بخشی از مقاله
چکیده:
تکنیک های طیف سنجی انعکاسی و تلفیق آن با داده های سنجش از دور مارا در شناسایی عوارض سطح زمین یاری می کند. محققین زیادی به بررسی طیف سنجی انعکاسی در محیط آزمایشگاه و در محیط طبیعی پرداخته اند و با ثبت طیف پدیده های مختلف و نیز با تشکیل بانک طیفی، نتایج و داده های حاصل از طیف سنجی خود را برای بکارگیری در مطالعات دورسنجی در اختیار دیگران قرار داده و بکار گرفته اند.
هدف از این مطالعه تشکیل بانک طیفی سنگ های منطقه همدان با استفاده از دستگاه طیف سنج فیلدسپک3 و نرم افزار های مربوطه ، شناسایی و بررسی این دستگاه و نیز ارزیابی قابلیت استفاده از نتایج آن و تلفیق با داده های دورسنجی جهت شناسایی و تفکیک واحدهای سنگی می باشد.
بنابراین ابتدا به شرح این دستگاه، ویژگی ها و تئوری عملکرد آن پرداخته و سپس به تشریح نحوه تشکیل بانک طیفی مربوطه می پردازد و سرانجام به نحوه اعمال طیف های آزمایشگاهی حاصل از بانک طیفی برای بارزسازی و شناسایی اهداف مورد مطالعه - یک نمونه سنگ - در تصویر ماهواره استر می پردازد. بررسی و آنالیز طیف های حاصل نشان از دقت و کارایی بسیار بالای این دستگاه در مطالعات دورسنجی دارد.
-1 مقدمه:
تکنیک های طیف سنجی انعکاسی و تلفیق آن با داده های سنجش از دور مارا در امکان شناسایی و تفکیک عوارض سطح زمین یاری می کند. بکارگیری این تکنیک ها در شناسایی واحدهای لیتولوژی بطورمستقل و بدون آگاهی از رفتار طیفی سنگ ها در طول موج های الکترو مغناطیسی نمی تواند چندان مثمرثمر واقع شود. درک صحیح و سیستماتیک رفتار پدیده ها در طول موج های مختلف به وسیله طیف سنجی انعکاسی مارا درشناسایی و تفکیک پدیده ها در داده های سنجش ازدور یاری می کند
باتوجه به نیاز مبرم به ابزار تجزیه ی طیفی در شرایط محیطی متفاوت و نیز دقت و نمایش خوب، در دهه 1980 میلادی الکساندر کوتز و بریان کورتیس، شرکت ابزارهای آنالیز طیفی1 را تآسیس نمودند و موفق به تولید دستگاه های طیف سنج بازتابی قابل حمل VNIR/SWIR2 شدند. این دستگاه ها می تواند تعداد بیشماری از نمونه ها را با کمترین زمان ممکن مورد تجزیه و آنالیز قرار دهد
محققین زیادی به بررسی طیف سنجی انعکاسی چه در محیط آزمایشگاه و چه در محیط طبیعی پرداخته اند و با ثبت طیف پدیده های مختلف روی زمین در محدوده مرئی - مادون قرمز، بخصوص سنگ ها و کانیها، و آنالیز دقیق این طیف ها که نماینده منحصر به فرد اشیاء و پدیده های مختلف می باشند زمینه ای علمی برای تفسیر داده های طیفی در سنجش از دور ایجاد کرده اند
برخی نیز با تشکیل بانک طیفی3 بر روی شبکه اینترنت، نتایج و داده های حاصل از طیف سنجی خود را برای بکارگیری در مطالعات دورسنجی در معرض استفاده عموم قرار داده اند.
در [13] و . - [12] LILIAN و این روش های طیف سنجی برای شناسایی و تفکیک کانی ها، سنگ ها و آلتراسیون ها به طور وسیعی درآنالیز و پردازش تصاویر فراطیفی بکار گرفته می شوند
این مطالعه به نحوه تشکیل بانک طیفی - سنگ های همدان - و شناسایی و بررسی دستگاه طیف سنج فیلدسپک3 و ارزیابی قابلیت استفاده از آن و تلفیق با داده های دورسنجی جهت شناسایی و مطالعه عوارض زمین - در اینجا تفکیک واحدهای سنگی و کانیایی منطقه همدان - می پردازد. بنابراین ابتدا به شرح این دستگاه، ویژگی ها و تئوری عملکرد آن پرداخته و سپس به تشریح نحوه تشکیل بانک طیفی مربوطه می پردازد و سرانجام به نحوه اعمال طیف های آزمایشگاهی حاصل از بانک طیفی برای بارزسازی و شناسایی اهداف مورد مطالعه - برای نمونه یک مورد سنگ - در تصویر ماهواره استر می پردازد.
-2 دستگاه طیف سنج فیلدسپک
دستگاه طیف سنج یا پرتو سنج اسپکترورادیومتر5 فیلدسپک 3 ، طیف سنجی چندکاره است که در بسیاری از زمینه های کاربردی که نیاز به اندازه گیری انعکاس، عبور، تابش و بازتابش می باشد مفید واقع می شود. این ابزار، وسیله ای اپتیکی است که به جای فیلم عکاسی، از آشکارسازها6 برای اندازه گیری توزیع تابش در ناحیه طول موج خاصی استفاده می شود. شکل1 دستگاه طیف سنج فیلدسپک3 و شکل 2 نوعی دیگر از این ابزار را به همراه وسایل جانبی و مرجع سفید نشان می دهد.
شکل -1 دستگاه فیلدسپک.
شکل-2 دستگاه طیف سنج به همراه وسایل جانبی و مرجع سفید
-1-2 تئوری عملکرد
این دستگاه انرژی اپتیکال را که بوسیله هدف یا همان نمونه منعکس می شود، جذب می شود و یا عبور می کند اندازه می گیرد. انرژی اپتیکال درست به طول موج مرئی و بزرگتر از آن اطلاق می شود و گاهی اوقات بنام تابش الکترومغناطیس و یا تابش اپتیکی نامیده می شود. در اغلب تنظیمات اولیه اش، این دستگاه ساختار انرژی تابشی را که رادیانس7 نامیده می شود اندازه گیری می کند. با دیگر گزینه های قابل دسترس، تنظیمات و عملکردهای داخلی سیگنال های تابش، فیلدسپک می تواند موارد زیر را مورد سنجش قرار داده و اندازه گیری کند:
-1 انعکاس طیفی-2 8 عبور طیفی-3 9 تابش تشعشعی-4 10 ایرادیانس یا بازتابش تشعشعی11 خصوصیات بارز این طیف سنج در جدول 1 و تصویر آن در شکل1 ارائه شده است.
جدول-1 خصوصیات بارز اسپکترورادیومتر فیلدسپک
-1-1-2 طیف سنجی انعکاسی آزمایشگاهی 350 - VNIR-SWIR تا 2500 نانومتر -
این دستگاه در سه قسمت مجزا از دامنه طیف الکترومغناطیس به کار سنجش می پردازد که در ادامه به این سه بخش می پردازد:
-1-1-1-2 سیستم مرئی/ مادون قرمزنزدیک
بخش مرئی/ مادون قرمز نزدیک طیف - طول موج 350 -1000 نانومتر - بوسیله یک آرایه 512 کانالی اندازه گیری می شود. هرکانال - یا آشکارگر - از لحاظ هندسی طوری جاگرفته است که نور را در محدوده ای باریک 1/4 - نانومتر - دریافت کند. هرآشکارگر، فوتون های ورودی را تبدیل به الکترون می کند.
