر صر فه جویی در وقت، هزینه هاي مطاله را هم کاهش می دهند.
امروزه با رشد شتابان جمعیت و تخریب و محدودیت منابع، شناخت جنبه هاي مختلف محیط طبیعی جهت اعمال مدیریت علمی امري اجتناب ناپذیر است. خصوصاٌ به تصویر کشیدن تغییرات زمانی منابع طبیعی (پایش) به لحاظ این که در فواصـل زمـانی کوتاه این تغـییرات محسوس نیست می تواند مدیران و بر نامه ریزان را از تحدیدات آینده مطلع سازد. به عنوان مثال یک تحقیق موردي از تغییر کاربري و تخریب اراضی حوزه بر خوار اصفهان با روش سنتی که حدود یک سـال زمان صـــرف آن شده اســت نشـان می دهد که در پریود زمانی، 1302 تا 1377، سطحی معادل 34
هزار هکتار اراضی قابل کشت (کلاسهاي 1، 2 و1(3 از چرخه تولید خار ج شده اند و در کل شهر اصفهان به 51 هزار هکتار می رسد و نکته مهمتر اینکه طی این 75 سال روند تخریب سیر صعودي داشته و در دهه هفتاد تخریب بالاترین نرخ رشد را بخود اختصاص داده است (3)، اما چنانچه همین تحقیق با بکارگیري داده هاي رقومی ماهواره اي انجام میگرفت زمان لازم براي پردازش و استخراج اطلاعـات با احتساب مطالعات میدانی به مراتب کمتر می شد، لذا توانایی به تصویر کشیدن مداوم و با سرعت و دقت منابع علاوه بر اینکه صرفه جویی در زمان تحقیق را به دنبال دارد خود به نوعی اتلاف منابع را هشدار داده و میتواند مانعی از روند تخریب منابع با شد.
3ـ3ـ مزایاي کار برد داده هاي ماهواره اي در مطاله منابع زمینی
1ـ3ـ3ـ صرفه جویی در وقت و کاهش هزینه ها
کاربري که تصمیم می گیرد از ابزار سنجش از دور استفاده کند، قطعاً کاهش هزینه ها و صرفه جویی در زمان را نیز مد نظر قرار می دهد، یکی از ابزار هاي رسیدن به این اهـداف دقت در جمع آوري داده ها، نمونه برداري و مطالعات میدانی میباشد، لذا براي این منظور رعایت نکات ذیل
الزامی است
الف ـ داده هاي طیفی مناسب براي مطالعات میدانی و پدیده مورد نظر تهیه شود.
ب ـ اطلاعات جامع براي جمع آوري داده هاي زمینی با در نظر گرفتن نوع داده ماهواره اي در دست باشد.
ج ـ جمع آوري و سازمان دهی اطلاعات با توجه به شاخه تخصصی خاص مورد مطالعه انجام گیرد.
د ـ مشکلات ویژه ناشی از کاربرد متدولوژي مرتبط با شرایط اکولوژیکی آشکار شود.
ه ـ کارایی داده هاي کمی بیوفیزیکی در رابطه با کیفیت آنها ارزیابی شود. 2ـ3ـ3 ـ نمونه برداري
به منظور افزایش دقت، صرفه جویی در وقت و کاهش هزینه ها، هنگام جمع آوري داده ها خصوصاٌ نمونه برداري میدانی توجه به مشکلات ذیل می تواند رهگشا باشد.
الف ـ زمـان جمع آوري داده ها
زمان جمـع آوري داده هاي زمینی منطبق با زمان سنجش داده هاي ماهواره اي باشد. در غیر این صورت بروز وقایع سریع باعث تغیراتی در بازتابهاي طیفی می شود.
