بخشی از مقاله
چکیده
زمین شناسان و نقشه برداران از توتال استیشن، جی پی اس های چند فرکانسه و دیگر روش های مساحی برای تهیه نقشه های زمین شناسی و توپوگرافی با مقیاس بزرگ استفاده می کنند. آنها همچنین از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی و طیفی بالا برای نقشه برداری از سنگ شناسی و ساختاری استفاده می کنند. این تصاویر محدودیت هایی در رابطه با قدرت تفکیک مکانی و زمانی دارند.
ماهواره های تجاری قادر به ارائه تصاویر با قدرت تفکیک مکانی حدود 40 سانتیمتر برای باند پانکروماتیک هستند که معمولا" به دلیل مسایل امنیتی قدرت تفکیک مکانی را تا 50 سانتیمتر تقلیل می دهند. قدرت تفکیک زمانی نیز محدود و بستگی به وضعیت مداری ماهواره و قابلیت دوربین مستقر بر روی ماهواره دارد. با ورود پرنده های بدون سرنشین و توسعه نرم افزار و سخت افزار، شاهد تحولی نو در نقشه برداری زمین شناسی هستیم.
قدرت تفکیک مکانی این تصاویر بسیار بالا است - در حد چند سانتی متر - و هر زمانی که وضعیت هوا اجازه دهد قابلیت پرواز و اخذ تصویر را دارند. این پرندگان قابلیت حمل دوربین های چند طیفی، ابر طیفی و لیدار را دارند. در این نوشتار وضعیت روز این تکنولوژی برای نقشه برداری با مقیاس بزرگ در زمین شناسی، معدن و اکتشاف ارائه می گردد. تکنیک های نقشه برداری بر روی معدن سنگ تزیینی و معدن مس سرچشمه به عنوان مطالعه موردی ارایه می گردد.
دهه هفتاد میلادی زمین شناسان نقشی اساسی در طراحی ماهواره های بررسی های زمینی از جمله لندست و ماهواره نقشه بردار ظرفیت گرمایی - Heat Capacity Mapping Mission - داشته اند. آنها سپس در طراحی سنجنده هایی مانند استر، اسپات و سنتینل نیز نقش عمده ای داشتند. زمین شناسان همواره به دنبال دو خصوصیت مهم در داده های سنجش از دور بوده اند: -1 قدرت تفکیک مکانی بالا جهت بررسی های ساختاری و تعیین خصوصیات سطحی سنگها و -2 قدرت تفکیک مکانی بالا جهت بررسی های سنگ شناختی و تعیین و شناسایی کانی ها. داده های سنجش از دور اولیه هیچیک از این خصوصیات را نداشتند.
عکس های هوایی تنها قدرت تفکیک خوبی دارند، اما هزینه برداشت بالایی دارند. در دو دهه گذشته تلاشهای زیادی جهت افزایش قدرت تفکیک مکانی و همچنین طیفی شده است. اما به دلایل فیزیکی و تکنولوژیکی و همچنین محدودیت های جوی، داشتن هم زمان تصاویر با قدرت تفکیک مکانی و طیفی بالا میسر نبوده است. یا بایستی تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بالا مانند تصاویر ایکونوس1، جیو آی2، کویک برد3 یا ورلد ویو4 داشت، و یا تصاویر با قدرت تفکیک طیفی مانند استر 5، هایپریون6 و سنتینل.7 در حالیکه ماهواره ورل ویو 3 اخیرا هر دو ویژگی را دارد اما قدرت تفکیک طیفی آن همانند سنجنده استر است. مشکلی که تصاویر با قدرت تفکیک طیفی بالا مانند هایپریون دارند، نسبت سیگنال به نوفه پایین این سنجنده ها می باشد.
زمین شناسان جهت تهیه نقشه های زمین شناسی با مقیاس بزرگ ناچارهستند از ابزار هایی مانند تئودولیت و توتال استیشن استفاده کنند و با پیمایشهای زمینی نقشه های بزرگ مقیاس را بعد از مطالعه نمونه ها در آزمایشگاه با روش های مختلف، تهیه کنند. این روش زمان بر و در مناطق با توپوگرافی خشن که اجازه بررسی نقاط مورد نظر را نمی دهد، از دقت کافی برخوردار نیست.
پرنده های بدون سرنشین سالهاست که در ماموریت های نظامی مورد استفاده قرار گرفته اند. در چند سال گذشته از این پرنده ها در ماموریت های غیر نظامی مختلف استفاده شده است. وانگ - 2001 - و پینگ و همکاران - - 2012 توسعه این روش را در کاربردهای غیر نظامی بررسی نموده اند. با ورود پرنده های بدون سرنشین، شاهد تحولی شگرف در این حوزه هستیم. این پرنده ها می توانند سنجنده های مختلفی مانند دوربین های چند طیفی8، ابر طیفی9 و لیدار10 را حمل کنند.
مزیت این روش این است که زمان تصویربرداری به دلخواه زمین شناس تعیین می گردد و همچنین به دلیل ارتفاع پروازپایین سنجنده نسبت به عوارض زمینی، تصاویر بدست آمده دارای نسبت سیگنال به نوفه بالایی می باشند. در نتیجه امکان تهیه تصاویر با قدرت تفکیک مکانی و طیفی بالا وجود دارد. نقشه های توپوگرافی را می توان به دو صورت تهیه نمود.
در روش اول می توان از تصاویر با هم پوشانی مناسب و از روش فتوگرامتری استفاده نمود. استفاده از روش لیدار انتخاب دوم است که پالس های لیزر با طول موج مشخصی از سنجنده به زمین تابیده می شود و زمان رفت و برگشت آن ثبت و در نهایت به ارتفاع تبدیل می گردد. در نتیجه امکان تهیه نقشه های زمین شناسی بزرگ مقیاس وجود دارد که هم زمان واحدهای لیتولوژی و کانتورهای ارتفاعی را نمایش دهد.
