تويت
بسم الله الرحمن الرحيم
وبه نستعين
السّـلام عليْـكم و رحمة الله تَعالى وَ بركَاته ..الحمد لله وحده .. والصلاة والسلام على من لا نبي بعده .. سيدنا محمد صلى الله عليه وسلم .. سيد الأولين والآخرين .. وعلى آله وصحبه أجمعين .. إلـى يوم الدين ... انقل لكم تعريف الاستشعار عن بعد واجهزاتة
هو قياس او الحصول على المعلومات لبعض خصائص الظاهرات في جهاز تسجيل لا يحتك مباشرة بالظاهرة التي ندرسها ,وهو عملية جمع البيانات في الموجات ما بين فوق البنفسجية الى نطاق الراديو.
يعرف الاستشعار عن بعد بأنه التعرف على طبيعة الأجسام دون لمسها . ولقد اعتبرت العين والأذن البشريتين أولى أدوات الاستشعار التي اعتمد عليها الإنسان لاستكشاف محيطه . ومع تقدم العلوم أخذ الإنسان بابتكار وسائل جديدة لذلك ،حيث يعتبر حاليا القمر الصناعي والرادار من أهم الأدوات التي تستخدم في سبر أغوار ما هو مجهول . مجال الأرصاد والتنبؤات الجوية كغيرها من المجالات الأخرى استفادت من التقدم التقني البشري
ووظفت هذه الابتكارات في خدمتها .
اهمية الاستشعار عن بعد
تظهر اهمية الاستشعار عن بعد بجميع انواعه: الصور الجوية ومناظر الاقمار الصناعية الرادار وغيرها,وتقدم معلومات غزيرة عن الارض. أنها تساعد على المراقبة المستمرة للارض ومواردها.
امثلة عن اهمية الاستشعار عن بعد:
• • دراسة الموارد الطبيعية .
• • انتاج الخرائط.
• • مراقبة التوزيع المكاني للظاهرات الارضية في اطار واسع.
• • دراسة الظاهرات المتغيرة مثل الفيضانات وحركة المرور
• • التسجيل الدائم للظاهرات بحيث يمكن دراستها في أي وقت فيما بعد.
• تسجيل بيانات لا تستطيع العين المجردة ان تراها فلاعين البشرية حساسة للاشعة المرئية.
• • اجراء قياسات سريعة ودقيقة الى حد كبير للمسافات المساحات والارتفاعات.
•
مراحل تطور واستخدام الاستشعار عن بعد
• • المرحلة الاولى: تكن بدائية وتتصف بقلة المادة العلمية وغياب التشكيل التنظيمي الرسمي مثل الجمعيات والندوات .
• • المرحل الثانية: نموا سريعا وتتميز بتضاعف عدد الدوريات العلمية ووحدات البحث المتخصصة بشكل متواصل.
• • المرحلة الثالثة:الا انه ياخذ في التضاؤل في نهايتها.
• • المرحلة الرابعة : فيصل فيها معدل النمو الى الصفر تقريبا وهي مرحلة النضج.
اهمية الاستشعار عن بعد فى الجغرافيا
مكونات نظام الاستشعار عن بعد
يتكون نظام الاستشعار عن بعد الذي يستخدم لاشعاعات الكهرومغناطيسية:
• • المصدر : قد يكون مصدر الاشعاع الكهرومغناطيس كضوء الشمس اة الحرارة.
• • التفاعل مع ظاهرات سطح الارض: يعتمد على كمية الاشعاعات المنعكسة او المنقولة.
• • التفاعل عم الغلاف الجوي: حيث تتأثر الطاقة المارة في الغلاف الجوي.
• • اجهزة الاستشعار : تسجيل الاشعاعات بعد تفاعلها عم سطح الارض والغلاف الجوي.
منصات الاستشعار عن بعد
• • الطائرات الاستشعار عن بعد.
• • الاستشعار عن بعد في الفضاء.
• • الاستشعار عن بعد من محطات فضائية بشرية.
• • الاقمار الصناعية الخاصة بدراسة الموارد الارضية والمناخ.
وسائل الاستشعار عن بعد
• • الفوتوغرافية:
• • الافلام العادية -ابيض واسود.
• • الافلام دون الحمراء - ابيض واسود.
• • الافلام العادية الملونة.
• • غير الفوتغرافية:
• • الوسائل الجوية .
• • الوسائل الفضائية.
المجالات التي يمكن ان تساهم بها وسائل الاستشعار عن بعد
• المياه : تعاني من نقص المياه وصعوبة الحصول عليها تساعد وسائل الاستشعار عن بعد في عمليات استكشاف اماكن المياه الجوفية.
• • المعادن : تعمل الاستشعار في استكشاف الخامات المعدنية والبترولية.
• • الزراعة : القيام بحصر المحاصيل الزراعية والكشف الامراض النباتية .
• • الاعمال الهندسية: استخدام في دراسة المشاريع الانشائية والعمرانية.
مجالات استخدام الاستشعار عن بعد في دراسة البيئة الريفية
• • دراسة انواع المحاصيل الزراعية
• • المسح ودراسة استخدام الارض
• • المياه
• • دراسة النباتات الطبيعية.
• • دراسة امراض النباتات.
• • الاراضي المبنية.
استخدام الاستشعار عن بعد في دراسة البيئة الحضرية
تقوم بتزويد المدن بصنفين من المعلومات :
• • معلومات الظاهرات الثابتة: حجم المدينة وعددها الطرق واحجامها وظائف مناطقها (السكنية - تجارية صناعية)
• • معلومات الظاهرات متغيرة : الظاهرات التي لا يمكن رؤيتها بسبب تغير بشكل سريع او انها غير
تتميز الرادارات والأقمار الصناعية بقدرة هائلة على تغطية مساحات واسعة ومن هنا انتشر استخدامها في مجالات كثيرة مثل المسح الجيوغراف والطبوغرافي ، الزراعة ، البيئة ، الفلك ، المراقبة ، إدارة الكوارث ، التجسس العسكري وتحديد الأبعاد . أما في مجال الأرصاد والتنبؤات الجوية فتتجلى فائدتها في القدرة على رصد مساحات واسعة في أزمان دورية متتالية وسريعة قد تصل أحيانا إلى 15 دقيقة كما هو الحال في الجيل الثاني من الأقمار الصناعية الأوروبية لغايات الرصد الجوي MSG1 .
تعتمد آلية العمل في كل من القمر الصناعي والرادار على استقبال الإشعاع الكهرومغناطيسي القادم من جهة الجسم الراد استكشافه ( استشعاره ) وهذا الإشعاع قد يكون نتيجة إحدى حالتين :
1. إشعاع صادر عن الجسم نتيجة حرارته الداخلية حيث أن كل جسم له درجة حرارة أعلن من الصفر المطلق 0 كلفن ( 273 - سº ) حسب قانون ستيفن - بولتزمان (I= σ* T^4 ) يشع أشعة كهر ومغناطيسية ( كلما زادت حرارة الجسم كلما زاد تردد الإشعاع المنبعث ).
2. إشعاع منعكس عن الجسم وفي هذه الحال أما أن يكون مصدر الإشعاع الذي على سقط الجسم وانعكس عنه جسم آخر أو مجس أداة الاستشعار نفسها.
وبتحري خصائص الإشعاع المستلم في أداة الاستشعار يمكن معرفة الكثير عن خصائص الأهداف المستشعرة حيث أن الإشعاع سواء كان مشعا أصلا من الجسم أو منعكسا عنه فانه سوف يحمل الكثير عن خصائص الجسم المستشعر الفيزيائية والكيميائية وتركيبه الهندسي .
تتميز الرادارات عن الأقمار الصناعية بالية عمل المجسات الموجودة فيها حيث أن مجسات الرادارات هي من النوع الإيجابي (active sensors ). أي التي ترسل إشعاع كهر ومغناطيسي باتجاه الجسم الهدف ثم تلتقط الإشعاع المرتد عنه ويمكن أن تكون هذه الإشارة المرسلة نبضة مفردة واحدة أو نبضات مستمرة وفي هذه الحال يسمى الرادار بدوبلر رادار نسبة إلى العالم دوبلر الذي كان أول من لاحظ ظاهرة دوبلر ( وهي تغير تردد الذبذبات الصادرة عن الجسم المتحرك حسب حركته بالزيادة إذا كان مقتربا من المراقب أو بالنقصان إذا كان مبتعدا ) وفي الأرصاد الجوية يستخدم الرادار الجوي المستمر النبضات لتحديد مواقع الغيوم وكيفية حركتها .
أما في الأقمار الصناعية فان غالبية المجسات المستخدمة هي من النوع السلبي (passive sensors ) أي التي تستقبل الإشعاع المرسل من الجسم أصلا أو الإشعاع المنعكس من الجسم الهدف . ومن أوضح الأمثلة على الحالة الأخيرة هي صور الأقمار الصناعية الملتقطة للأرض من الفضاء في مجال الضوء المرئي حيث يعمل سطح الأرض بعكس الضوء المرئي القادم من الشمس باتجاه القمر الصناعي .
تقسم الأقمار الصناعية حسب نوع المدار الذي تسلكه إلى الأقسام التالية :
أقمار المدارية : ( Geo-Stationary Satellite )
وهي أقمار تدور مع الأرض دوران تزامني على ارتفاع 36000 كيلو متر مقابل أي نقطة على خط الاستواء وفي هذه الحالة لن تغطي هذه الأقمار سوى موقع واحد دائما . تتميز هذه الأقمار بقدرتها على تغطية الموقع المطلوب بفترات زمنية متقاربة جدا ( حوالي 48-96 مرة باليوم )فهي ممتازة لمراقبة الغيوم مثلا لان وضع الغيوم يتغير كل دقيقة وكذلك مراقبة حرائق الغابات ولكنها بنفس الوقت عاجزة عن تغطية الأقطاب بسبب تحدب سطح الأرض عندها .
أقمار القطبية : ( polar satellite )
وهي أقمار تدور حول الأرض باتجاه قريب من موازاة خطوط الطول أي من القطب إلى القطب وعلى ارتفاع 850 كيلومتر . تتميز بقدرة على تغطية كل الأرض وخاصة الأقطاب وبنفس درجة الوضوح ولكن معدل الانحلال الزمني متدنٍ فهي لا تستطيع تغطية نفس المكان إلا مرتين باليوم .وهي مناسبة مثلا لمراقبة مستوى الماء في بحيرة أو الغطاء النباتي لمكان ما .
ـ
الاستشعار عن بُعد
الاستشعار عن بعد: أنواعه، وتقنياته، وأجهزته
أولاً: تعريف الاستشعار عن بعد
هناك تعريفات عديدة للاستشعار عن بعد، وفيما يلي عرض لأهم أربعة من هذه
التعريفات:
1. يقصد بالاستشعار عن بعد مجموع العمليات، التي تسمح بالحصول على معلومات عن
شئ ما، دون أن يكون هناك اتصال مباشر بينه وبين جهاز التقاط هذه المعلومات.
2. الاستشعار عن بعد هو ذلك العلم، الذي يستخدم خواص الموجات الكهرومغناطيسية
المنعكسة، أو المنبعثة من الأشياء الأرضية، أو من الجو، أو من مياه البحر
والمحيطات في التعرف عليها.
3. يمكن النظر إلى الاستشعار عن بعد على أنه: مجموعة الوسائل، من طائرات، أو
أقمار صناعية، أو بالونات، وأجهزة التقاط البيانات، ومحطات الاستقبال،
ومجموعة برامج معالجة البيانات المستقبلة، التي تسمح بفهم المواد والظواهر من
طريق خواصها الطيفية.
4. الاستشعار عن بعد: هو علم يمكن من الحصول على بيانات الانعكاس والسلوك
الطيفي للأشياء، التي يمكن أن تتحول إلى معلومات من خلال عمليات المعالجة
والاستقراء.
إذن فعبارة "الاستشعار عن بعد" تستعمل لتعني مجموعة المعطيات، التي نحصل
عليها من مسافة معينة؛ ناتجة عن تفاعل طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي مع
المادة، أو المظهر الذي ندرسه، والمقيس بإحدى وسائل أجهزة الاستشعار عن بعد.
إن هذه التعريفات - وإن كانت شمولية - فإنها على درجة كبيرة من التعقيد
أحياناً، فما تتضمنه دراسة المواد والثروات الأرضية، التي ليست على بعد كبير
من الأجهزة، يجعل استعمال عبارة "عن بعد" موضعاً للتساؤل أحياناً. كما يعتقد
البعض أن الوسائط الأخرى المخالفة للطاقة الإشعاعية، كالصوت مثلاً، يجب أن
تكون مشمولة بهذه التعريفات.
أنواع الاستشعار عن بعد
يمكن تصنيف الاستشعار عن بعد طبقاً لنوع البيانات المستقبلة إلى:
1. الاستشعار عن بعد الإيجابي Active Remote Sensing: وتكون البيانات
المستقبلة فيه انعكاسات طيفية، حيث تقوم المنصات الحاملة لأجهزة الاستشعار
بإرسال الموجات الكهرومغناطيسية إلى الأهداف المراد دراستها، فترتطم بها،
وتنعكس لتستقبلها المستشعرات Sensors، التي تقوم بإرسالها إلى محطات
الاستقبال الأرضية Ground Reception Stations.
2. الاستشعار عن بعد السلبي Passive Remote Sensing: وتكون البيانات
المستقبلة فيه هي الانبعاث الطيفي من الأجسام، (اُنظر شكل التقاط الانبعاثات
الطيفية).
تقنيات الاستشعار عن بعد
تعتمد تقنيات الاستشعار عن بعد على حمل أنواع متعددة من المستشعرات Sensors،
لتسجيل الظواهر المراد دراستها وقياسها، بناء على مفهوم؛ أن كل جسم يشع ويعكس
مدى من الطاقة الكهرومغناطيسية، تكون غالباً في مجموعات متميزة، تسمى "بصمات
طيفية" Spectral Signature، توضح معلومات عن خاصية معينة للجسم.
وعموماً، فإنه يمكن للإشعاع أن يبث من خلال الجسم، أو يمتص بواسطة الجسم،
أو يشتت بواسطة الجسم، أو قد ينعكس الإشعاع، ويعني بذلك عودة الإشعاع دون
تغيير، أي يكون الجسم في هذه الحالة مثل المرآة.
ويحدد اختيار أحد هذه التفاعلات السابقة طول الموجة لكل مادة، التي تعتمد
أساساً على خصائص سطحها وجزيئات بنيتها، وهذه هي قواعد القياس بواسطة
الاستشعار عن بعد. وجدير بالذكر أن للغلاف الجوي للأرض بعض المميزات الخاصة
به، والمؤثرة في اختيار النطاقات الضوئية في الاستشعار.
وتختلف دقة كل جهاز استشعاري عن الآخر بدرجة التفريق [1]Resolution، التي
يحققها في رصد الأهداف، ويعتمد ذلك على خواص كل مادة بالنسبة لعكس الأشعة
الساقطة عليها، أو امتصاص هذه الأشعة، جزئيا أو كلياً.
آلية الاستشعار عن بعد
تتم آلية الاستشعار عن بعد على مراحل أربع:
1. جمع المعلومات بواسطة المستشعرات، وبثها إلى محطات الاستقبال الأرضية.
2. خضوع هذه المعلومات لمعالجة أولية وتصحيحات، ثم معالجة نهائية.
3. تفسير هذه المعطيات بعد تحويلها إلى صور.
4. استخدام الصور في رسم البيانات الدقيقة والخرائط، التي تخدم المجالات
المختلفة.
أجهزة الاستشعار عن بعد
أجهزة الاستشعار عن بعد أجهزة ميكانيكية أو إلكترونية، فيمكن أن تكون آلة
التصوير العادية أكثر الأشكال المألوفة لأجهزة الاستشعار عن بعد، إذ إنها مثل
العين تماماً، تستخدم الضوء المنعكس من الجسم، والمار خلال عدسات مختلفة، إلى
سطح حساس للضوء لتشكيل الصورة، وكما تستعمل آلة التصوير لتسجيل الأحداث، التي
نرغب في تذكرها، فإنه يمكننا استخدام آلة التصوير هذه للحصول على معلومات
مناسبة، لموضوع معين، نهتم بدراسته.
وبالرغم من أن بعض أجهزة الاستشعار عن بعد قادرة على إعطاء معلومات/بيانات
مستمرة في وقت تشغيلها نفسه، فإن أكثر أجهزة الاستشعار عن بعد تقوم بخزن
المعطيات، بشكل أو بآخر. وكذلك فإن كمية المعطيات القابلة للاستخدام في
الصورة الثابتة أكبر منها في اللقطات المتغيرة باستمرار، والمرئية على جهاز
عرض ما.
فأجهزة الاستشعار عن بعد إذن هي الأجهزة، التي تجمع المعطيات، بشكل قابل
للتخزين عادة من أجسام أو مشاهد معينة من مسافة ما منها، وبعض هذه الأجهزة،
كآلات التصوير، تستعمل طاقة الضوء المرئي[2]، بينما يستعمل بعضها الآخر
أنماطا أخرى من الطاقة، فهناك أجهزة استشعار عن بعد أقل شيوعاً من آلات
التصوير، كأجهزة الرادار وأجهزة التصوير بالأشعة السينية X- Rays.
فباستعمال الأشعة السينية مثلاً، يمكن أن تكون المسافة أكبر بقليل من سماكة
طبقة من الجلد أو النسيج، أما الاختلاف الأكثر أهمية فهو طبيعة الأشعة
المستعملة في كل نظام. فبالنسبة للرادار وللأشعة السينية يكون اختلاف طول
موجة الإشعاعات المستخدمة هو السبب الذي يعطي كلاً من النظامين ميزاته لمهمات
علمية معينة.
1. المنصات الحاملة لأجهزة الاستشعار عن بعد
الغرض الأساسي من المنصات، التي تحمل أجهزة الاستشعار عن بعد، هو وضع هذه
الأجهزة على ارتفاع معين من سطح الأرض. وتستخدم البالونات والطائرات في
الاستشعار الجوي للحصول على صور جوية ذات مقاييس كبيرة ومتوسطة، من 2000:1
حتى 8000:1، طبقاً لارتفاع البالون أو الطائرة، الذي يراوح بين 3000 و7000
متر، والبالونات قد تكون موجهة، أو غير موجهة، حيث يتوقف مسارها على الرياح.
والنوع الثالث من المنصات هو المركبات الفضائية، وهذا النوع من المنصات باهظ
التكاليف، ويتطلب تكنولوجيا رفيعة المستوى. وهذه المركبات نوعان: متحركة في
مساراتOrbits حول الكرة الأرضية، وثابتة Geostationary، وهي التي تتميز
بتواجدها الدائم، في موضع ثابت بالنسبة للأرض، وبذا توفر ملاحظة دائمة
ومستمرة لجزء ما من الكرة الأرضية.
2. ادوات التحسس
أجهزة التقاط البيانات هي التي تستقبل الأشعة المنبعثة والمنعكسة، على أطوال
موجية معينة، ثم تحولها إلى أشعة، ترسل إلى محطات استقبال أرضية. وتنقسم
أجهزة التقاط بيانات الاستشعار عن بعد إلى الأنواع الرئيسية الآتية:
أ. أجهزة التصوير، (اُنظر شكل أسلوب التصوير الضوئي)
ب. الرادار، وهو جهاز التقاط الاستشعار الموجب، حيث يتولى بث الأشعة،
والتقاطها، وإرسالها إلى محطات الاستقبال الأرضية.
ج. وعادة ما تزود الأقمار بتلسكوبات ضخمة، تزيد من دقة التقاط الأشعة.
والأقمار الفرنسية "سبوت" SPOT مزودة باثنين من هذه التلسكوبات، التي يزن كل
منها 250 كجم، ويبلغ طوله مترين ونصف المتر، وبعد التقاط الصور بواسطة النظام
البصري، يسقط الضوء على أجهزة الإحساس الضوئية، التي يتكون كل منها من 1000
خلية، تحول الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية.
3. الأجهزة المستخدمة في دراسة البحار والمحيطات
وبعض أجهزة الاستشعار التي تحملها الأقمار الصناعية سلبية، مثل أجهزة قياس
الإشعاع "الراديوميتر" Radiometer، وتتولى الكشف عن انبعاث الأشعة الطبيعية
من البحر، أو ما يعكسه البحر من ضوء الشمس.
وهناك أجهزة استشعار أخرى إيجابية، تبعث موجاتها الرادارية خلال فتحة رادار
اصطناعية Synthetic Aperature Radar: SAR، فتتولد صورة يوافق بريقها كمية
الطاقة المنعكسة من سطح البحر في شكل موجات دقيقة. ويتحكم في توليد الصورة
أحوال سطح البحر، ومدى اضطرابه، والحركة بوجه عام. والصور، التي يحصل عليها
بالرادار، يمكنها أن تكشف التفاصيل عن بعض الخصائص، مثل الحركات النموذجية
الداخلية، أو طبوغرافيا القاع، إلى عمق عدة أمتار.
هناك العديد من الطرق، التي تستخدم فى الاستشعار عن بعد :
(1) التصوير الجوي: ويستخدم لدراسة تلوث مياه البحار والمحيطات، وتحديد مواقع
بقع فضلات الزيت الملقاة من السفن عابرة البحار والمحيطات، ورسم حدود الشواطئ
للبحار والمحيطات، وتحديد أشكالها.
(2) التصوير في مجالات ضوئية متعددة: ويستخدم في تحديد مواقع النباتات
المائية وتوزيعها، ورسم الخرائط لأعماق المياه، ودراسة التيارات الحرارية
وحركة المياه المصاحبة لها، وتحديد مواقع المخلفات الصناعية، وانتشارها على
امتداد الشواطئ، ودراسة توزيع المواد العالقة بالمياه والمواد المترسبة في
البحيرات، ودراسة توزيع الكلوروفيل ومناطق تركيزه.
(3) المسح الحراري: ويستخدم في التعرف على نظم التيارات الحرارية وانتشارها
في الماء، وفي دراسة نوعية المياه وخصائصها الطبيعية، وتحديد أماكن بقع
الزيوت الطافية على سطح الماء.
(4) المسح الراداري: ويستخدم في قياس الخصائص السطحية لمياه البحار
والمحيطات، ودراسة أحوال الأمواج البحرية، وتحديد أماكن بقع الزيت ومناطق
تعكر المياه، والمواد العالقة قرب السطح، ودراسة بعض الخواص الطبيعية للمياه
ونوعيتها.
تحمل الأقمار الصناعية المخصصة لدراسة البحار والمحيطات أجهزة علمية لقياس
ورصد وتصوير العناصر التالية:
(1) سرعة الرياح.
(3) رسم التضاريس السطحية للمحيط.
(3) قياس درجة حرارة السطح.
(4) قياس الموجات السطحية والعميقة للمحيط.
(5) تحديد التيارات الرئيسية في المحيط.
(6) رصد الدوامات المحيطية.
(7) رصد وقياس حركة الثلج.
(8) رصد ومتابعة البقع الزيتية.
(9) رصد ومتابعة الثروة السمكية والحياة البحرية.
4. أجهزة تحليل البيانات ومعالجتها
وتتكون أجهزة تحليل ومعالجة البيانات من:
أ. حاسب آلي ذى ذاكرة كبيرة، لدرجة تمكنه من تخزين أكثر من صورة ودراستها.
وعند معالجة البيانات الرقمية للصور الفضائية، يمكن الاستعانة بأي من مستويات
نظم الحاسب الآلي التالية:
(1) الحاسب الشخصي Personal Computer
(2) محطة العمل Work Station
(3) الشبكة الرئيسية Main Frame
وتختلف هذه المستويات أساساً في عدد التعليمات أو الأوامر، التي تقوم
بمعالجتها في الثانية الواحدة، ويتيح كل من محطة العمل والشبكة الرئيسية
عدداً من الشاشات ولوحة المفاتيح، مما يسمح لأكثر من شخص بالعمل في الوقت
نفسه.
ب. الناسخة الكبيرة Plotter، وهي تستخدم لطبع الخرائط الناتجة من تقسيم
البيانات الرقمية، التي تعرف بخرائط الانبعاث الطيفي المتعدد، المرسومة
بالحاسب، (اُنظر صورة الانبعاثات الطيفية).
ج. الناسخة الصغيرة، وهي مخصصة لطبع الأرقام، أو أي إحصائيات تجري على
البيانات الرقمية، وكذلك تستخدم لطبع خرائط على ورق.
د. جهاز دراسة البيانات الرقمية وتحليلها، التي تحمل على أقراص، وهي تعمل
مستقلة عن الحاسب الآلي.
5. الأجهزة المعاونة في فهم السلوك الطيفي
وهذه الأجهزة تساعد على فهم السلوك الطيفي للمواد والأشياء، وتشمل هذه
الأجهزة ما يلي:
أ. جهاز قياس الانعكاسات أو الانبعاثات، ويعرف بالراديومتر Radiometer.
وأجهزة الراديومتر من حيث طريقة وضعها على الأرض نوعان، أحدهما يثبت على
الأرض بواسطة حامل أحادي الأرجل، أو ثلاثي الأرجل، على ارتفاع حوالي 1.5 متر
عن سطح الأرض، والنوع الآخر من هذه الأجهزة يمكن حمله باليد.
وفي كلا النوعين يتم التقاط بيانات الانعكاس من مساحة أرضية تتراوح من 1 إلى
1.5 متر مربع، طبقاً لمدى ارتفاع القياس. وعند إجراء أي قياسات راديومترية
ينبغي الأخذ في الحسبان تاريخ إجراء الدراسة، ساعة أو زمن التقاط البيانات،
والظروف المناخية، وكذا زاوية أخذ بيانات الانعكاس أو التقاطها، وضرورة إجراء
معايرة للجهاز Calibration قبل استخدامه.
ب. جهاز فحص الأشعة المجسمة تحت الحمراء سبكترومتر Spectrometer والفكرة
الأساسية في هذا الجهاز هي وجود مصدر ضوئي يصدر أشعة ضوئية على العينة المراد
قياس انعكاساتها.
ج. جهاز إسبكترومتر الأشعة تحت الحمراء Infrared Intelligent Spectrometer
(IRIS): ويعمل هذا الجهاز على رسم منحنى الانبعاث الطيفي خلال المدى الطيفي
من 300 إلى 3000 نانومتر[3]، وكذلك تسجيل البيانات الرقمية لهذا المنحنى بصفة
مستمرة، كما يمكن استخدامه في الدراسات الحقلية والمعملية معاً، وبهذا فانه
يجمع بين خصائص جهاز الراديومتر، من حيث الاستخدام الحقلي، وخصائص جهاز
الإسبكترومتر من حيث القياس المستمر للانبعاثات خلال إجمالي المدى الطيفي.
6. أجهزة تحديد الموقع GPS
وتستخدم هذه الأجهزة في تحديد الإحداثيات لمناطق الفحص والدراسة الميدانية،
التي حُددت بناء على دراسة الصور ومعالجتها. ومن هذه الأجهزة جهاز تحديد
الموقع كونيا Global Positioning System: GPS، الذي يتصل بعدد حوالي 12 قمراً
صناعياً، خاصة بتحديد الإحداثيات. وتتحقق القراءة الصحيحة بتوفر الاتصال بين
الجهاز وأربعة أقمار صناعية على الأقل، وتختلف دقة الجهاز باختلاف نوعه.
والجدير بالذكر أنه عند التعامل مع الاستشعار عن بعد؛ فإن خط الصفر
للإحداثيات الطولية هو خط جرينتش، وأما خط الصفر للإحداثيات العرضية فهو خط
الاستواء، ووحدة قياس المسافة هي المتر.
سادساً: الاستشعار عن بعد باستخدام الموجات المتناهية القصر
تعتمد فكرة الاستشعار عن بعد باستخدام الموجات المتناهية القصر Microwaves،
أو ما يسمى "الاستشعار الراداري"، على إرسال موجات كهرومغناطيسية في نطاقات
معينة، (اُنظر جدول نطاق الترددات الرادارية)، إلى الهدف المراد دراسته، ثم
استقبال الموجات المنعكسة منه.
ونتيجة دور الرادار في إرسال هذه الموجات وعدم اعتماده على انبعاثات
كهرومغناطيسية ذاتية من الجسم، كما هو الحال في الاستشعار السالب، فيعرف هذا
النوع باسم "الاستشعار الموجب".
والرادار يلتقط الصور الجانبية، أو القطاعية. فالجهاز ذو النافذة التخليقية
"سار" Synthetic Aperture Radar: SAR، (اُنظر صورة هوائي الرادار سار)، يرسل
نبضات تجاه المنطقة المستهدفة، تم يتلقى الطاقة المنعكسة. ويعكس السطح الخشن
طاقة إشعاعية أكثر من السطوح الناعمة، فسطوح الجبال، وتدفق الصخور المصهورة،
على سبيل المثال، تبدو مصادر لامعة في صور الرادار.
وبقياس الزمن الذي تستغرقه الإشارات لقطع المسافة من الرادار إلى الهدف
والعودة، يمكن قياس الارتفاعات النسبية للتضاريس المختلفة. وتسجل الإشارات
الرادارية المنعكسة على فيلم بأسلوب هولوغرافي[4] Holographic، يتم بعدها
تحويلها باستخدام أشعة الليزر إلى صور تعطي إحساساً بالتجسيم، أي التصوير
ثلاثي الأبعاد، (اُنظر صورة نموذج ثلاثي الأبعاد لسفينة).
1. رادار القمر "سيسات"
أول رادار تصويري مدني، وضع في مدار حول الأرض، كان على متن قمر صناعي
للمحيطات سمي "سيسات " Seasat، أطلق عام 1978م. وعلى الرغم من أنه قد عمل
لمدة تقل عن أربعة شهور بسبب خلل أصابه، فقد أكد المسح، الذي أجراه، أن لسطح
المحيط خطوطاً محددة تماماً، كالأرض، وهناك مناطق تعلو مناطق أخرى، بما يزيد
على 250 متراً.
وهذه الارتفاعات والانخفاضات نتيجة للفروق في الجاذبية الناتجة عن التوزيع
غير المتساوي لكتلة الأرض داخلها. ولدى تلقى هذه المعلومات من القمر "سيسات"،
رسم علماء مختبر الدفع النفاث، بمعهد التكنولوجيا في "باسادين" بكاليفورنيا،
صورة لقيعان البحار في العالم، من المنتظر أن تستخدم دليلاً لاكتشافات
مستقبلية، وأن تثير تفكيراً جديداً حول جيولوجية هذا الكوكب.
2. النظام الراداري للمكوك "كولومبيا"
كان مكوك الفضاء "كولومبيا" قد حمل في رحلته الثانية في نوفمبر 1981م، نظاماً
رادارياً مصمماً لمسح الأرض. وقد تم تركيب الصور الناتجة فوق صور "لاندسات"؛
لتركيز الأضواء على الطبيعة المتكاملة للتقنيات، من خلال مزج صور الرادار
الشديدة الوضوح لسطح الأرض، والرؤية المتعددة الأطياف لكيمياء السطوح، التي
يقدمها "لاندسات"، كما هو الحال في أنواع الصخور والغطاء الخضري. وبدت الصور
المركبة الناتجة، التي تعطي ألواناً غير حقيقية، مذهلة بقدر ما تحتوي من
معلومات.
ولكن أكثر الاكتشافات، التي نتجت من التحليل، هي مشاهدات الرادار الفضائي،
تحت رمال الصحاري. ففي المناطق المتناهية الجفاف، تبين أن إشارات الرادار قد
اخترقت مترين أو ثلاثة أمتار من الرمال، وفي بعض الحالات خمسة أمتار تقريباً،
وكثيراً ما اصطدمت بالقاعدة الصخرية.
وعندما عبر القمر سماء السودان وجنوب مصر، التقط الرادار صوراً، كشفت عن آثار
مدفونة لأنهار؛ كانت ذات يوم تتدفق هناك، وحفرت لنفسها أودية، بلغ عرضها عرض
النيل الحالي.
وعقبها حفر الجيولوجيون الثقوب في الصحراء، وأكدوا وجود شبكة من أحواض الصرف
القديمة، ووجدوا مواقع مدفونة لمستوطنات بشرية عندما كانت الصحراء أقل
جفافاً. وبالإبلاغ عن هذه الاكتشافات استنتج الخبراء أن إمكانات وجود المياه
الجوفية القريبة من السطح، كافية لإثارة الاهتمام في صفوف العلماء، الذين
يملكون الآن وسيلة لاستكشاف الصحارى على هذا الكوكب.
3. القمر الراداري "رادار-1"
القمر الصناعي الراداري الأمريكي " رادار-1" Radar-1، هو القمر الأول الذي
يطلق للاستخدامات العسكرية والمدنية في الوقت نفسه. وسيؤمن صوراً رادارية،
لها درجة وضوح، تصل دقتها إلى متر واحد.
ويعتمد هذا القمر على تقنية الرادار ذي النافذة التخليقية "سار" Synthetic
Aperture Radar (SAR)، الذي يسمح بالتقاط الصور، أثناء النهار أو الليل، وفي
كل الظروف المناخية، على عكس الصور البصرية في الأقمار الصناعية التصويرية
التقليدية، (اُنظر صورة جوية بالرادار السار).
وتعود موافقة الدوائر العسكرية الأمريكية، على منح الترخيص، بإطلاق قمر صناعي
راداري مدني، إلى الرغبة في توفير أموال ميزانية وزارة الدفاع، مع التطلع إلى
الاستفادة من التطورات التكنولوجية، التي تتحقق في القطاع الخاص. بيد أن
القمر الصناعي الراداري "رادار - 1" يخضع لرقابة الدولة، إذ إنه ينبغي على
الشركة المستثمرة الحصول على إذن خاص من الحكومة الأمريكية، قبل بيع أي صورة
رادارية، بدرجة وضوح تصل إلى خمسة أمتار أو أقل، إلى عميل مدني.
وأهم مميزات استخدام الرادار في الاستشعار عن بعد هي:
أ. مرونة بيانات الرادار
صممت أجهزة الرادار المستخدمة في أغراض الاستشعار عن بعد بحيث يمكن التحكم في
ميل الحزمة الرادارية على المحور العمودي على مستوى الأرض، بحيث تراوح هذه
الزاوية بين صفر و60 درجة. وقد أدى ذلك إلى إمكانية المتابعة اليومية للظواهر
الطبيعية، وعرفت هذه الميزة بالتعدد الزمني للتغطية، أو المتابعة لظاهرة ما،
في أوقات نشاط تغييرات عالية، من خلال دراسات اكتشاف التغييرات.
والمساحة التي يغطيها المنظر الراداري تتراوح بين 50 × 50 كم، في حالة حزمة
الأشعة الدقيقة، و500×500كم، عند استخدام الحزمة الرادارية للرادار ذى
النافذة التخليقية Synthetic Aperture Radar: (SAR). وتراوح درجة التفريق بين
8 م و100م.
وبطبيعة الحال ساعد ذلك على اتساع مجالات تطبيقات البيانات الرادارية وتعددها
في اكتشاف البترول، والغاز والمعادن، وتقدير التأثيرات البيئية، وإظهار
الكوارث الطبيعية ومتابعتها، وإظهار المحاصيل ومتابعتها، وعمل الخرائط
الأرضية، وإدارة السواحل، وإظهار استخدامات الأراضي ومتابعتها.
ب. قدرة الرادار على اختراق السحب
يتميز الاستشعار الراداري بالقدرة على اختراق السحب، والضباب، والأمطار،
والأتربة، والظلام. وهذا يؤدي إلى الالتقاط المستمر للصور الرادارية بالنهار
والليل، على حد السواء، وتزداد أهمية هذه القدرة الاختراقية بالمناطق
الاستوائية، والساحلية، والقطبية. وهذا الأمر لا يتوافر بالنسبة لأقمار
الاستشعار الفضائي السالب.
ج. استمرار الحصول على البيانات الرادارية، والمتابعة شبه اللحظية للظواهر
الديناميكية
وتكرار مرور القمر الصناعي، الحامل لأجهزة الرادار، فوق موقع ما بالكرة
الأرضية، يفيد في الحصول على عدة صور كل يوم؛ ما يتيح المتابعة، شبه اللحظية.
وفي الظروف العادية تختلف فترة ما بين الزيارات الرادارية باختلاف نوع الحزمة
الرادارية، وبالتالي تختلف درجة التفريق، أيضاً.
وتتوقف الفترة بين الزيارات المتكررة للموضع نفسه، بالإضافة إلى نوع الحزمة
الرادارية، على خطوط العرض والطول لهذا الموقع، حيث تزداد هذه الفترة في
اتجاه خط الاستواء، وتقل الفترة الزمنية عند خطوط العرض الأخرى لقصر المسافة
بينها، وبالتالي يزداد عدد المسارات الممكن تكرارها يومياً.
د. إمكانية رؤية الموقع نفسه من اتجاهين مختلفين
يتيح الرادار الإمكانية لرؤية نفس الموقع من اتجاهين مختلفين، وبالتالي
الحصول على صورتين لمنطقة ما، من اتجاهين متقابلين، الأمر الذي يساعد على
الحصول على أكبر قدر من المعلومات.
هـ. القدرة الاندماجية للبيانات الرادارية مع بيانات أخرى
وهذه القدرة تظهر مزيداً من المعلومات الأرضية، فعند دمج البيانات الرادارية
بالقياسات الجيوفيزيائية[5] Geophysical Measurements تتوافر معلومات عن سطح
الأرض، وما تحت سطح الأرض.
و. تعدد درجة التفريق
أدى تعدد درجة التفريق للبيانات الرادارية، واختلافها من 8 متر إلى 100 متر،
إلى تعدد مقياس رسم الخرائط الناتجة بما يتناسب مع الغرض من الدراسة. فعلى
سبيل المثال، يمكن استخدام بيانات الحزمة الرادارية الدقيقة أو القياسية لعمل
الخرائط التفصيلية، بينما تستعمل بيانات الحزمة الرادارية (SAR) لإعداد خرائط
على مستوى المناطق Regional Mapping.
[1] درجة التفريق Resolution تعبر عن مدى ضيق المساحة الأرضية للنقطة
الأساسية Pixel للصورة أو اتساعها، وتمثل هذه النقطة أصغر مساحة أرضية، والتي
تختلف من قمر لآخر، يتم تجميع بيانات عنها.
[2] ينقسم الطيف الضوئي إلى ثلاثة أقسام رئيسية حسب الطول الموجى كالآتي: أ.
من 0.01 : 0.35 ميكرون أشعة فوق البنفسجية، غير مرئية. ب. من 0.35 : 0.77
ميكرون أشعة الضوء المرئي. ج. من 0.77 ميكرون وحتى 1 مم، الأشعة تحت
الحمراء، غير مرئية. وينقسم الضوء - حسب الطول الموجي- إلى الألوان التالية
بالترتيب: بنفسجي، سماوي، أزرق، أخضر، أصفر، برتقالي، أحمر.
[3] النانو = جزء من البليون.
[4] الهولوجرام hologram ببساطة هي عملية تحويل صورة الجسم المطلوب تسجيل
صورته إلى معلومات مشفرة على لوح حساس، بحيث لا تظهر الصورة بالعين المجردة
إطلاقا، ولكن يمكن استرجاع الصورة ورؤيتها مجسمة، إذا تم تعريض الفيلم لضوء
أشعة الليزر.
[5] القياسات الجيوفيزيائية هي القياسات التي تتعلق بطبيعة الأرض.
والحديث بقية هو قياس او الحصول على المعلومات لبعض خصائص الظاهرات في جهاز تسجيل لا يحتك مباشرة بالظاهرة التي ندرسها ,وهو عملية جمع البيانات في الموجات ما بين فوق البنفسجية الى نطاق الراديو.
يعرف الاستشعار عن بعد بأنه التعرف على طبيعة الأجسام دون لمسها . ولقد اعتبرت العين والأذن البشريتين أولى أدوات الاستشعار التي اعتمد عليها الإنسان لاستكشاف محيطه . ومع تقدم العلوم أخذ الإنسان بابتكار وسائل جديدة لذلك ،حيث يعتبر حاليا القمر الصناعي والرادار من أهم الأدوات التي تستخدم في سبر أغوار ما هو مجهول . مجال الأرصاد والتنبؤات الجوية كغيرها من المجالات الأخرى استفادت من التقدم التقني البشري
ووظفت هذه الابتكارات في خدمتها .
اهمية الاستشعار عن بعد
تظهر اهمية الاستشعار عن بعد بجميع انواعه: الصور الجوية ومناظر الاقمار الصناعية الرادار وغيرها,وتقدم معلومات غزيرة عن الارض. أنها تساعد على المراقبة المستمرة للارض ومواردها.
امثلة عن اهمية الاستشعار عن بعد:
• • دراسة الموارد الطبيعية .
• • انتاج الخرائط.
• • مراقبة التوزيع المكاني للظاهرات الارضية في اطار واسع.
• • دراسة الظاهرات المتغيرة مثل الفيضانات وحركة المرور
• • التسجيل الدائم للظاهرات بحيث يمكن دراستها في أي وقت فيما بعد.
• تسجيل بيانات لا تستطيع العين المجردة ان تراها فلاعين البشرية حساسة للاشعة المرئية.
• • اجراء قياسات سريعة ودقيقة الى حد كبير للمسافات المساحات والارتفاعات.
•
مراحل تطور واستخدام الاستشعار عن بعد
• • المرحلة الاولى: تكن بدائية وتتصف بقلة المادة العلمية وغياب التشكيل التنظيمي الرسمي مثل الجمعيات والندوات .
• • المرحل الثانية: نموا سريعا وتتميز بتضاعف عدد الدوريات العلمية ووحدات البحث المتخصصة بشكل متواصل.
• • المرحلة الثالثة:الا انه ياخذ في التضاؤل في نهايتها.
• • المرحلة الرابعة : فيصل فيها معدل النمو الى الصفر تقريبا وهي مرحلة النضج.
اهمية الاستشعار عن بعد فى الجغرافيا
مكونات نظام الاستشعار عن بعد
يتكون نظام الاستشعار عن بعد الذي يستخدم لاشعاعات الكهرومغناطيسية:
• • المصدر : قد يكون مصدر الاشعاع الكهرومغناطيس كضوء الشمس اة الحرارة.
• • التفاعل مع ظاهرات سطح الارض: يعتمد على كمية الاشعاعات المنعكسة او المنقولة.
• • التفاعل عم الغلاف الجوي: حيث تتأثر الطاقة المارة في الغلاف الجوي.
• • اجهزة الاستشعار : تسجيل الاشعاعات بعد تفاعلها عم سطح الارض والغلاف الجوي.
منصات الاستشعار عن بعد
• • الطائرات الاستشعار عن بعد.
• • الاستشعار عن بعد في الفضاء.
• • الاستشعار عن بعد من محطات فضائية بشرية.
• • الاقمار الصناعية الخاصة بدراسة الموارد الارضية والمناخ.
وسائل الاستشعار عن بعد
• • الفوتوغرافية:
• • الافلام العادية -ابيض واسود.
• • الافلام دون الحمراء - ابيض واسود.
• • الافلام العادية الملونة.
• • غير الفوتغرافية:
• • الوسائل الجوية .
• • الوسائل الفضائية.
المجالات التي يمكن ان تساهم بها وسائل الاستشعار عن بعد
• المياه : تعاني من نقص المياه وصعوبة الحصول عليها تساعد وسائل الاستشعار عن بعد في عمليات استكشاف اماكن المياه الجوفية.
• • المعادن : تعمل الاستشعار في استكشاف الخامات المعدنية والبترولية.
• • الزراعة : القيام بحصر المحاصيل الزراعية والكشف الامراض النباتية .
• • الاعمال الهندسية: استخدام في دراسة المشاريع الانشائية والعمرانية.
مجالات استخدام الاستشعار عن بعد في دراسة البيئة الريفية
• • دراسة انواع المحاصيل الزراعية
• • المسح ودراسة استخدام الارض
• • المياه
• • دراسة النباتات الطبيعية.
• • دراسة امراض النباتات.
• • الاراضي المبنية.
استخدام الاستشعار عن بعد في دراسة البيئة الحضرية
تقوم بتزويد المدن بصنفين من المعلومات :
• • معلومات الظاهرات الثابتة: حجم المدينة وعددها الطرق واحجامها وظائف مناطقها (السكنية - تجارية صناعية)
• • معلومات الظاهرات متغيرة : الظاهرات التي لا يمكن رؤيتها بسبب تغير بشكل سريع او انها غير
تتميز الرادارات والأقمار الصناعية بقدرة هائلة على تغطية مساحات واسعة ومن هنا انتشر استخدامها في مجالات كثيرة مثل المسح الجيوغراف والطبوغرافي ، الزراعة ، البيئة ، الفلك ، المراقبة ، إدارة الكوارث ، التجسس العسكري وتحديد الأبعاد . أما في مجال الأرصاد والتنبؤات الجوية فتتجلى فائدتها في القدرة على رصد مساحات واسعة في أزمان دورية متتالية وسريعة قد تصل أحيانا إلى 15 دقيقة كما هو الحال في الجيل الثاني من الأقمار الصناعية الأوروبية لغايات الرصد الجوي MSG1 .
تعتمد آلية العمل في كل من القمر الصناعي والرادار على استقبال الإشعاع الكهرومغناطيسي القادم من جهة الجسم الراد استكشافه ( استشعاره ) وهذا الإشعاع قد يكون نتيجة إحدى حالتين :
1. إشعاع صادر عن الجسم نتيجة حرارته الداخلية حيث أن كل جسم له درجة حرارة أعلن من الصفر المطلق 0 كلفن ( 273 - سº ) حسب قانون ستيفن - بولتزمان (I= σ* T^4 ) يشع أشعة كهر ومغناطيسية ( كلما زادت حرارة الجسم كلما زاد تردد الإشعاع المنبعث ).
2. إشعاع منعكس عن الجسم وفي هذه الحال أما أن يكون مصدر الإشعاع الذي على سقط الجسم وانعكس عنه جسم آخر أو مجس أداة الاستشعار نفسها.
وبتحري خصائص الإشعاع المستلم في أداة الاستشعار يمكن معرفة الكثير عن خصائص الأهداف المستشعرة حيث أن الإشعاع سواء كان مشعا أصلا من الجسم أو منعكسا عنه فانه سوف يحمل الكثير عن خصائص الجسم المستشعر الفيزيائية والكيميائية وتركيبه الهندسي .
تتميز الرادارات عن الأقمار الصناعية بالية عمل المجسات الموجودة فيها حيث أن مجسات الرادارات هي من النوع الإيجابي (active sensors ). أي التي ترسل إشعاع كهر ومغناطيسي باتجاه الجسم الهدف ثم تلتقط الإشعاع المرتد عنه ويمكن أن تكون هذه الإشارة المرسلة نبضة مفردة واحدة أو نبضات مستمرة وفي هذه الحال يسمى الرادار بدوبلر رادار نسبة إلى العالم دوبلر الذي كان أول من لاحظ ظاهرة دوبلر ( وهي تغير تردد الذبذبات الصادرة عن الجسم المتحرك حسب حركته بالزيادة إذا كان مقتربا من المراقب أو بالنقصان إذا كان مبتعدا ) وفي الأرصاد الجوية يستخدم الرادار الجوي المستمر النبضات لتحديد مواقع الغيوم وكيفية حركتها .
أما في الأقمار الصناعية فان غالبية المجسات المستخدمة هي من النوع السلبي (passive sensors ) أي التي تستقبل الإشعاع المرسل من الجسم أصلا أو الإشعاع المنعكس من الجسم الهدف . ومن أوضح الأمثلة على الحالة الأخيرة هي صور الأقمار الصناعية الملتقطة للأرض من الفضاء في مجال الضوء المرئي حيث يعمل سطح الأرض بعكس الضوء المرئي القادم من الشمس باتجاه القمر الصناعي .
تقسم الأقمار الصناعية حسب نوع المدار الذي تسلكه إلى الأقسام التالية :
أقمار المدارية : ( Geo-Stationary Satellite )
وهي أقمار تدور مع الأرض دوران تزامني على ارتفاع 36000 كيلو متر مقابل أي نقطة على خط الاستواء وفي هذه الحالة لن تغطي هذه الأقمار سوى موقع واحد دائما . تتميز هذه الأقمار بقدرتها على تغطية الموقع المطلوب بفترات زمنية متقاربة جدا ( حوالي 48-96 مرة باليوم )فهي ممتازة لمراقبة الغيوم مثلا لان وضع الغيوم يتغير كل دقيقة وكذلك مراقبة حرائق الغابات ولكنها بنفس الوقت عاجزة عن تغطية الأقطاب بسبب تحدب سطح الأرض عندها .
أقمار القطبية : ( polar satellite )
وهي أقمار تدور حول الأرض باتجاه قريب من موازاة خطوط الطول أي من القطب إلى القطب وعلى ارتفاع 850 كيلومتر . تتميز بقدرة على تغطية كل الأرض وخاصة الأقطاب وبنفس درجة الوضوح ولكن معدل الانحلال الزمني متدنٍ فهي لا تستطيع تغطية نفس المكان إلا مرتين باليوم .وهي مناسبة مثلا لمراقبة مستوى الماء في بحيرة أو الغطاء النباتي لمكان ما .
ـ
الاستشعار عن بُعد
الاستشعار عن بعد: أنواعه، وتقنياته، وأجهزته
أولاً: تعريف الاستشعار عن بعد
هناك تعريفات عديدة للاستشعار عن بعد، وفيما يلي عرض لأهم أربعة من هذه
التعريفات:
1. يقصد بالاستشعار عن بعد مجموع العمليات، التي تسمح بالحصول على معلومات عن
شئ ما، دون أن يكون هناك اتصال مباشر بينه وبين جهاز التقاط هذه المعلومات.
2. الاستشعار عن بعد هو ذلك العلم، الذي يستخدم خواص الموجات الكهرومغناطيسية
المنعكسة، أو المنبعثة من الأشياء الأرضية، أو من الجو، أو من مياه البحر
والمحيطات في التعرف عليها.
3. يمكن النظر إلى الاستشعار عن بعد على أنه: مجموعة الوسائل، من طائرات، أو
أقمار صناعية، أو بالونات، وأجهزة التقاط البيانات، ومحطات الاستقبال،
ومجموعة برامج معالجة البيانات المستقبلة، التي تسمح بفهم المواد والظواهر من
طريق خواصها الطيفية.
4. الاستشعار عن بعد: هو علم يمكن من الحصول على بيانات الانعكاس والسلوك
الطيفي للأشياء، التي يمكن أن تتحول إلى معلومات من خلال عمليات المعالجة
والاستقراء.
إذن فعبارة "الاستشعار عن بعد" تستعمل لتعني مجموعة المعطيات، التي نحصل
عليها من مسافة معينة؛ ناتجة عن تفاعل طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي مع
المادة، أو المظهر الذي ندرسه، والمقيس بإحدى وسائل أجهزة الاستشعار عن بعد.
إن هذه التعريفات - وإن كانت شمولية - فإنها على درجة كبيرة من التعقيد
أحياناً، فما تتضمنه دراسة المواد والثروات الأرضية، التي ليست على بعد كبير
من الأجهزة، يجعل استعمال عبارة "عن بعد" موضعاً للتساؤل أحياناً. كما يعتقد
البعض أن الوسائط الأخرى المخالفة للطاقة الإشعاعية، كالصوت مثلاً، يجب أن
تكون مشمولة بهذه التعريفات.
أنواع الاستشعار عن بعد
يمكن تصنيف الاستشعار عن بعد طبقاً لنوع البيانات المستقبلة إلى:
1. الاستشعار عن بعد الإيجابي Active Remote Sensing: وتكون البيانات
المستقبلة فيه انعكاسات طيفية، حيث تقوم المنصات الحاملة لأجهزة الاستشعار
بإرسال الموجات الكهرومغناطيسية إلى الأهداف المراد دراستها، فترتطم بها،
وتنعكس لتستقبلها المستشعرات Sensors، التي تقوم بإرسالها إلى محطات
الاستقبال الأرضية Ground Reception Stations.
2. الاستشعار عن بعد السلبي Passive Remote Sensing: وتكون البيانات
المستقبلة فيه هي الانبعاث الطيفي من الأجسام، (اُنظر شكل التقاط الانبعاثات
الطيفية).
تقنيات الاستشعار عن بعد
تعتمد تقنيات الاستشعار عن بعد على حمل أنواع متعددة من المستشعرات Sensors،
لتسجيل الظواهر المراد دراستها وقياسها، بناء على مفهوم؛ أن كل جسم يشع ويعكس
مدى من الطاقة الكهرومغناطيسية، تكون غالباً في مجموعات متميزة، تسمى "بصمات
طيفية" Spectral Signature، توضح معلومات عن خاصية معينة للجسم.
وعموماً، فإنه يمكن للإشعاع أن يبث من خلال الجسم، أو يمتص بواسطة الجسم،
أو يشتت بواسطة الجسم، أو قد ينعكس الإشعاع، ويعني بذلك عودة الإشعاع دون
تغيير، أي يكون الجسم في هذه الحالة مثل المرآة.
ويحدد اختيار أحد هذه التفاعلات السابقة طول الموجة لكل مادة، التي تعتمد
أساساً على خصائص سطحها وجزيئات بنيتها، وهذه هي قواعد القياس بواسطة
الاستشعار عن بعد. وجدير بالذكر أن للغلاف الجوي للأرض بعض المميزات الخاصة
به، والمؤثرة في اختيار النطاقات الضوئية في الاستشعار.
وتختلف دقة كل جهاز استشعاري عن الآخر بدرجة التفريق [1]Resolution، التي
يحققها في رصد الأهداف، ويعتمد ذلك على خواص كل مادة بالنسبة لعكس الأشعة
الساقطة عليها، أو امتصاص هذه الأشعة، جزئيا أو كلياً.
آلية الاستشعار عن بعد
تتم آلية الاستشعار عن بعد على مراحل أربع:
1. جمع المعلومات بواسطة المستشعرات، وبثها إلى محطات الاستقبال الأرضية.
2. خضوع هذه المعلومات لمعالجة أولية وتصحيحات، ثم معالجة نهائية.
3. تفسير هذه المعطيات بعد تحويلها إلى صور.
4. استخدام الصور في رسم البيانات الدقيقة والخرائط، التي تخدم المجالات
المختلفة.
أجهزة الاستشعار عن بعد
أجهزة الاستشعار عن بعد أجهزة ميكانيكية أو إلكترونية، فيمكن أن تكون آلة
التصوير العادية أكثر الأشكال المألوفة لأجهزة الاستشعار عن بعد، إذ إنها مثل
العين تماماً، تستخدم الضوء المنعكس من الجسم، والمار خلال عدسات مختلفة، إلى
سطح حساس للضوء لتشكيل الصورة، وكما تستعمل آلة التصوير لتسجيل الأحداث، التي
نرغب في تذكرها، فإنه يمكننا استخدام آلة التصوير هذه للحصول على معلومات
مناسبة، لموضوع معين، نهتم بدراسته.
وبالرغم من أن بعض أجهزة الاستشعار عن بعد قادرة على إعطاء معلومات/بيانات
مستمرة في وقت تشغيلها نفسه، فإن أكثر أجهزة الاستشعار عن بعد تقوم بخزن
المعطيات، بشكل أو بآخر. وكذلك فإن كمية المعطيات القابلة للاستخدام في
الصورة الثابتة أكبر منها في اللقطات المتغيرة باستمرار، والمرئية على جهاز
عرض ما.
فأجهزة الاستشعار عن بعد إذن هي الأجهزة، التي تجمع المعطيات، بشكل قابل
للتخزين عادة من أجسام أو مشاهد معينة من مسافة ما منها، وبعض هذه الأجهزة،
كآلات التصوير، تستعمل طاقة الضوء المرئي[2]، بينما يستعمل بعضها الآخر
أنماطا أخرى من الطاقة، فهناك أجهزة استشعار عن بعد أقل شيوعاً من آلات
التصوير، كأجهزة الرادار وأجهزة التصوير بالأشعة السينية X- Rays.
فباستعمال الأشعة السينية مثلاً، يمكن أن تكون المسافة أكبر بقليل من سماكة
طبقة من الجلد أو النسيج، أما الاختلاف الأكثر أهمية فهو طبيعة الأشعة
المستعملة في كل نظام. فبالنسبة للرادار وللأشعة السينية يكون اختلاف طول
موجة الإشعاعات المستخدمة هو السبب الذي يعطي كلاً من النظامين ميزاته لمهمات
علمية معينة.
1. المنصات الحاملة لأجهزة الاستشعار عن بعد
الغرض الأساسي من المنصات، التي تحمل أجهزة الاستشعار عن بعد، هو وضع هذه
الأجهزة على ارتفاع معين من سطح الأرض. وتستخدم البالونات والطائرات في
الاستشعار الجوي للحصول على صور جوية ذات مقاييس كبيرة ومتوسطة، من 2000:1
حتى 8000:1، طبقاً لارتفاع البالون أو الطائرة، الذي يراوح بين 3000 و7000
متر، والبالونات قد تكون موجهة، أو غير موجهة، حيث يتوقف مسارها على الرياح.
والنوع الثالث من المنصات هو المركبات الفضائية، وهذا النوع من المنصات باهظ
التكاليف، ويتطلب تكنولوجيا رفيعة المستوى. وهذه المركبات نوعان: متحركة في
مساراتOrbits حول الكرة الأرضية، وثابتة Geostationary، وهي التي تتميز
بتواجدها الدائم، في موضع ثابت بالنسبة للأرض، وبذا توفر ملاحظة دائمة
ومستمرة لجزء ما من الكرة الأرضية.
2. ادوات التحسس
أجهزة التقاط البيانات هي التي تستقبل الأشعة المنبعثة والمنعكسة، على أطوال
موجية معينة، ثم تحولها إلى أشعة، ترسل إلى محطات استقبال أرضية. وتنقسم
أجهزة التقاط بيانات الاستشعار عن بعد إلى الأنواع الرئيسية الآتية:
أ. أجهزة التصوير، (اُنظر شكل أسلوب التصوير الضوئي)
ب. الرادار، وهو جهاز التقاط الاستشعار الموجب، حيث يتولى بث الأشعة،
والتقاطها، وإرسالها إلى محطات الاستقبال الأرضية.
ج. وعادة ما تزود الأقمار بتلسكوبات ضخمة، تزيد من دقة التقاط الأشعة.
والأقمار الفرنسية "سبوت" SPOT مزودة باثنين من هذه التلسكوبات، التي يزن كل
منها 250 كجم، ويبلغ طوله مترين ونصف المتر، وبعد التقاط الصور بواسطة النظام
البصري، يسقط الضوء على أجهزة الإحساس الضوئية، التي يتكون كل منها من 1000
خلية، تحول الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية.
3. الأجهزة المستخدمة في دراسة البحار والمحيطات
وبعض أجهزة الاستشعار التي تحملها الأقمار الصناعية سلبية، مثل أجهزة قياس
الإشعاع "الراديوميتر" Radiometer، وتتولى الكشف عن انبعاث الأشعة الطبيعية
من البحر، أو ما يعكسه البحر من ضوء الشمس.
وهناك أجهزة استشعار أخرى إيجابية، تبعث موجاتها الرادارية خلال فتحة رادار
اصطناعية Synthetic Aperature Radar: SAR، فتتولد صورة يوافق بريقها كمية
الطاقة المنعكسة من سطح البحر في شكل موجات دقيقة. ويتحكم في توليد الصورة
أحوال سطح البحر، ومدى اضطرابه، والحركة بوجه عام. والصور، التي يحصل عليها
بالرادار، يمكنها أن تكشف التفاصيل عن بعض الخصائص، مثل الحركات النموذجية
الداخلية، أو طبوغرافيا القاع، إلى عمق عدة أمتار.
هناك العديد من الطرق، التي تستخدم فى الاستشعار عن بعد :
(1) التصوير الجوي: ويستخدم لدراسة تلوث مياه البحار والمحيطات، وتحديد مواقع
بقع فضلات الزيت الملقاة من السفن عابرة البحار والمحيطات، ورسم حدود الشواطئ
للبحار والمحيطات، وتحديد أشكالها.
(2) التصوير في مجالات ضوئية متعددة: ويستخدم في تحديد مواقع النباتات
المائية وتوزيعها، ورسم الخرائط لأعماق المياه، ودراسة التيارات الحرارية
وحركة المياه المصاحبة لها، وتحديد مواقع المخلفات الصناعية، وانتشارها على
امتداد الشواطئ، ودراسة توزيع المواد العالقة بالمياه والمواد المترسبة في
البحيرات، ودراسة توزيع الكلوروفيل ومناطق تركيزه.
(3) المسح الحراري: ويستخدم في التعرف على نظم التيارات الحرارية وانتشارها
في الماء، وفي دراسة نوعية المياه وخصائصها الطبيعية، وتحديد أماكن بقع
الزيوت الطافية على سطح الماء.
(4) المسح الراداري: ويستخدم في قياس الخصائص السطحية لمياه البحار
والمحيطات، ودراسة أحوال الأمواج البحرية، وتحديد أماكن بقع الزيت ومناطق
تعكر المياه، والمواد العالقة قرب السطح، ودراسة بعض الخواص الطبيعية للمياه
ونوعيتها.
تحمل الأقمار الصناعية المخصصة لدراسة البحار والمحيطات أجهزة علمية لقياس
ورصد وتصوير العناصر التالية:
(1) سرعة الرياح.
(3) رسم التضاريس السطحية للمحيط.
(3) قياس درجة حرارة السطح.
(4) قياس الموجات السطحية والعميقة للمحيط.
(5) تحديد التيارات الرئيسية في المحيط.
(6) رصد الدوامات المحيطية.
(7) رصد وقياس حركة الثلج.
(8) رصد ومتابعة البقع الزيتية.
(9) رصد ومتابعة الثروة السمكية والحياة البحرية.
4. أجهزة تحليل البيانات ومعالجتها
وتتكون أجهزة تحليل ومعالجة البيانات من:
أ. حاسب آلي ذى ذاكرة كبيرة، لدرجة تمكنه من تخزين أكثر من صورة ودراستها.
وعند معالجة البيانات الرقمية للصور الفضائية، يمكن الاستعانة بأي من مستويات
نظم الحاسب الآلي التالية:
(1) الحاسب الشخصي Personal Computer
(2) محطة العمل Work Station
(3) الشبكة الرئيسية Main Frame
وتختلف هذه المستويات أساساً في عدد التعليمات أو الأوامر، التي تقوم
بمعالجتها في الثانية الواحدة، ويتيح كل من محطة العمل والشبكة الرئيسية
عدداً من الشاشات ولوحة المفاتيح، مما يسمح لأكثر من شخص بالعمل في الوقت
نفسه.
ب. الناسخة الكبيرة Plotter، وهي تستخدم لطبع الخرائط الناتجة من تقسيم
البيانات الرقمية، التي تعرف بخرائط الانبعاث الطيفي المتعدد، المرسومة
بالحاسب، (اُنظر صورة الانبعاثات الطيفية).
ج. الناسخة الصغيرة، وهي مخصصة لطبع الأرقام، أو أي إحصائيات تجري على
البيانات الرقمية، وكذلك تستخدم لطبع خرائط على ورق.
د. جهاز دراسة البيانات الرقمية وتحليلها، التي تحمل على أقراص، وهي تعمل
مستقلة عن الحاسب الآلي.
5. الأجهزة المعاونة في فهم السلوك الطيفي
وهذه الأجهزة تساعد على فهم السلوك الطيفي للمواد والأشياء، وتشمل هذه
الأجهزة ما يلي:
أ. جهاز قياس الانعكاسات أو الانبعاثات، ويعرف بالراديومتر Radiometer.
وأجهزة الراديومتر من حيث طريقة وضعها على الأرض نوعان، أحدهما يثبت على
الأرض بواسطة حامل أحادي الأرجل، أو ثلاثي الأرجل، على ارتفاع حوالي 1.5 متر
عن سطح الأرض، والنوع الآخر من هذه الأجهزة يمكن حمله باليد.
وفي كلا النوعين يتم التقاط بيانات الانعكاس من مساحة أرضية تتراوح من 1 إلى
1.5 متر مربع، طبقاً لمدى ارتفاع القياس. وعند إجراء أي قياسات راديومترية
ينبغي الأخذ في الحسبان تاريخ إجراء الدراسة، ساعة أو زمن التقاط البيانات،
والظروف المناخية، وكذا زاوية أخذ بيانات الانعكاس أو التقاطها، وضرورة إجراء
معايرة للجهاز Calibration قبل استخدامه.
ب. جهاز فحص الأشعة المجسمة تحت الحمراء سبكترومتر Spectrometer والفكرة
الأساسية في هذا الجهاز هي وجود مصدر ضوئي يصدر أشعة ضوئية على العينة المراد
قياس انعكاساتها.
ج. جهاز إسبكترومتر الأشعة تحت الحمراء Infrared Intelligent Spectrometer
(IRIS): ويعمل هذا الجهاز على رسم منحنى الانبعاث الطيفي خلال المدى الطيفي
من 300 إلى 3000 نانومتر[3]، وكذلك تسجيل البيانات الرقمية لهذا المنحنى بصفة
مستمرة، كما يمكن استخدامه في الدراسات الحقلية والمعملية معاً، وبهذا فانه
يجمع بين خصائص جهاز الراديومتر، من حيث الاستخدام الحقلي، وخصائص جهاز
الإسبكترومتر من حيث القياس المستمر للانبعاثات خلال إجمالي المدى الطيفي.
6. أجهزة تحديد الموقع GPS
وتستخدم هذه الأجهزة في تحديد الإحداثيات لمناطق الفحص والدراسة الميدانية،
التي حُددت بناء على دراسة الصور ومعالجتها. ومن هذه الأجهزة جهاز تحديد
الموقع كونيا Global Positioning System: GPS، الذي يتصل بعدد حوالي 12 قمراً
صناعياً، خاصة بتحديد الإحداثيات. وتتحقق القراءة الصحيحة بتوفر الاتصال بين
الجهاز وأربعة أقمار صناعية على الأقل، وتختلف دقة الجهاز باختلاف نوعه.
والجدير بالذكر أنه عند التعامل مع الاستشعار عن بعد؛ فإن خط الصفر
للإحداثيات الطولية هو خط جرينتش، وأما خط الصفر للإحداثيات العرضية فهو خط
الاستواء، ووحدة قياس المسافة هي المتر.
سادساً: الاستشعار عن بعد باستخدام الموجات المتناهية القصر
تعتمد فكرة الاستشعار عن بعد باستخدام الموجات المتناهية القصر Microwaves،
أو ما يسمى "الاستشعار الراداري"، على إرسال موجات كهرومغناطيسية في نطاقات
معينة، (اُنظر جدول نطاق الترددات الرادارية)، إلى الهدف المراد دراسته، ثم
استقبال الموجات المنعكسة منه.
ونتيجة دور الرادار في إرسال هذه الموجات وعدم اعتماده على انبعاثات
كهرومغناطيسية ذاتية من الجسم، كما هو الحال في الاستشعار السالب، فيعرف هذا
النوع باسم "الاستشعار الموجب".
والرادار يلتقط الصور الجانبية، أو القطاعية. فالجهاز ذو النافذة التخليقية
"سار" Synthetic Aperture Radar: SAR، (اُنظر صورة هوائي الرادار سار)، يرسل
نبضات تجاه المنطقة المستهدفة، تم يتلقى الطاقة المنعكسة. ويعكس السطح الخشن
طاقة إشعاعية أكثر من السطوح الناعمة، فسطوح الجبال، وتدفق الصخور المصهورة،
على سبيل المثال، تبدو مصادر لامعة في صور الرادار.
وبقياس الزمن الذي تستغرقه الإشارات لقطع المسافة من الرادار إلى الهدف
والعودة، يمكن قياس الارتفاعات النسبية للتضاريس المختلفة. وتسجل الإشارات
الرادارية المنعكسة على فيلم بأسلوب هولوغرافي[4] Holographic، يتم بعدها
تحويلها باستخدام أشعة الليزر إلى صور تعطي إحساساً بالتجسيم، أي التصوير
ثلاثي الأبعاد، (اُنظر صورة نموذج ثلاثي الأبعاد لسفينة).
1. رادار القمر "سيسات"
أول رادار تصويري مدني، وضع في مدار حول الأرض، كان على متن قمر صناعي
للمحيطات سمي "سيسات " Seasat، أطلق عام 1978م. وعلى الرغم من أنه قد عمل
لمدة تقل عن أربعة شهور بسبب خلل أصابه، فقد أكد المسح، الذي أجراه، أن لسطح
المحيط خطوطاً محددة تماماً، كالأرض، وهناك مناطق تعلو مناطق أخرى، بما يزيد
على 250 متراً.
وهذه الارتفاعات والانخفاضات نتيجة للفروق في الجاذبية الناتجة عن التوزيع
غير المتساوي لكتلة الأرض داخلها. ولدى تلقى هذه المعلومات من القمر "سيسات"،
رسم علماء مختبر الدفع النفاث، بمعهد التكنولوجيا في "باسادين" بكاليفورنيا،
صورة لقيعان البحار في العالم، من المنتظر أن تستخدم دليلاً لاكتشافات
مستقبلية، وأن تثير تفكيراً جديداً حول جيولوجية هذا الكوكب.
2. النظام الراداري للمكوك "كولومبيا"
كان مكوك الفضاء "كولومبيا" قد حمل في رحلته الثانية في نوفمبر 1981م، نظاماً
رادارياً مصمماً لمسح الأرض. وقد تم تركيب الصور الناتجة فوق صور "لاندسات"؛
لتركيز الأضواء على الطبيعة المتكاملة للتقنيات، من خلال مزج صور الرادار
الشديدة الوضوح لسطح الأرض، والرؤية المتعددة الأطياف لكيمياء السطوح، التي
يقدمها "لاندسات"، كما هو الحال في أنواع الصخور والغطاء الخضري. وبدت الصور
المركبة الناتجة، التي تعطي ألواناً غير حقيقية، مذهلة بقدر ما تحتوي من
معلومات.
ولكن أكثر الاكتشافات، التي نتجت من التحليل، هي مشاهدات الرادار الفضائي،
تحت رمال الصحاري. ففي المناطق المتناهية الجفاف، تبين أن إشارات الرادار قد
اخترقت مترين أو ثلاثة أمتار من الرمال، وفي بعض الحالات خمسة أمتار تقريباً،
وكثيراً ما اصطدمت بالقاعدة الصخرية.
وعندما عبر القمر سماء السودان وجنوب مصر، التقط الرادار صوراً، كشفت عن آثار
مدفونة لأنهار؛ كانت ذات يوم تتدفق هناك، وحفرت لنفسها أودية، بلغ عرضها عرض
النيل الحالي.
وعقبها حفر الجيولوجيون الثقوب في الصحراء، وأكدوا وجود شبكة من أحواض الصرف
القديمة، ووجدوا مواقع مدفونة لمستوطنات بشرية عندما كانت الصحراء أقل
جفافاً. وبالإبلاغ عن هذه الاكتشافات استنتج الخبراء أن إمكانات وجود المياه
الجوفية القريبة من السطح، كافية لإثارة الاهتمام في صفوف العلماء، الذين
يملكون الآن وسيلة لاستكشاف الصحارى على هذا الكوكب.
3. القمر الراداري "رادار-1"
القمر الصناعي الراداري الأمريكي " رادار-1" Radar-1، هو القمر الأول الذي
يطلق للاستخدامات العسكرية والمدنية في الوقت نفسه. وسيؤمن صوراً رادارية،
لها درجة وضوح، تصل دقتها إلى متر واحد.
ويعتمد هذا القمر على تقنية الرادار ذي النافذة التخليقية "سار" Synthetic
Aperture Radar (SAR)، الذي يسمح بالتقاط الصور، أثناء النهار أو الليل، وفي
كل الظروف المناخية، على عكس الصور البصرية في الأقمار الصناعية التصويرية
التقليدية، (اُنظر صورة جوية بالرادار السار).
وتعود موافقة الدوائر العسكرية الأمريكية، على منح الترخيص، بإطلاق قمر صناعي
راداري مدني، إلى الرغبة في توفير أموال ميزانية وزارة الدفاع، مع التطلع إلى
الاستفادة من التطورات التكنولوجية، التي تتحقق في القطاع الخاص. بيد أن
القمر الصناعي الراداري "رادار - 1" يخضع لرقابة الدولة، إذ إنه ينبغي على
الشركة المستثمرة الحصول على إذن خاص من الحكومة الأمريكية، قبل بيع أي صورة
رادارية، بدرجة وضوح تصل إلى خمسة أمتار أو أقل، إلى عميل مدني.
وأهم مميزات استخدام الرادار في الاستشعار عن بعد هي:
أ. مرونة بيانات الرادار
صممت أجهزة الرادار المستخدمة في أغراض الاستشعار عن بعد بحيث يمكن التحكم في
ميل الحزمة الرادارية على المحور العمودي على مستوى الأرض، بحيث تراوح هذه
الزاوية بين صفر و60 درجة. وقد أدى ذلك إلى إمكانية المتابعة اليومية للظواهر
الطبيعية، وعرفت هذه الميزة بالتعدد الزمني للتغطية، أو المتابعة لظاهرة ما،
في أوقات نشاط تغييرات عالية، من خلال دراسات اكتشاف التغييرات.
والمساحة التي يغطيها المنظر الراداري تتراوح بين 50 × 50 كم، في حالة حزمة
الأشعة الدقيقة، و500×500كم، عند استخدام الحزمة الرادارية للرادار ذى
النافذة التخليقية Synthetic Aperture Radar: (SAR). وتراوح درجة التفريق بين
8 م و100م.
وبطبيعة الحال ساعد ذلك على اتساع مجالات تطبيقات البيانات الرادارية وتعددها
في اكتشاف البترول، والغاز والمعادن، وتقدير التأثيرات البيئية، وإظهار
الكوارث الطبيعية ومتابعتها، وإظهار المحاصيل ومتابعتها، وعمل الخرائط
الأرضية، وإدارة السواحل، وإظهار استخدامات الأراضي ومتابعتها.
ب. قدرة الرادار على اختراق السحب
يتميز الاستشعار الراداري بالقدرة على اختراق السحب، والضباب، والأمطار،
والأتربة، والظلام. وهذا يؤدي إلى الالتقاط المستمر للصور الرادارية بالنهار
والليل، على حد السواء، وتزداد أهمية هذه القدرة الاختراقية بالمناطق
الاستوائية، والساحلية، والقطبية. وهذا الأمر لا يتوافر بالنسبة لأقمار
الاستشعار الفضائي السالب.
ج. استمرار الحصول على البيانات الرادارية، والمتابعة شبه اللحظية للظواهر
الديناميكية
وتكرار مرور القمر الصناعي، الحامل لأجهزة الرادار، فوق موقع ما بالكرة
الأرضية، يفيد في الحصول على عدة صور كل يوم؛ ما يتيح المتابعة، شبه اللحظية.
وفي الظروف العادية تختلف فترة ما بين الزيارات الرادارية باختلاف نوع الحزمة
الرادارية، وبالتالي تختلف درجة التفريق، أيضاً.
وتتوقف الفترة بين الزيارات المتكررة للموضع نفسه، بالإضافة إلى نوع الحزمة
الرادارية، على خطوط العرض والطول لهذا الموقع، حيث تزداد هذه الفترة في
اتجاه خط الاستواء، وتقل الفترة الزمنية عند خطوط العرض الأخرى لقصر المسافة
بينها، وبالتالي يزداد عدد المسارات الممكن تكرارها يومياً.
د. إمكانية رؤية الموقع نفسه من اتجاهين مختلفين
يتيح الرادار الإمكانية لرؤية نفس الموقع من اتجاهين مختلفين، وبالتالي
الحصول على صورتين لمنطقة ما، من اتجاهين متقابلين، الأمر الذي يساعد على
الحصول على أكبر قدر من المعلومات.
هـ. القدرة الاندماجية للبيانات الرادارية مع بيانات أخرى
وهذه القدرة تظهر مزيداً من المعلومات الأرضية، فعند دمج البيانات الرادارية
بالقياسات الجيوفيزيائية[5] Geophysical Measurements تتوافر معلومات عن سطح
الأرض، وما تحت سطح الأرض.
و. تعدد درجة التفريق
أدى تعدد درجة التفريق للبيانات الرادارية، واختلافها من 8 متر إلى 100 متر،
إلى تعدد مقياس رسم الخرائط الناتجة بما يتناسب مع الغرض من الدراسة. فعلى
سبيل المثال، يمكن استخدام بيانات الحزمة الرادارية الدقيقة أو القياسية لعمل
الخرائط التفصيلية، بينما تستعمل بيانات الحزمة الرادارية (SAR) لإعداد خرائط
على مستوى المناطق Regional Mapping.
[1] درجة التفريق Resolution تعبر عن مدى ضيق المساحة الأرضية للنقطة
الأساسية Pixel للصورة أو اتساعها، وتمثل هذه النقطة أصغر مساحة أرضية، والتي
تختلف من قمر لآخر، يتم تجميع بيانات عنها.
[2] ينقسم الطيف الضوئي إلى ثلاثة أقسام رئيسية حسب الطول الموجى كالآتي: أ.
من 0.01 : 0.35 ميكرون أشعة فوق البنفسجية، غير مرئية. ب. من 0.35 : 0.77
ميكرون أشعة الضوء المرئي. ج. من 0.77 ميكرون وحتى 1 مم، الأشعة تحت
الحمراء، غير مرئية. وينقسم الضوء - حسب الطول الموجي- إلى الألوان التالية
بالترتيب: بنفسجي، سماوي، أزرق، أخضر، أصفر، برتقالي، أحمر.
[3] النانو = جزء من البليون.
[4] الهولوجرام hologram ببساطة هي عملية تحويل صورة الجسم المطلوب تسجيل
صورته إلى معلومات مشفرة على لوح حساس، بحيث لا تظهر الصورة بالعين المجردة
إطلاقا، ولكن يمكن استرجاع الصورة ورؤيتها مجسمة، إذا تم تعريض الفيلم لضوء
أشعة الليزر.
[5] القياسات الجيوفيزيائية هي القياسات التي تتعلق بطبيعة الأرض.
وتقبلو تحياتي
تعليق