تصویر برداری ماهواره ای

ماهواره ها وسائلی هستند که توسط بشر به فضا فرستده می شوند و در مدار زمین قرار گرفته تاثیرات عمیقی بر زندگی و تکنولوژی مادارند ازجمله کاربردهای ماهواره گرفتن عکس(تصویر) از سطح زمین می باشد. ماهواره های تصویربردارچشم انسان درفضا می باشند.تصویر برداری ماهواره ای کاربرد بسیار عظیمی درزندگی و تمدن ما دارد(هواشناسی،محیط زیست،نقشه برداری…امور نظامی و دفاعی)در این مقاله درمورد تصویر برداری ماهواره ای به طور کامل توضیح می دهیم ولی قبل ازآن خلاصه ای ازمقالاتی که در فصل گرانش(۱) درموردگرانش گفته شد و همچنین آنچه تاکنون در مورد ماهواره گفته شد می پردازیم.

۱- مختصری از گرانش

قبل از توضیح در موردحرکات مداری بهتر است در مورد گرانش و قانون جاذبه عمومی توضیحات مختصری بدهیم برای توضیحات کاملتر به لینک مقاله هائی که گذاشتیم(با رنگ آبی)مراجعه کنید.بخصوص مقاله “ قانون جاذبه عمومی نیوتن“ را حتما مطالعه کنید.در ادامه توضیح بسیار کوتاهی از مهمترین مقاله های فصل گرانش که خواندن آن را توصیه می کنیم می دهیم و برای مطالعه کامل مقاله های فصل اول گرانش به “ جمع بندی مقاله های فصل هفتم – گرانش(۱) “ مراجعه کنید.برای مطالعه در مورد مقاله های فصل دوم و سوم  “جمع بندی مقاله های فصل هشتم – گرانش(۲) “ و “جمع بندی مقاله های فصل مهم -گرانش(۳)  ”مراجعه کنید .

۱) تاریخچه گرانش قبل از نیوتن

از دوران باستان برای بشر همواره سوال بود که چرا همه اشیا روی زمین سقوط می کنند ولی ماه و خورشید و ستارگان روی زمین سقوط نمی کنند؟ همچنین حرگت هماهنگ همه ستارگان از شرق به غرب برای آنها یک معما بود . براین اساس بطلمیوس دانشمندیونانی (۹۰–۱۶۸ میلادی) نجوم بطلمیوسی را پایه گذاری کرد که بر اساس آن تمام ستارگان به کره ای به نام کره آسمان چسبیده اندو این کره (که مرکز آن زمین است)گرد زمین می چرخد. ۱۵۰۰سال طول کشیدتا کپرنیک منجم لهستانی(۱۴۷۳تا ۱۵۴۳) توانست بطلان آن را نشان دهد که کره آسمان وجود ندارد و طلوع و غروب و حرکت اجرام آسمانی نتیجه چرخش زمین است و همه سیارات  ازجمله زمین به دورخورشید می چرخند. برای مطالعه کامل به مقاله “تاریخچه گرانش “مراجعه کنید .

۲) زندگینامه نیوتن

سِر ایزاک نیوتن در ۲۵دسامبر۱۶۴۲ انگلیس بدنیا آمد.در ۱۸سالگی یعنی در سال۱۶۶۱وارد کالج ترینیتی شد و مراحل ترقی را یکی پس ازدیگری طی کرد.نیوتن نتیجه کشفیات خودش را (در مورد قوانین حرکت و قانون جاذبه عمومی)در سال۱۶۸۷در کتابی به نام “ اصول ریاضی فلسفه طبیعت “منتشر کرد و نام خود را جاودانه کرد . برای توضیح کامل زندگینامه نیوتن به مقاله “ زندگینامه نیوتن “ مراجعه کنید . 

۳) نیوتن و گرانش

در مقاله “نیوتن و گرانش“داستان کشف و فرمول بندی نیروی گرانش جهانی را توسط نیوتن شرح می دهیم.  از داستان اقتادن سیب شروع کرده تا مقایسه نیروی جاذبه زمین در مدار ماه و…همچنین داستان چرخش سطل های آب و…که منجر به کشف گرانش شد.

۴) قانون جاذبه عمومی نیوتن

در مقاله “قانون جاذبه عمومی نیوتن“ ابتدا فرمول قانون گرانش جهانی را شرح داده و بسیاری از پدیده های مربوط به آن را توضیح داده و بعد از محاسبه ثابت گرانش جرم زمین و خورشید را محاسبه می کنیم .

۲- مختصری از ماهواره

یکی از بزرگترین اکتشافات بشر در عرصه علم و تکنولوژی ماهواره می باشد.ماهواره ها انقلابی بزرگ در عرصه های مختلف دانش و تکنولوژی ایجاد کرده اندو مسیرتحولات و پیشرفت تمدن ما را سرعت بخشیدند. از این رو ما در مقاله های نجومی یک فصل را به ماهواره اختصاص داده و سعی کردیم همه مطالب مرتبط با ماهواره را در این فصل بگنجانیم . مقاله حاضر پنجمین مقاله از این فصل است در این بخش فقط به معرفی مقاله های فصل ماهواره می پردازیم .

۱) مکانیک مداری و قوانین کپلر (۱)

مکانیک مداری یا اخترپویاشناسی( astrodynamics) شاخه‌ای از علم مکانیک است که به حرکت اجرام آسمانی (کهکشان ها تا ستارگان و سیارات و قمرها و…) و مدارهائی که بر اثر گرانش متقابل یکدیگر تشکیل می دهند می پردازد . حرکت اجرام سماوی بر اساس قانون جاذبه عمومی نیوتن و همچنین قوانین کپلر (که بر گرفته از همان قانون گرانش جهانی است ) می باشد. بنابراین توصیه می کنیم قبل از شروع بحث ماهواره دو مقاله در مورد مکانیک مداری را حتما مطالعه کنید .
در مقاله “مکانیک مداری و قوانین کپلر (۱) “در مورد مکانیک مداری و قوانین کپلر توضیح داده و قوانین کپلر را ثابت کردیم .
در مقاله “مکانیک مداری و قوانین کپلر (۲) “در مورد کاربرد قوانین کپلر(بخصوص قانون سوم کپلر)و انواع مدارهای کپلری توضیح می دهیم ..

۲) ماهواره

امروزه همه ما به اهمیت ماهواره و نقش آن در تکنولوژی و تمدن کنونی ما وخدماتی که این ابزارها به طور مستقیم و غیر مستقیم به ما ارائه می دهند واقف هستیم .در مقاله ماهواره ابتدا توضیح کوتاهی در مورد تعریف ماهواره داده (هر دستگاهی که توسط بشر ساخته شده و به فضا فرستاده شود و در مداری به دور زمین و بچرخد ماهواره نامیده می شود.) و بعد در مورد ماهواره ، تاریخچه ماهواره ، کشورهای دارای فناوری ماهواره و … به تفصیل توضیح خواهیم داد.برای مطالعه به مقاله “ ماهواره “ مراجعه کنید .

۴) تقسیم بندی ماهواره ها

ماهواره ها را به روش های مختلف طبقه بندی می کنند( این طبقه بندی ها به این صورت است : طبقه بندی ماهواره ها بر حسب وظیفه ، طبقه بندی بر حسب نوع و ارتفاع مدار و … طبقه بندی بر اساس جرم و اندازه ماهواره ) مقاله “ انواع ماهواره “ به این طبقه بندی ها خواهیم پرداخت .

۵) مدارهای ماهواره ای

در مقاله “ مدارهای ماهواره ای “در مورد : چگونگی قرار دادن ماهواره در مدار ، نیروی پیشران ماهواره ها  ،قوانین حاکم بر حرکت ماهواره ها ، انواع مدارهای ماهواره ،در مورد نوع و ارتفاع مدارها توضیح می دهیم .

۶) اجزاء ماهواره

یک ماهواره از قسمت های زیادی ساخته شده است . بعضی از این قسمت ها مربوط به همه ماهواره ها می شود و بعضی دیگرفقط به ماهواره های خاص که وظیفه مخصوصی را انجام می دهند تعلق دارد.در مقاله “ اجزاء ماهواره “ به صورت ساده و مختصر به بررسی و توضیح قسمت هائی از ماهواره پرداختیم که در بیشتر  ماهواره ها به کار می رود این قسمت ها را “ اجزاء پشتیبان ماهواره “ می نامند .

۳- سنجش از دور

سنجش در لغت به معنی آزمودن می باشد و سنجش از دور به معنی آزمودن از راه دور می باشد. این واژه یک اصطلاح است که به طور ساده به روش هائی اشاره دارد که بدون حضور فیزیکی انسان در محل بتوان در مورد اشیا و عوارض روی زمین اطلاعات جمع آوری کرد این اطلاعات در بسیاری از علوم و فنون مورد استفاده قرار می گیرد . در این بخش در مورد سنجش از دور و روش های به کار رفته و کاربرد آن توضیح کوتاهی می دهیم .
نکته : اصطلاح دیده بانی زمین به ماهواره هائی می گویند که برای مشاهده کره زمین از مدارهای بیرون آن طراحی شده اند(در طیف مرئی و طیف های دیگر ) ولی کاربرد غیر نظامی دارند . در عوض ماهواره های شناسائی به ماهواره های سنجش ازدوری می گویند که کاربرد نظامی و جاسوسی دارند . 

۱) سنجش از دور Remote sensing

سنجش از دور دانش و فن جمع‌آوری اطلاعات از اشیای روی سطح زمین، بدون حضور فیزیکی در محل است. این اطلاعات نه تنها شامل عکس و فیلم و… از سطح زمین و عوارض روی آن (کوه ، تپه ، دشت ، جنگل و…) می شود بلکه شامل جمع آوری و ثبت هرنوع انرژی بازتابی از سطح زمین و جو پیرامون آن نیز می باشد این پرتوهای بازتابی که شامل اطلاعات اساسی ازسطح زمین هستند انوع طیف الکترومغناطیس ( نورمرئی ،مادون قرمز،امواج رادیوئی و…)را در بر می گیرند .

۲) روش های مختلف سنجش از دور

اشعه های بازتابیده از سطح زمین که شامل اطلاعات گرانبهائی از سطح زمین و عوارض آن می باشد با روش ها و توسط وسائل مختلفی اندازه گیری و ثبت می شود که عمده ترین آن توسط هواپیما و ماهواره می باشد در صورتی که هدف تنها تصویر برداری با هواپیما و ماهواره باشد به این عمل تصویر برداری هوائی و یا تصویر برداری ماهواره ای گفته می شود لازم به ذکر است که تصوبر برداری (گرفتن عکس و فیلم) تنها یکی از اهداف سنجش از دور به حساب می آید ثبت و اندازه گیری اشعه مادون قرمز ، اندازه گیری میدان مغناطیسی و … هم در گروه سنجش از دور طبقه بندی می شوند .  

۳) کاربرد سنجش از دور

سنجش از دور، دانش بسیار گسترده‌ای است که در علوم و تکنولوژی مختلف تاثیر بسزائی داشته و دارد سنجش از دور در زمینه های مختلفی از جمله جغرافیا ، نقشه برداری زمین و بیشتر رشته های علوم زمین(به عنوان مثال ، هیدرولوژی ، محیط زیست ، هواشناسی ، اقیانوس شناسی ، یخبندان ، زمین شناسی) مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین دارای کاربردهای نظامی ، اطلاعاتی ، تجاری ، اقتصادی ، برنامه ریزی و بشر دوستانه است.

۴) تاریخچه سنجش از دور

بدست آوردن اطلاعات از سطح زمین همواره مورد علاقه دانشمندان و متخصصان و کارشناسان نظامی و… بوده است ولی تاریخچه رسمی دانش سنجش ازدور به حدود یک قرن پیش می رسد در ابتدا دوربین هائی را روی بالن ها کار گذاشته و بالن ها را که باطناب بسته بودند پائین کشیده و به عکس ها دسترسی پیدا می کردند . (این عکس ها ابتدا در جنگ های داخلی آمریکا به کار رفت) بعدها با اختراع هواپیما عکسبرداری هوائی(بیشتر به منظور بررسی نقل و انتقالات دشمن در جنگ های جهانی)توسط هواپیماهای سرنشین دار انجام شد و در ابتدای صنعت ماهواره مهمترین هدف از ساخت و در مدار قرار دادن ماهواره ها جاسوسی و عکسبرداری هوائی بود و بعدا تصویر برداری ماهواره ای مورد استفاده همه علوم قرار گرفت .
ولی واژه سنجش از دور(که شامل جمع آوری همه نوع اطلاعات بدون تماس فیزیکی می شود) برای اولین بار خانم اولن پرویت (Evelyn Priutt)، دانشمند شاغل در دفتر تحقیقات دریایی در اواخر دهه ۱۹۵۰ابداع کرد.

۴- تصویر برداری ماهواره ای

یکی از مهمترین کاربردهای یک ماهواره تصویر برداری و فیلمبرداری از سطح زمین می باشد . تصویر برداری ماهواره ای مزایای زیادی داشته و کاربردهای مختلفی در شاخه های مختلف علم و تکنولوژی و… همچنین امور نظامی و امنیتی دارد . در این بخش در مورد تصویر برداری ماهواره ای و اهمیت آن توضیح می دهیم . همچنین پاسخ تعداد زیادی ازسوالات را در این رابطه خواهیم داد.و در بخش های بعدی به جزئیات آن خواهیم پرداخت.

۱) تصویر برداری ماهواره ای Satellite imagery

به عمل گرفتن عکس و تصویر از سطح زمین(و یا سیارات دیگر)به وسیله ماهواره تصویر برداری ماهواره ای می گویند. تصاویر ماهواره ای (همچنین تصاویر رصدی زمین ، عکسبرداری فضایی یا به سادگی عکس ماهواره ای) تصاویری از زمین هستند که توسط ماهواره های تصویربرداری اداره می شوند و توسط دولت ها و مشاغل مختلف در سراسرجهان اداره می شوند.که در ادامه توضیح خواهیم داد .

۲) فرق تصویر برداری ماهواره ای با عکسبرداری هوائی

عکس‌برداری هوایی (Aerial photography) به تکنیک برداشت عکس از سطح زمین از نقاط مرتفع گفته می‌شود. که غالبا توسط هواپیما گرفته می شود( البته توسط بالن ها هم می شود عکسبرداری کرد) و مانند تصویر برداری ماهواره ای کاربرد بسیاری در علوم و فنون و تکنولوژی دارد مهمترین تفاوت عکسبرداری ماهواره ای با عکسبرداری هوائی در این است که به کمک ماهواره که با سرعت خیلی زیاد در ارتفاع بسیار بیشتر از هواپیما دور زمین می چرخد از مناطق بسیار وسیع (تقریبا از تمام سطح زمین)می شود عکس و فیلم تهیه کرد ولی در عکسبرداری هوائی از مناطق بسیار کوچکتر و محدودتر می توان عکس و فیلم گرفت در عوض در عکسبرداری هوائی نظر به این که بسیار نزدیکتر از ماهواره به سطح زمین قرار دارد کیفیت عکس ها بالاتر بوده و جزئیات بسیار بیشتری را آشکار می کند . (شکل های شماره ۱و ۲ )همچنین باید توجه کرد که ماهواره به خاطر سرعت بسیار بالاتری که نسبت به هواپیما دارد همچنین گردش مداوم آن به دور زمین که سوخت و استهلاک چندانی (در مقابل هواپیما ) ندارد و همچنین دید بسیار گسترده تر از هواپیما هم دارد تعداد بسیار زیادتری تصویر ارائه می دهد هم تهیه این تصویرها هزینه بسیار کمتری دارد . امروزه با پیشرفت دوربین های عکسبرداری ماهواره ها و قدرت زوم آنها کیفیت تصاویر ماهواره ای به تصاویر هوائی نزدیکتر می شود ولی هر کدام از روش های تصویر برداری هوائی و ماهواره ای کاربردهای خودشان را دارند . 

شکل شماره ۱ – تصویر هوائی از شهر خوانسار

شکل شماره ۲ – تصویر ماهواره ای از شهر خوانسار

۳) تاریخچه تصویربرداری ماهواره ای

ازگذشته های دور و حداقل از زمانی که عکاسی و عکسبرداری اختراع شد یکی از آرزوهای کارشناسان و متخصصین علوم مانند : جغرافیا ، نقشه بردارها و… کارشناسان نظامی گرفتن عکس های مختلف از سطح زمین با کیفیت بالا و در ابعاد بزرگ بود. اولین کوشش ها دراین راه به گرفتن عکس های مختلف به منظور استفاده نظامی بود. اولین عکسی که از سطح زمین از نقطه ای درفضا گرفته شددر۲۴اکتبر ۱۹۴۶در پرواز زیر مداری(ارتفاع ۱۰۵ کیلومتری که کمی بالاتر از مرز هوا و فضا می باشد) توسط پرواز V2 ( آمریکا) بود. ولی اولین عکسی از سطح زمین درتاریخ ۱۴آگوست ۱۹۵۹(جمعه ۲۲مرداد ۱۳۳۸)توسط ماهواره روسی لونا ۳(Luna 3) گرفته شد. این تصویر شمال اقیانوس آرام شمالی را نشان می داد. انتقال آن به ایستگاه زمینی هاوایی حدود ۴۰ دقیقه طول کشید. (شکل شماره ۳ ) اولین تصویر از کل کره زمین توسط ماهگرد یک ناسا (ماهواره ای که به دور ماه می چرخد)در تاریخ ۱۰ آگوست ۱۹۶۶گرفته شد اهمیت این عکس (که سیاه و سفید و بدون کیفیت بوده ) در این بود که اولین عکسی بود که از کل زمین گرفته می شد .
اولین عکس رنگی و کامل از کل گردی سطح زمین عکسی بود که به «مرمر آبی» مشهور شد در ۷دسامبر ۱۹۷۲(۱۶آذر۱۳۵۰)و از فاصله‌ی ۲۹هزار کیلومتری توسط فضانوردان آپولو ۱۷ گرفته شد.( شکل شماره ۴)
وظیفه هیچکدام از این ماهواره ها و فضاپیماها صرفا گرفتن عکس از نقاط مختلف زمین نبود.در مقاله “ ماهواره های تصویر بردار “  در مورد ماهواره های تصویر برداری توضیحات کاملتری خواهیم داد .
نکته : در ماموریت آپولو ۱۷سه فضانوردیوجین سرنان (فرمانده آپولو ۱۷)، هاریسون (جک) اشمیت (خلبان قسمت ماه‌نشین آپولو) و ران ایوانس (خلبان قسمت فرماندهی سفینه) شرکت داشتند بعد از مشهور شدن این عکس هر کدام از فضانوردان مدعی شدند که خودشان این عکس را گرفته اند سر همین موضوع بین آنها اختلاف افتاد و هنوز هم مشخص نشده که عکاس واقعی کدام یک بودند . ولی این موضوع اهمیتی ندارد چون طبق قوانین ناسا همه دستاوردهای ماموریت های ناسا فقط متعلق به ناسا می باشد .

شکل شماره ۳ – اولین عکس ماهواره ای از زمین

۴) انواع مرمر آبی

بعد از عکسی که سفینه آپولو ۱۷ از کل کره زمین گرفت عکس های مختلف دیگری توسط ماهواره های تصویر برداری گرفته شد که همه آنها به نام مرمر آبی خوانده شدند که در آنها قاره ها و نقاط مختلف نمایش داده شده ولی تصویر اصلی همان مرمر آبی اولیه می باشد .

شکل شماره ۴ – مرمر آبی گرفته شده توسط سفینه آپولو ۱۷

شکل شماره ۵ – مرمر آبی توسط ابزار MODIS ماهواره ترا در سال ۲۰۰۲

شکل شماره ۶ – مرمر آبی توسط  ماهواره Suomi NPP در ۴ ژانویه ۲۰۱۲

۵) اهمیت و کاربرد تصویربرداری ماهواره ای

تصاویر ماهواره ای کاربرد بسیار زیادی در شاخه های مختلف علم و تکنولوژی دارد از جمله کاربردهای تصاویر ماهواره ای می توان به این موارد اشاره کرد : جغرافیا و تهیه نقشه های جغرافیائی ، هواشناسی و پیش بینی هوا ، زمین شناسی ، کشاورزی و محیط زیست ، اقیانوس شناسی و… کاربرد های نظامی
تصویر برداری ماهواره ای امروزه به قدری مهم است که از ماهواره های تصویر بردار به عنوان چشم انسان در فضا نام برده می شود .
در بخش پنجم (۵- کاربردهای تصاویر ماهواره ای)در این مورد بیشتر توضیح می دهیم .همچنین در مقاله “ ماهواره های تصویر بردار “ در باره ماهواره های تصویر برداد توضیح می دهیم .

۶) انواع حسگرها در ماهواره های تصویربردار

تصویر برداری از سطح زمین توسط ماهواره ها به وسیله حسگرها (دوربین های تصویر برداری هم جزء حسگرها می باشند) انجام می شود.دو نوع حسگر وجود دارد حسگرهای فعال و حسگرهای غیر فعال
۶-۱) حسگرهای غیر فعال : حسگرهائی هستند که اشعه های الکترومغناطیس (نور مرئی ، مادون قرمز و… امواج رادیوئی )را که از سطح زمین ساطح می شود جمع آوری می کنند(مانند دوربین های تصویر برداری )
۶-۲) حسگرهای غیر فعال : این حسگرها پرتوهائی از جنس امواج رادیوئی را به سطح زمین تابانده و اطلاعات دریافتی از این امواج را بررسی می کنند .
همچنین حسگرهای مختلف دیگری هم درماهواره های تصویر برداری وجود دارد که به اندازه گیری دما و میدان مغناطیسی و… می پردازد که به موضوع موردنظر ما(تصویربرداری ماهواره ای) مربوط نمی باشد .

۷) ماهواره ها چگونه از سطح زمین تصویربرداری می‌کنند؟

تصویری که توسط ماهواره گرفته می شود تصویر خام نام دارد این تصویرها ابتدا توسط دوربین های پرقدرت ۲۵۰ مگاپیکسلی و (بالاتر) تهیه می شود و بعد باید اطلاعات آن استخراج و پردازش شود (روش های مختلف آماری روی تصاویر دجیتالی اعمال می شود) که این کار توسط کامپیوترهای پرقدرت انجام می شود در بخش هفتم ( ۷- طرز نهیه تصاویر ماهواره ای)به آن خواهیم پرداخت .  

۸) وضوح در تصاویر ماهواره ای

رزولوشن( resolution )یا قدرت تفکیک تصاویر در علوم تصویری به توانایی یک سیستم برای متمایزسازی جزئیات یک تصویر در یک سیگنال تصویری را گویند.به عبارت دیگر «وضوح تصویر،جزئیاتی است که تصویر در آن نگهداری می شود.» در فن و هنر عکاسی چهار نوع «رزولوشن» یا وضوح تعریف می شود.(وضوح مکانی ، وضوح طیفی،وضوح رادیومتریک )که وضوح مکانی در ماهواره های تصویر بردار خود به : وضوح پائین و متوسط و بالا تقسیم می شود در بخش ششم(۶-رزولوشن)در این مورد بیشتر توضیح می دهیم .

۹) مهمترین ماهواره های تصویر برداری ماهواره ای

در حال حاظر ماهواره های مختلفی به کار تصویر برداری ماهواره ای از سطح زمین مشغول هستند این ماهواره ها یا توسط سازمان های بزرگ فضائی جهان ( ناسا ، اسا ، جاکسا و… ) ساخته و به انجام وظیفه مشغول هستند و یا توسط شرکت های خصوصی(دیجیتال گلوب ، ایرباس ، پلنت )به منظور تحقیقات علمی و یا فروش عکس و… ساخته شده اند که در اینجا در مورد مهمترین آنها توضیح می دهیم .
۹-۱) ماهواره های لندست : پروژه لندست(Landsat program) باپرتاب ماهواره لندست یک به مدار زمین آغاز شده و درحال حاضر با ۸ ماهواره ( لندست یک تا ۸) به کار تصویر مشغول می باشد .
۹-۲) ماهواره ترا : ماهوارهٔ ترا  (Terra)یک ماهواره چند ملیتی متعلق به ناسا می باشد که در مدار خورشید آهنگ به دور زمین می چرخد و به کار تصویر برداری مشغول می باشد .
۹-۳) غول های تجاری تصویربرداری ماهواره : شرکت های مختلفی با داشتن ماهواره های متعدد مشغول تهیه و فروش تصاویر ماهواره ای مشغول هستند.(مانند : دجیتال گلوپ ، ایرباس ، پلنت ) این شرکت ها به عنوان غول های تجاری تصویر برداری ماهواره ای شناخته می شوند . درمقاله “ ماهواره های تصویر بردار “ بخش سوم ( ۳-مهمترین شرکت ها و ماهواره های تصویر بردار ) در این باره بیشتر توضیح می دهیم .

۵- کاربرد تصاویر ماهواره ای

فناوری سنجش از دور(که تصویر برداری ماهواره ای یکی از آن است)ضمن این که برای بسیاری از مردم جذاب و سرگرم کننده می باشد کاربرد گسترده ای در بسیاری از علوم و فنون و… تا تجارت و دریانوردی و امور نظامی دارد در این بخش به طور مختصر به بعضی از مهمترین کاربردهای تصاویر ماهواره ای و تصویربرداری ماهواره ای خواهیم پرداخت .

۱) کاربردهای تصویر برداری ماهواره ای

توضیح کامل کاربردهای تصویربرداری ماهواره بسیار مفصل بوده و از حوصله این مقاله خارج است در اینجا به طور مختصر به مهمترین این کاربردها اشاره می کنیم و بعد هر کدام را به طور کامل توضیح می دهیم .
«۱)نقشه برداری » « ۲)زمین شناسی» – « ۳)هواشناسی » – « ۴) محیط زیست » – « ۵)حفظ جنگل ها و مراتع » – « ۶) کشاورزی » – « ۷) منابع آب و اقیانوس شناسی » – « ۸) کاربرد نظامی و دفاعی و امنیتی » – « ۹)کاربرد در مطالعات و توسعه شهری »

۲) نقشه برداری

یکی از مهمترین ابزارها در مطالعه جغرافیا نقشه برداری می باشد . به گونه ای که آموزش جغرافیا (جغرافیای طبیعی، سیاسی و…)بدون نقشه های جغرافیائی تقریبا غیر ممکن است.تصاویر بدست آمده از ماهواره ها بهترین راه برای رسم نقشه های مورد نیاز درجغرافیا می باشد .
تهیه نقشه های سیاسی و تقسیمات کشوری،نقشه های طبیعی(کوه ها،جنگل ها و انواع پوشش گیاهی ، رودها دریاچه ها و دریاها و…)،نقشه های زمین های کشاورزی و…سایر نقشه و اطلس های جغرافیائی

۳) کاربرد در زمین‌شناسی و ژئومورفولوژی

تصویربرداری ماهواره ای در زمین شناسی و رشته های مرتبط با زمین شناسی هم کاربرد گسترده ای دارد مهمترین کاربردهای تصویر برداری ماهواره ای در طیف مرئی(همچنین در سایر طیف ها) به این قرار است.
تهیه نقشه های زمین شناسی ( پستی و بلندی های منطقه و…) ، مطالعات زلزله شناسی ( تعیین مناطق زلزله خیز و گسل ها و… ) ، شناسائی و رصد آتشفشان های فعال و نیمه فعال و کمک به پیش بینی زمان فعالیت آتشفشان ها ، مطالعه یخچال ها و مناطق قطبی و تاثیر اثرات گلخانه ای در آب شدن یخچال ها و یخ ها ،بررسی نواحی کویری و بیابانی ، مطالعات اکتشافات معادن (نفت،گاز ، معادن طلا و… سایرمعادن) و…

۴) کاربرد در هواشناسی و اقلیم‌شناسی

هواشناسی و اقلیم شناسی ازدیرباز اهمیت اساسی برای بشر داشته است امروزه به کمک ماهواره های هواشناسی(که به تصویربرداری ماهواره ای ازابرها و سایر پدیده های مربوط به آب و هوا مشغول هستند)علم هواشناسی دچار دگرگونی اساسی شده است ازجمله کاربردهای تصویربرداری ماهواره ای در هواشناسی به این موارد می توان اشاره کرد :  
پیش بینی هوا از روی رصدحرکت ابرها و توده های هوائی ، شناخت انواع ابرها و پوشش‌های ابری یا تعیین درصد پوشش ،تخمین میزان بارندگی ، پیش بینی انواع بلایای طبیعی ناشی از آب و هوا (سیل ، بهمن ، طوفان ، گردباد ،خشکسالی و…)،تهیه نقشه پوشش برفی و یخی ،بررسی وضعیت اقیانوس‌ها ، بررسی اثرات گلخانه ای در آب و هوا و اقلیم و….سایر پدیده های مربوط به علم هواشناسی و اقلیم شناسی
نکته یک : هواشناسی علمی است که به مطالعه جو و تغییر دما ، فشار و سایر عوامل جوی در طی یک دوره زمانی کوتاه مدت می پردازد (روزانه ،هفتگی و حتی ماهانه) درحالی که اقلیم شناسی همین عوامل را در یک دوره دراز مدت (سالانه یا ده ها و صدها سال) بررسی می کند.
نکته ۲ : تصویر برداری از ابرها و مطالعات هواشناسی توسط ماهواره های هواشناسی صورت می گیرد در مقاله “ ماهواره های تصویربردار“ بخش هشتم (۸-ماهواره های هواشناسی)دراین موردبیشتر توضیح می دهیم .

  

شکل شماره ۷ – تصویر ماهواره هواشناسی ناسا از پوشش ابرها

۵) محیط زیست

امروزه محیط زیست و حفظ آن اهمیت بسیاری پیدا کرده است به جرات می توان گفت در هیچ دوره ای از تاریخ بشر محیط زیست تا این اندازه  تخریب نشده است یکی از مهمترین راه های حل بحران محیط زیست شناخت عواملی است که محیط زیست را به خطر انداخته اندویکی ازراه های شناخت این تهدیدات تصویربرداری ماهواره ای می باشد کاربرد تصویربرداری ماهواره ای را در حل مشکلات مربوط به محیط زیست از این قرار است :
هشدار و پیش بینی آتش سوزی چاه های نفتی ، شناسایی محل تخلیه  غیر قانونی زباله‌های اتمی ، ردیابی آلودگی‌های نفتی در آب‌ها ، رصدکردن و هشدار نسبت به پخش زباله و آلودگی های آب و خاک و…

۶) حفظ جنگل ها و مراتع

امروزه اهمیت جنگل ها و مراتع بر هیچکس پوشیده نیست جنگل ها ریه های زمین هستند ، جنگل ها و مراتع یک کشور نه تنها جزء مهمترین سرمایه ها و ثروت آن کشوری محسوب می شوند بلکه سرمایه های جهانی حساب می شوند بنابراین حفظ و حراست از این منابع خدادادی جزء مهمترین وظائف مسئولین کشوری و مردم هرسرزمین محسوب میشوند.کاربرد تصویربرداری ماهواره ای درحفظ جنگل ها و مراتع به این صورت می باشد:
شناسائی جنگل های وپوشش های گیاهی و جانوری درمعرض انهدام ، شناسایی مراتع از نظر پوشش گیاهی و دسته بندی آن ،هشدار در مورد آتش‌سوزی جنگل‌ها ، شناسائی و هشدار درمورد قطع غیر قانونی درختان و شکار حیوانات ، شناسایی مناطق از جنگل که از بین رفته و باید دوباره جنگل کاری شوند ، شناسائی مناطقی که جنگل کاری شدند ، مطالعه در مورد طرح های آبخیز داری و روش های حفاظت ازخاک ، تفکیک کردن اراضی مرتعی از نظر ارتفاع و نوع پوشش گیاهی ، شناسایی مناطق مناسب برای ایجاد پارک‌های زیست‌محیطی و حیات وحش ، و…

۷) کاربرد در کشاورزی و خاک‌شناسی

برای پیشرفت دانش کشاورزی و دامپروری نیاز به تهیه آمار از محصولات کشاورزی و دامی هستیم و این آمار به مسئولین کشورها و همچنین سازمان های جهانی مانند سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو)در این رابطه کمک شایانی می کند.یکی از مهمترین روش های تهیه آمار تصویر برداری ماهواره ای می باشد.تصویر برداری درموارد زیر در امورکشاورزی و خاک شناسی کاربرد دارد :
شناسایی اراضی کشاورزی،شناسایی نوع محصول ، تعیین سطح زیر کشت،شناسایی مناطق مستعد کشت، تخمین عملکرد محصول،شناسایی محدودیت‌های کشت،شناسایی اراضی شور،شناسایی اراضی تحت فرسایش ، شناسایی خاک‌های مرطوب، شناسایی باتلاقها ، شناسایی آفات و امراض گیاهی ، تخمین مواد موجود در خاک ، نظارت بر رشد محصول

۸) کاربرد در منابع آب، اقیانوس‌شناسی و شیلات

کاربرد تصویر برداری ماهواره ای در شناخت منابع آب و اقیانوس ها از این قرار است :
تعیین عمق نسبی آب ، شناسایی و تفکیک رنگ آب ، تعیین درجه حرارت سطح آب ، تعیین میزان گل آلودگی آب،تعیین شوری آب، مطالعه دریاچه‌های پشت سدها،کشف و بررسی و شناخت منابع آب های زیر زمینی ، شناسائی دریاچه های فصلی و تالاب ها و…

۹) کاربرد در امور نظامی ، دفاعی و پلیسی

تصویر برداری ماهواره ای نقش مهمی در امور دفاعی و نظامی داردکه در مقاله “ماهواره های تصویربردار“ بخش (۷- ماهواره های نظامی)در این مورد بیشتر توضیح می دهیم . این کاربردها عبارتند از :
شناسائی تحرکات نظامی دشمن ، ناوبری و هدایت هواپیماها و موشک ها برای رسیدن به هدف ، مبارزه با تروریسم از طریق رصد و شناسائی پایگاه های گروه های تروریستی ، جستجو و هشدار در مورد ساخت سلاح های کشتار جمعی (مانندسلاح اتمی)توسط بعضی از کشورها ، مبارزه با مواد مخدر از طریق شناسائی مزارع کشت و تولید مواد مخدر ، ردیابی و تعقیب مجرمان و… همچنین سایر امور نظامی و دفاعی و پلیسی

۱۰) کاربرد در مطالعات شهری

تصویر برداری ماهواره ای کمک بسیار مهمی در شهرسازی و توسعه شهری دارد :
شناسائی و پایش آلودگی هوای شهرها ( بخصوص کلان شهرها )، تهیه نقشه های شهری ، تهیه نقشه حرارتی کلان‌شهرها ، مطالعه بافت های شهری فرسوده و…

۶- رزولوشن(قدرت تفکیک تصاویر ) 

نظر به این که تصویر برداری ماهواره ای باکیفیت تصاویر گرفته شده در ارتباط می باشد و کیفیت هم با رزولوشن (قدرت تفکیک تصاویر) رابطه دارددر این بخش در مورد رزولوشن (قدرت تفکیک تصاویر ) توضیح میدهیم .

۱) رزولوشن( resolution ) با قدرت تفکیک تصاویر

رزولوشن( resolution )یا قدرت تفکیک تصاویر در علوم تصویری به توانایی یک سیستم برای متمایزسازی جزئیات یک تصویر در یک سیگنال تصویری را گویند.به عبارت دیگر «وضوح تصویر،جزئیاتی است که تصویر در آن نگهداری می شود.» در واقع رزولوشن به ما نشان می دهدکه هرتصویر چه کیفیتی دارد.  در حالت کلی هرتصویر چهار قدرت تفکیک دارد .
۱-۱) وضوح مکانی (spatial resolution) : قدرت تفکیک پذیری هرسیستمی که تصویر تولید میکند ( از دوربین عکاسی،تلسکوپ،میکروسکوپ و…تا حتی چشم انسان) را وضوح مکانی می گویند . وضوح مکانی برای متمایز سازی جزئیات یک شی به کار می رود.
۱-۲) وضوح طیفی) Spectral resolution) : به توانائی یک سیستم برای تفکیک کردن طیف های مختلف الکترومغناطیس (جداسازی امواج الکترومغناطیس از یکدیگر) وضوح طیفی میگویند. مثلا درنور مرئی هرچه وضوح طیفی بیشتر باشد تفاوت رنگ های نزدیک به یکدیگر درتصویر تشکیل شده بیشتر می شود.
۱-۳) وضوح زمانی(Time resolutioN) : وقتی از یک شی چندین بار تصویر می گیریم هر چه این تصویرها در دوره های زمانی ثابت (مثلا یک شبانه روز) گرفته شود وضوح زمانی بیشتری دارد . این وضوح بیشتر برای مقایسه تصاویر می باشد با این حساب اگر تصویرهائی که از یک شی گرفته می شود در هر روز در ساعت معینی گرفته شود (مثلا یک بعد از ظهر) وضوح تصویر بیشتر می باشد .
۱-۴) وضوح رادیومتریکRadiometric resolution  :
امواج الکترومغناطیس علاوه بر طول موج دارای دامنه نیز هستند هر چه شدت اشعه بیشتر باشد دامنه نیز بلندتر می باشد . توان تشخیص دامنه این امواج در یک تصویر وضوح رادیومتریک گفته می شود .

۲) قدرت تفکیک مکانی Spatial resolution

قدرت تفکیک مکانی بیانگر این موضوع است که یک عارضه(جزئیات یک جسم)که به دوربین وارد می شود این دوربین چه مقدار از این جزئیات را می تواند به صورت تصویر درآورد.هرچه دوربین جرئیات بیشتری را به صورت تصویردر بیاورد قدرت تفکیک مکانی بالاتری دارد.برای قدرت تفکیک مکانی سه پارامتر در نظر می گیرند : ابعاد پیکسل ، فاصله دوربین تا جسم و فاصله کانونی هرچه این پارامترها جزئیات بیشتری را به تصویر بکشد کیفیت تصویر بالاتر است .
۲-۱) ابعاد پیکسل Pixel : در تصاویر دیجیتالی به کوچکترین جزء ساختاری یک تصویر پیکسل گویند و مگا پیکسل یک میلون پیکسل می باشد.درواقع هر چه دریک تصویر تعدادپیکسل های بیشتری به کار رفته باشد تصویر جزئیات بیشتری را نمایش میدهد. ولی تعداد پیکسل ها فقط یکی از پارامترهای تصویر میباشد.  
۲-۲) فاصله دوربین تا جسم : هرچه دوربین به جسم نزدیکتر باشد جزئیات بیشتری را می تواند به تصویر بکشدو کیفیت عکس بالاتر می رود .
۲-۳)فاصله کانونی: فاصله کانونی هرچه بیشتر شود بیانگر این است که ما بیشتر روی جسم زوم کرده ایم و بنابراین کیفیت تصویر هم بالاتر می رود . 

شکل شماره ۸ – تاثیر پیکسل ها رزولوشن

شکل شماره ۹ – تاثیر فاصله در رزولوشن

۳) وضوح تصاویر ماهواره ای (تفکیک مکانی تصویر)

در تصاویر ماهواره ای مساحتی از زمین را در نظر می گیرند که در روی تصویر به اندازه یک پیکسل باشد و آن را وضوح تصویر می نامند بنابراین تصویرماهواره ای که یک پیکسل آن مساحت۴۰×۴۰(مربعی به ابعاد چهل متر)در روی زمین باشد وضوح ۴۰متری درنظر میگیرند.

۴) طبقه بندی وضوح مکانی تصاویر

دریک تقسیم بندی سه نوع تفکیک مکانی برای عکس های ماهواره ای تعریف میکنند که هرکدام مزایا ومعایب خود را دارند و بستگی به کاری که کاربردارد و هزینه ای که برای پرداخت عکس ها می کند یکی از آنها را انتخاب می کند .
۴-۱) وضوح پایین : وضوح بیش از ۶۰ متر مانند عکس های ماهواره مادیس
۴-۲) وضوح متوسط : وضوح ۱۰ تا ۳۰ متر مانند عکس های ماهواره های لندست و سنتینل
۴-۳) وضوح بسیار بالا : ۵ متر تا ۳۰سانتی متر مانند عکسهای ماهواره های وردویو و اسپات
نکته : این طبقه بندی موقتی است و با پیشرفت فناوری عکس هائی که امسال(۱۳۹۹-۲۰۲۰) عکس های کیفیت بالا حساب می شوند چند سال دیگر کیفیت پائین و با متوسط می باشند .

۵) ارزش زمانی عکس های ماهواره ای

تصاویر ماهواره ای توسط ماهواره های مختلف گرفته شده و بسته به امکاتات و وضوح تصاویر به صورت رایگان و یا با هزینه های مختلف (کم تا زیاد)ازطریق وب سایت ها در اختیار کاربران گذاشته می شود بسیاری فقط خواهان کیفیت عکس ها میباشند و عده هم هستند که علاوه بر کیفیت و وضوح عکس ها زمان گرفته شدن عکس ها هم برایشان اهمیت دارد.بسیاری از تصاویر ماهواره ای نه تنها آنلاین و زنده نیستند که زمان دقیق ( روز و ساعت و دقیقه )گرفته شدن تصویر هم مشخص نیست(مانند تصاویر گوگل که تنها سال گرفتن عکس ها مشخص است) بسیاری از وب سایت ها در زمان های کوتاهتری عکس ها را مرتب آبدیت می کنند و بسیاری در زمان های طولانی تر ، بنابر این یکی از گزینه های مهم نزدیک بودن زمان عکس با تاریخ روز و دیگر هر چه دقیق تر مشخص بودن تاریخ و ساعت عکس و البته عکس های آنلاین(که دقیقا مربوط به زمان حال باشد ) امکان پذیر نیست و اگر هم باشد به دلائل امنیتی در اختبار عامه مردم قرار ندارد .

۶) مقایسه انواع تصاویرماهواره ای 

در تقسیم بندی تصاویر ماهواره ای سه نوع تصویر ماهواره ای در نظر گرفتیم که در اینجا آنها را با توجه به مزایا و معایبی که دارند مقایسه می کنیم :
۶-۱)مزایا و معایب تصاویر کیفیت پائین:ازجمله مزایای عکس های کیفیت پائین یکی این است که تقریبا تمام آنهارایگان بوده ودیگر این که زودبه زود(حتی به صورت روزانه)آبدیت میشوندو دیگر این که هر فریم آنها بخش های وسیعی از زمین را نشان می دهد . و بزرگترین عیب آنها هم کیفیت پائین تر عکس ها می باشد .
۶-۲) مزایا و معایب تصاویر کیفیت بالا: مزایای عکس های کیفیت بالا در این است که وضوح بسیار بالاتری داشته به طوری که بازوم کردن روی آنها جزئیات بسیاری از عوارض طبیعی و مصنوعی روی زمین
هرچه بیشتر آشکار می شود ولی ایراد عمده این عکس ها یکی این است که زودبه زود آبدیت نمیشوند
ومنطقه وسیعی را نشان نمی دهند و برای دسترسی به بسیاری ازآنها باید هزینه های
سنگینی پرداخت کرد.
نکته : بسیاری از صاحبان ماهواره ها این امکانات  را گذاشته اند تا عکس های دلخواه از مکان دلخواه را
در اسرع وقت به صورت کاملا سفارشی تهیه کرده  و با دریافت مبلغی مشخص در دسترس کاربران قرار دهند .

 

شکل شماره ۱۰ – وضوح بالا و پائین در تصاویر ماهواره ای

۷- تصاویر ماهواره ای را چگونه تهیه می کنند ؟

در این بخش ضمن توضیح کلی در باره ماهواره های تصویر بردار در باره چگونگی تهیه تصاویر ماهواره ای از لحظه ای که ماهواره عکس می گیرد تا لحظه ای که این عکس به دست اشخاص حقیقی و حقوقی ، شرکت ها و سازمان ها ، دولت ها و کشورها و… می رسد توضیح می دهیم همچنین به بعضی از سوالات در زمینه ماهواره های تصویر بردار و تصاویر ماهواره ای توضیح می دهیم .

۱) ماهوارهای تصویر بردار چگونه تصاویر خود را به زمین می فرستد ؟

اولین مرحله از تهیه تصاویر ماهواره ای این است که ماهواره تصویر بردار که در مدار زمین می چرخد(در مورد  ارتفاع و نوع مدار در قسمت بعد توضیح کامل می دهیم) به صورت مرتب تصویر می گیرد و طی مراحل زیر تصاویر را به زمین می فرستد .
۱-۱)گرفتن تصاویر و ذخیره آن:درمرحله اول ماهواره بسرعت عکس ها را گرفته ودرحافظه خودذخیره میکند.
۱-۲) فرستادن تصاویر به ایستگاه زمینی : ماهواره تنها زمانی می تواند عکس ها را به ایستگاه زمینی بفرستد که تقریبا در بالای ایستگاه زمینی قرار بگیرد و این مدت زمان هم زیاد نیست . ماهواره ها تقریبا ده دقیقه وقت دارند تا تمام تصاویر را به ایستگاه فرستاده و حافظه خود را خالی کنند تا در نوبت بعد هم بتوانند تصاویر جدیدی ذخیره کنند . نظر به این که هم حافظه ماهواره محدود و هم زمان فرستادن عکس ها کم می باشد ترتیبی می دهند تا هر ماهواره بیش از آنچه می تواند به ایستگاه بفرستد تصویر نگیرد .
۱-۳) خالی کردن حافظه و گرفتن مجدد تصاویر : بعد ار این که ماهواره در یک دور گردش خود به بالای ایستگاه رسید و عکس ها تحویل دادحافظه خودرا خالی کرده تا دردور دیگر هم بتواند مجدد تصویر برداری کند.( شکل شماره ۱۱)

شکل شماره ۱۱ -ماهواره چگونه تصاویر را به ایستگاه زمینی انتقال می دهد.

۲) مدار ماهواره های تصویر برداری

معمولا ماهواره های تصویربردا ر در دو مدار متفاوت به دور زمین می چرخند و تصویر تهیه می کنند که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند (برای آشنائی با مدارهای ماهواره ای به مقاله “ مدارهای ماهواره ای “ مراجعه کنید) این مدارها عبارتند از :
۲-۱) مدارهای دایره ای لئو (Leo) : مدار لئو در فاصله ۳۲۰تا ۲۰۰۰کیلومتری اطراف زمین قرار دارد در این فاصله ماهواره به زمین نزدیک بوده بنابر این کیفیت تصاویر گرفته شده بهتر می شود.( وضوح مکانی بالاتری دارد ) دوره تناوب این ماهواره ها حدودا ۹۰دقیقه می باشدبنابر این هر ۹۰دقیقه یک بار می توانند تصاویر خود را به ایستگاه زمینی بفرستند بزرگترین ایراد این ماهواره ها این است که به تنهائی نمی توانند از همه جای زمین تصویر برداری کنند ولی در صورتی که به تعداد زیاد و به صورت ماهواره های صورت فلکی به کار گرفته شوند (برای مطالعه در این زمینه به مقاله“ماهواره های صورت فلکی” مراجعه کنید.) این ایراد هم برطرف میشود.
۲-۲) مدارهای مدار قطبی و خورشید آهنگ : ماهواره هائی که در مدارهای قطبی(بخصوص مدارخورشید آهنگ)به دور زمین می چرخند نه تنها می توانند از همه جای زمین تصویر برداری کنند بلکه تصاویری که از یک نقطه می گیرند درست در یک ساعت مخصوصی از شبانه روز گرفته می شود این عکس ها برای مقایسه اهمیت بسیار زیادی دارد (از نظر وضوح زمانی کیفیت بالاتری دارد)
۲-۳) مدارهای زمین آهنگ : ماهواره های تصویر برداری که در مدار زمین آهنگ قرار دارند چون دوره تناوب آنها دقیقا برابر یک شبانه روز نجومی می باشد همیشه بالای یک نقطه قرار دارند و اگر ایستگاه زمینی در بالای ماهواره (یا نقاط نزدیک به آن) قرار داشته باشدماهواره می تواند هر تصویری گرفت بلافاصله به ایستگاه زمینی ارسال کند و نیاز ندارد ابتدا درحافظه خود ذخیره و بعد ارسال کند این مسئله کمک می کند که حداقل استفاده از حافظه ماهواره صورت بگیرد و عمرحافظه افزایش یابد. همچنین مزیت دیگر این ماهواره ها این است که چون در ارتفاع بسیار بالائی قرار دارندبرنقاط بسیار زیادتری اشراف دارندبه گونه ای که با سه ماهواره میتوان همه زمین راتحت پوشش گرفت(شکل شماره ۱۱)بزرگترین ایراد این ماهواره این است که چون درارتفاع بسیار زیادی قرار دارند (ارتفاع۳۶۰۰۰ کیلومتری) کیفیت مکانی این ماهواره ها شدیدا کاهش می یابد از این رو عکس هائی که نیاز به کیفیت بسیار بالائی نداشته و درعوض منطقه زیرپوشش بالاتری لازم دارند دراین گروه قرار می گیرند برای نمونه می توان به ماهواره های هواشناسی اشاره کرد .  
نکته: هر ماهواره حدودا ۴۲٪ از سطح زمین را پوشش می دهد و سه ماهواره همه زمین را پوشش میدهد.

شکل شماره ۱۲ – چگونه با سه ماهواره می توان تمام سطح زمین را پوشش داد.

۳) ایستگاه زمینی چه کار می کند؟

بعد ازاین که نصاویر به ایستگاه زمینی رسید ایستگاه باید این تصاویر را که به صورت خام تهیه شده ویرایش کند تا به تصاویر با کیفیت تبدیل شود و به دست مشتری برسد . در گذشته این کار بسیار وقت گیر بود و ممکن بود هفته هاطول بکشدولی اکنون باروش های پیشرفته وبا اپراتورهای اتوماتیک درعرض چنددقیقه انجام می شود. این تازه اول کار می باشد علاوه بر ان بسیاری از تصویرها نیاز به پردازش بیشتری دارند ( تصحیحات اتمسفری ، برطرف کردن اعوجاج جغرافیائی ، تصحیح وضوح تصویری و… ) بعد از همه این اقدامات عکس در بایگانی ذخیره شده و آماده رسیدن به دست مشتری می شود .

۴) ماهواره های تصویر بردار و مشتریان تصاویر ماهواره ای

در حال حاظر تعدادی ماهواره که به طورحرفه ای صرفا به کار تصویربرداری مشغول هستند وجود دارد( البته منظور ماهواره های جاسوسی و هواشناسی و… ماهواره های دیگر که هدف دیگری بجز تصویر برداری ماهواره ای را دنبال می کنند نیست) این ماهواره ها بعد از تهیه عکس ها و ویرایش و…آنها را بسته به کیفیت و…به رایگان و یا با اخذ مبالغ کم و یا زیاد در اختیار مشتریان خود قرار می دهند . این مشتریان می توانند دولت ها و شرکت ها و سازمان های خصوصی و دولتی باشند یا مردم عادی ، این تصاویر یا روی وب سایت های این شرکت های تصویر بردار  قرار داده می شوند و یا به روش های مختلف در اختیار مشتریان قرار می گیرد. از جمله بزرگترین مشتریان تصاویر ماهواره ای شرکت گوگل می باشد که این تصاویر را برای برنامه های گوگل مپ و گوگل ارث خریداری می کند که ما در بخش یازدهم ( ۱۱- تصاویر گوگل ارث و گوگل مپ) به طور مفصل به آنها خواهیم پرداخت .همچنین سازمان های فضائی از جمله ناسا هم از مشتریان بزرگ تصاویر ماهواره ای هستند .

۵) تصاویر هر چند وقت یک بار آبدیت می شوند ؟

یکی از مهمترین سوالاتی که در باره تصویر برداری ماهواره ای پرسیده می شود این است که این تصاویر چند وقت یک بار آبدیت می شوند؟ به عبارتی  مردم می خواهند بدانند تصویری که از یک نقطه خاص(مثلا خانه اشان) گرفته شده مربوط به چه تاریخی است و بعد ازچند روز دیگر می توانند تصویر جدیدتری را دانلود کنند .
در پاسخ باید بگوئیم که ماهواره های تصویربردار(مانندماهواره هایDigitalGlobe) فعلا میتوانند روزی ۴ میلون کیلومتر مربع از سطح زمین را به طور کامل تصویر برداری کنند . با توجه به مساحت سطح زمین که ۵۱۰ میلون مربع کیلومترمربع می باشدحدود ۴ ماه (۵۱۰*۴=۱۲۷٫۵) طول می کشدتا از تمام سطح زمین تصویر برداری کنند ولی آیا لازم است در هر سری از همه نقاط زمین تصویر برداری کنند؟ پاسخ منفی است .
بیش از ۷۰درصد از سطح را اقیانوس ها و دریاها تشکیل می دهند که طبیعتا بیشتر مردم به آن علاقه ای ندارند اگر نقاط قطبی و صحراهای خالی از سکنه را هم حذف کنیم و تنها نقاط مسکونی را در نظر بگیریم فقط  ۱۰ درصد مساحت زمین (۵۱ میلون کیلومتر مربع) می ماند که ماهواره به جای ۱۲۷ روز در ۱۲یا ۱۳روز می تواند تصویر برداری کند اگر اولویت را به شهرها و نقاط پرجمعیت بدهیم این زمان باز هم کمتر می شود (برای بعضی شهرها کمتر از۴روز) و نقاط کم جمعیت زمان بیشتری می برد و نقاط خالی از سکنه مانند دریاها و اقیانوس ها کافی است هرچند سال یکبار آبدیت کرد. بعضی شرکت های تهیه کننده تصاویر ماهواره ای با دریافت مبالغی می توانند تصاویر مورد دلخواه شما را (البته بجز نقاط ممنوعه)حتی روز به روز آبدیت کنند .

۶) امکان تهیه تصاویر آنلاین

تصاویر آنلاین به این معنی است که تصویر گرفته شده (ازهر مکان و در هر زمان ) به صورت زنده و آنی باشد امکان پذیر نیست زیرا تصاویر ابتدا باید گرفته شده و بعد از این که ماهواره به بالای ایستگاه رسید تحویل ایستگاه زمینی داده شود و بعد از پردازش و ذخیره در ایستگاه منتشر شود با توجه به روند طولانی این امر تهیه تصاویر آنلاین و زنده (حتی به صورت سفارشی از نقاط خاص ) فعلا غیر ممکن است و در صورتی هم که امکان پذیر شود بخاطر خطرات امنیتی که دارد در اختیار مردم عادی قرار نمی گیرد .

۷) تصویر برداری ماهواره ای و امنیت   

در مورد تصویر برداری ماهواره ای سوال های جالب و در عین حال مخاطره آمیزی مطرح می شود که بیشتر به امنیت ملی(امنیت کشور)و امنیت فردی(امنیت اشخاص)مربوط می شود و از این رو سعی کردیم یک بخش را به این مسائل اختصاص داده ودرآنجا به این سوال ها پاسخ دهیم(دربخش نهم «۹-ماهواره و امنیت ملی و فردی »)مسائلی ماننداین که:تصویربرداری ازنقاط نظامی و…ممنوعه ،شناسائی اشخاص و تعقیب آنان ، دیدن درون خانه های مردم و نقاط ممنوعه و…توضیح بدهیم
در مقاله “ماهواره و امنیت“ به طور کاملتری به این موضوع خواهیم پرداخت .
 توضیحات شکل شماره ۱۳ : این شکل نقاطی از کره زمین را نشان می دهد که در ۱۶ سال اخیر توسط یکی از ماهواره های شرکت DigitalGlobe تصویر برداری شده است. به ترتیب بیشترین نقاط تصویربرداری به این صورت است : نقاط قرمز بیشترین ، نارنجی کمتر ، نقاط زرد باز هم کمتر ، نقاط سبز و دست آخر نقاط سفید که تصویر برداری نشده اند در ضمن طول بلوک های روی نقاط هرچه بلندتر باشند تصاویر بیشتری از آنها گرفته شده است .

 

 شکل شماره ۱۳ -مناطق تصویر برداری شده توسط ماهواره DigitalGlobe در ۱۶ سال اخیر

  ۸- نفوذ به زیر ابرها و پشت دیوارها

یکی از سوالاتی که در باره تصویر برداری ماهواره ای مطرح می شود این است که ماهواره ها چگونه از پشت ابرها می توانند تصویر برداری کنند؟ همچنین آیا ماهواره ها می توانند از به زیر سقف ها و دیوارها نفوذ کرده و تصویر برداری کنند و یا از اعماق دریاها و اقیانوس ها تصویر تهیه کنند پاسخ به این سولات هم می تواند مثبت باشد هم منفی در این بخش در مورد این مسائل توضیح می دهیم . قبل از آن در مورد تصویر برداری در سایر طیف های امواج الکترومغناطیس بجز طیف مرئی توضیح می دهیم . 

۱) تصویر برداری ماهواره ای در سایر طیف ها

آنچه تاکنون در مورد تصویر برداری ماهواره ای گفته شد تصویر برداری در طیف مرئی(همان تصاویر معمولی که با چشم معمولی دیده می شود)بود ولی تصویر برداری ماهواره ای علاوه بر طیف مرئی شامل طیف های غیر مرئی مانند (مادون قرمز و ، فرابنفش ، امواج ماکرو و…) سایر طیف های الکترومغناطیس هم می شود . این تصویربرداری مزایای زیادی نسبت به تصویربرداری درطیف مرئی داردکه البته نیاز به پردازش دقیق تر و طولانی تری هم دارد و شایدنتواند یک عکس معمولی که درطیف مرئی گرفته می شود ارائه دهد ولی از بسیاری از جهات برتر از عکس برداری با طیف مرئی می باشد که در ادامه توضیح می دهیم .

۲) تصویر برداری در طیف مادون قرمز

بیشتر انرژی خورشید که به زمین می رسد در طیف مادون قرمز می باشد در حقیقت گرمائی که از خورشید دریافت می کنیم مربوط به اشعه مادون قرمز می باشد.زمین در روز با جذب اشعه مادون قرمز گرم شده و در شب این اشعه دریافتی را به فضا بازتابش می دهد.بنابر این با کمک تصویر برداری مادون قرمز ماهواره ها در شب هم می توانند از نقاط مختلف زمین تصویر برداری کنند .

۳) تصویر برداری به کمک امواج رادیوئی (تصویر برداری راداری)

یکی از مشکلات تصویر برداری ماهواره ای ابرها می باشند . ابرها همیشه حدود ۷۰درصد از سطح زمین را پوشانده اند و بسیاری ازنقاط هستندکه تقریبا همیشه ابری هستند و … بنابراین با تصویر برداری معمولی نمیشود به این راحتی از این نقاط تصویربرداری کرد.یکی از روش ها تصویربرداری از این نقاط ، تصویر برداری به کمک امواج رادیوئی می باشد مزیت مهم این نوع تصویر برداری این است که دیگر ابرها مانعی به حساب نمی آیند و از تمام نقاط زمین می توان تصویر برداری کرد .همچنین به کمک این روش ها می توان به پشت دیوارها و سقف ها و حتی اعماق دریاها هم نفوذ کرد. ( شکل شماره ۱۴ )

شکل شماره ۱۴- تصویر برداری راداری

۴) ماهواره ها چگونه از پشت ابرها تصویر برداری می کنند؟

به طور متوسط همیشه حدود ۷۰ درصد سطح زمین را ابرها پوشانده اند بنابر این همیشه این سوال پیش می آید که خب ماهواره ها چگونه می توانند از بالای ابرها تصویر برداری کنند این کار به چند طریق امکان پذیر است
۴-۱) در موقعی که منظقه ابری نیست تصویر می گیرند : ساده ترین راه این است که وقتی یک منطقه ابری است از مناطق فاقد ابر تصویر برداری کرده و در موقعی که آن منطقه آسمان صاف و بدون ابر داشته باشد از آن منطقه تصویربرداری می کنند . از آنجائی که تقریبا هیچ نقطه ای وجود ندارد که همیشه ابری باشد این بهترین و ساده ترین روش می باشد .
۴-۲) تصویر برداری با امواج رادیوئی : ابرها در مقابل نور مرئی کدر می باشند ولی در مقابل طیف های دیگر امواج الکترومغناطیس ( مانند امواج رایوئی ) کدر نیستند . بنابر این با استفاده از تصویر برداری رادیوئی می توانند از سطح زمین را با دقت حدود یک میلیمتر تصویر برداری کنند.حال دو سوال مطرح می شود.
اول این که مگر اشیاء در روی زمین ازخودشان امواج رادیوئی گسیل می کنند؟ در پاسخ باید بگوئیم ماهواره در این مورد مانند رادار عمل می یعنی امواج رادیوئی را به سطح مورد نظر ارسال کرده و بازتابش این امواج را گرفته و منطقه را تصویر برداری می کند تصاویر بعد از ویرایش ویژگی های منطقه را مشخص می کند ولی هرگز نمی تواند یک تصویر مانند تصویر نور مرئی بگیرد.(شکل شماره ۱۴ ) ولی برای نقاطی که تقریبا در تمام مدت سال ابری هستند کاربرد دارد .
۴-۳) غربالگری ابر : روش غربالگری ابر به این صورت است که اگر در یک منطقه مقدار کمی ابر وجود داشته باشد با استفاده از تصاویری که در زمانی که منطقه ابری نبوده گرفته شده است به صورت خودکار و با استفاده از نرم افزارهای خاص ابرها را حذف می کنند . مشکل این روش این است که تصاویری که در دو زمان متفاوت گرفته می شود مانند هم نیستند و نمی توان این را بروز رسانی کامل تصویر منطقه نامید. ( شکل شماره ۱۵)

شکل شماره ۱۵- غربالگری ابر

۴-۴) ادغام با تصاویر هوائی : در صورتی که اصرار بر بروز رسانی تصاویر یک منطقه در یک زمان خاص باشد و آسمان منطقه هم به مدت طولانی ابری باشدبا ادغام تصاویر هوائی که توسط هواپیماهائی که در زیر ابرها پرواز می کنند ودرهمان زمان از منطقه گرفته شده با تصاویر ماهواره ای می توان تصاویر ماهواره ای(بهتر بگوئیم ماهواره ای هوائی) ازمنطقه بدست آورد. البته این در صورتی امکان دارد که در کشوری نباشد که دولتش اجازه عکسبرداری هوائی را ندهد . 

۵) آیا ماهواره ها می توانند از پشت دیوارها و سقف ها تصویر برداری کنند ؟

در حالت کلی این مسئله امکان پذیر نیست ولی یک نوع ماهواره جاسوسی به نام “کاپلا “ ساخته شده که با استفاده از امواج رادار می تواند به درون سقف ها و دیوارها نفوذ کرده و جزئیات بسیار دقیقی را آشکار کند ولی تصویر واضح و با کیفیتی مانند آنچه عکسبرداری می نامیم نمی تواند بگیرد .

۶) آیا ماهواره ها می توانند در شب تصویر برداری کنند؟

البته نیاز به این کار نیست می توانند صبر کنند وقتی منطقه در روز قرار گرفته باشد تصویر برداری کنند ولی اگر اصرار به تصویر برداری در شب باشد(مثلا برای مقاصد نظامی) با استفاده از سنسورهای مجهز به اشعه مادون قرمز می توانند در شب هم تصویر برداری کنند زیرا همانطور که گفته شد در شب زمین امواج مادون قرمز را به فضا می فرستد و دوربین های مجهز به گیرنده های مادون قرمز با استفاده از همان امواج مادون قرمز میتوانند منطقه را شناسائی کنند. علاوه بر این مانند بقیه موارد(نفوذ از ابرها ،دیوارها و سقف ها )در شب هم با استفاده از امواج رادار می توانند تصویر برداری کنند .

۷) نفوذ به عمق آبها

با استفاده از امواج رادار ماهواره ها می توانند به عمق آب اقیانوس ها و دریاها نفوذ کرده و ار سواحل کم عمق تصویر برداری کند ماهواره های نظامی با استفاده از این روش زیر دریائی های دشمن را شناسائی می کنند. میزان نفوذ به عمق آبها حدود صد متر می باشد تاکنون حدود ۵ درصد از دریاها و اقیانوس ها به این روش تصویر برداری شده اند البته باز هم باید تاکید کنیم این امر به منزله عکس باکیفیت (شبیه عکسی که با دوربین می گیریم نیست)

۹ – تصویر برداری ماهواره ای و امنیت

در مورد تصویر برداری ماهواره ای سوال های جالب و در عین حال مخاطره آمیزی مطرح می شود که بیشتر به امنیت ملی (امنیت کشور) و امنیت فردی(امنیت اشخاص) مربوط می شود بسیاری از این مخاطرات واقعی و بسیاری غیر واقعی می باشند در این بخش در مورد مخاطراتی که تصویر برداری ماهواره ای می تواند بوجود بیاورد توضیح می دهیم . و در مقاله “ ماهواره و امنیت “ به طور کامل در مورد تهدیدات و مخاطراتی که ماهواره ها ( اعم از ماهواره های نظامی و جاسوسی و… ) می توانند ایجاد کنند توضیح می دهیم .

۱) تصویر برداری ماهواره ای و امنیت ملی

شرکت هائی مانند شرکت گوگل برنامه هائی دارند که می توان از هر نقطه از کره زمین تصاویر ماهواره ای تهیه کرد این مسئله بسیاری از حکومت ها و دولت ها را نگران کرده است از آنجائی که این تصاویر شامل نقاط حساس نظامی ، مراکز حکومتی و…سایر نقاط ممنوعه نیز می باشد می تواند امنیت ملی کشورها را به خطر اندازد ، کشورها و شخصیت های سیاسی و نظامی کشورهای مختلف به این مسئله اعتراض کردند به عنوان نمونه : هند ،کره جنوبی،اسرائیل،استرالیا ،بلژیک و…. سیاستمداران آمریکا را می توان نام برد .

۲) آیا این نگرانی ها بی مورد است ؟

موارد بسیار زیادی دیده شده است که تروریست ها و دولت های متخاصم از طریق همین تصاویر ماهواره ای توانستند امنیت ملی کشورها را به خطر بیندازند برای نمونه می توان به موارد زیر اشاره کرد
مایکل فینتون تروریست اسلام گرای آمریکائی ، تروریست های حملات نوامبر ۲۰۰۸ پمپئی ، ویدئوی القاعده و… که تروریست ها صریحا اعتراف کردند از نقشه های گوگل برای حملات تروریستی استفاده کردند .

۳) سانسور تصاویر

سرانجام با اعتراض ها و فشارهای سیاسی و …وضع قوانینی در کشورهای مختلف شرکت هائی مانند گوگل مجبور شدند عکس ها و تصاویر نقاط ممنوعه را سانسور کنند ولی این مانع از این نشد که ماهواره های نظامی و جاسوسی که اتفاقا مخصوص همین کارها یعنی تصویر برداری از همان نقاط ممنوعه ساخته شده اند به کار خود ادامه دهند. در مقاله “ماهواره و امنیت “ بخش پنجم ( ۵- ماهواره های نظامی) در این باره بیشتر توضیح می دهیم . همچنین در بخش بعدی (۱۱- گوگل مپ و گوگل ارث) نشان می دهیم که نقاط حساس در نقشه های گوگل چگونه سانسور می شود .

۴) تصویر برداری ماهواره ای و امنیت فردی

در موردتصویر برداری ماهواره ای سوال هائی مطرح می شود که در عین جذاب بودن می توانند ترسناک و مخاطره آمیز باشند که در اینجا به طور خیلی مختصر به آنها پاسخ می دهیم دربخش هشتم (۸- نفوذ به زیر ابرها و دیوارها ) توضیح دادیم که چگونه ماهواره های تصویربردار می توانند از پشت ابرها و سقف ها تصویر برداری کنند حال به چند سوال در این رابطه پاسخ می دهیم .
۴-۱) آیا ماهواره ها می توانند داخل خانه ها و مکان های سرپوشیده را ببینند؟ : ماهواره های جاسوسی (مانند ماهواره کاپلا ) تا حدودی می توانند اطلاعات از درون این گونه مکان ها بدست بیاورند ولی این که تصویر واضح و با کیفیت بگیرند فعلا غیر ممکن است.(در بخش قبل تا حدودی در این مورد توضیح دادیم )
۴-۲) آیا ماهواره ها می توانند انسان ها را شناسائی کنند؟ : فعلا نمیتوانند ولی درآینده با افزایش قدرت دوربین های تصویر برداری قطعا می توانند ولی این که همه۷میلیارد جمعیت را تحت نظربگیرند غیرممکن است..
۴-۳) آیا ماهواره ها می توانندبا تهیه فیلم و عکس های آنلاین شخصی را تعقیب کنند؟ : در بخش هفتم (۷-طرز تهیه تصاویر ماهواره ای) نشان دادیم که تهیه تصاویر آنلاین غیر ممکن است (و در آینده نزدیک هم ممکن نخواهد شد) بنابر این ترس از این که شخصی بتواند از طریق دسترسی به تصاویر آنلاین شما را از دم خانه تعقیب کرده فعلا بی مورد است .(ضمن این که ماهواره ها نمی توانند اشخاص را دیده و شناسائی کنند) 
۴-۴) آیا ماهواره ها می توانند پلاک ماشین ها را بخوانند ؟ : وقتی امکان دیدن و شناسائی اشخاص ممکن نباشد امکان دیدن پلاک ماشین ها هم غیر ممکن می باشد . 
۴-۵) آیا به کمک ماهواره می توان دست به حمله به موانع زمینی زد ؟ : ماهواره های قاتل می توانند ماهواره های دشمن را سرنگون کنند ولی فعلا توان حمله به مواضع روی زمین را ندارند ولی می توانند موشک ها و هواپیماهای نظامی را برای رسیدن به مقصد مورد نظر هدایت کنند .

۱۰- چگونه می توان تصاویر ماهواره ای کیفیت بالا تهیه کرد؟

تهیه تصاویر ماهواره ای از نقاط خاص نه تنها برای شرکت های بزرگ و سازمان های علمی و فنی و دولت ها و کشورها بسیار مهم است بلکه برای افراد حقیقی و حقوقی هم مهم و دارای کاربردهای بسیار مهمی می باشد همچنین بعضی اشخاص (ولو از سر کنجکاوی )علاقه دارند که تصاویر ماهواره ای از مکان های متعلق به آنان (خانه و باغ و مزرعه و…و یا پروژه های ساخت و ساز آنها ) تهیه کنند. شما هم می توانید این تصاویر را تهیه کنید در این بخش درمورد روش تهیه تصاویرماهواره ای توضیح می دهیم .

۱) تصاویر ماهواره ای برای مردم عادی چه کاربردی دارد ؟

شاید تصور کردید که تهیه تصاویر ماهواره ای تنها بدرد دولت ها و شرکت های بزرگ و… می خورد ولی باید بدانید همه ما ممکن است روزی نیاز به دانلود و تهیه این تصاویر جهت توسعه کسب و کارخود داشته باشیم به کمک این تصاویر می توان بدون مراجعه به محل عکس های باکیفیت از پروژه های در دست ساخت (مانند خانه های ویلائی در شمال ) تهیه کرده و در اختیار مشتریان بگذاریم و یا بدون مراجعه به محل بتوانیم متراژ زمین های خود را بدست بیاوریم و… پس در ادامه با ما باشید تا در مورد تهیه تصاویر ماهواره ای توضیح دهیم .

۲) چه نوع تصویری را باید انتخاب کرد ؟

تصاویر ماهواره ای را بر حسب کیفیت و وضوح به سه نوع تقسیم بندی می کنند (تصاویر با وضوح پائین ، متوسط و بالا )که هر کدام مزایا و معایب خود را دارند .در بخش  ششم (۶- رزولوشن ) در مورد انواع مختلف تصاویر توضیح دادیم . همچنین تصاویر بر حسب این که چند وقت یک بار آبدیت می شود و مربوط به چه زمانی می باشد و آیا تاریخ و ساعت عکس مشخص می باشد و یا نمی باشد و…اهمیت پیدا می کنند .

۳) تصاویر ماهواره ای چگونه ارائه می شوند؟

بعداز تصویربرداری ماهواره ای و ویرایش عکس ها تصاویر گرفته شده در اختیار صاحبان ماهواره ها قرار می گیرد تا برای ارائه به سازمان ها و نهادهای مرتبط یا فروش و یا ارائه رایگان و… آماده کنند. بسیاری از تصاویر ماهواره ای به صورت رایگان و بسیاری با دریافت مبالغ کم و بعضی هم با دریافت مبالغ زیاد قابل تهیه می باشد بنابر این دردرجه نخست باید تصمیم بگیرید که چه نوع تصویری می خواهید و چقدر می خواهید هزینه کنید.
روش معمول برای دانلود تصاویر ماهواره ای نصب نرم افزارهائی است که به شما این امکان را می دهد تا تصاویر را دانلود کنید . این نرم افزارها در دو نوع رایگان و تجاری در دسترس هستند . اگر نمی خواهید هیچگونه وجهی بپردازید نرم افزارهای رایگان را دانلود کنید ولی باید توجه داشته باشید که تصاویری که این نرم افزارها
ارائه می کنند کیفیت به مراتب پائین تری دارند .  

۴) چگونه تصاویر ماهواره ای با کیفیت بالا تهیه کنیم ؟

برای تهیه تصاویر ماهواره ای باید برنامه ها و اپلیکیشن های مخصوص را نصب کرده و یا به وب سایت های مربوطه مراجعه کنید. که بهترین راه نصب نرم افزارها و اپلیکیشن های مخصوص می باشد که خود به دو دسته تقسیم می شوند و هر کدام مزایا و معایب خود را دارند .
۴-۱) نرم افزارهای رایگان : برای استفاده از این نرم افزارها هیچگونه وجهی نباید بپردازید ولی ایراد آنها در این است که تصاویر به روز شده و با کیفیت بالا در اختیار شما قرار نمیدهند .
۴-۲) نرم افزارهای تجاری : برای استفاده از این نرم افزار ها باید مبالغی بپردازید و این مبالغ می تواند کم و یا زیاد باشد (بسته به کیفیت و امکانات تصاویری که دریافت می کنید)همچنین باید دقت کنید حتی در صورتی که قصد خریدنرم افزارهای غیر رایگان هم داشته باشید با وضعیتی تحریم ها و… که در ایران داریم امکان پرداخت وجه آنها موجود نباشد . بزرگترین امتیاز نرم افزارهای غیر رایگان این است که کیفیت تصویر تهیه شده بسیار بالاتر از نرم افزارهای رایگان می باشد .

۵) مهمترین نرم افزارهای تهیه تصاویر ماهواره ای

نرم افزارهای مختلفی برای دیدن و دانلود تصاویر ماهواره ای وجود دارد که مهمترین آنها از این قرار می باشند
Google Earth (در بخش بعد “۱۱- گوگل ارت و گوگل مپ” به طور مفصل در این رابطه توضیح می دهیم)Zoom Earth (که کاملا شبیه Google Earthمی باشد)، Sentinel Hub  و… نرم افزارهای دیگر
برای آشنائی با این نرم افزارها و همچنین نرم افزارهای دیگر به وب سایت زیر مراجعه کنید.
معرفی ۱۰منبع رایگان برای دانلود تصاویر ماهواره ای با کیفیت

۱۱- گوگل ارت و گوگل مپ

همه شما کم و بیش با “گوگل ارث و گوگل مپ” آشنا هستید این دو برنامه ( گوگل مپ سایت است تا برنامه ولی ما هر دو را برنامه می نامیم )بسیار کاربردی و مهم هستند در گوگل مپ (گوگل مپس) نقشه های دقیق از سراسر جهان در آن وجود دارد و در گوگل ارث می توانیم تصاویر ماهواره ای مختلف را از هرکجای جهان دانلود کنیم در این بخش قصد نداریم در باره طرز کار این دو برنامه (برای آشنائی با گوگل مپ به مقاله “جغرافیا به کمک گوگل مپ Google Maps “ مراجعه کنید.) توضیح دهیم بلکه بیشتر در مورد چگونگی تهیه  تصاویرماهواره ای توسط این دو برنامه توضیح می دهیم .

۱) تاریخچه گوگل ارت و گوگل مپ

نکته مهمی که در این میان وجود دارد این است که هیچکدام از این دو برنامه توسط شرکت گوگل ساخته نشدند. دو برادر دانمارکی به نام های لارس وجانس ایلستروپ راسموسِن در شرکت Two Technologies و با استفاده از زبان برنامه نویسی ++C نرم افزار دسکتاپ گوگل مپ را در سال ۱۹۹۹طراحی کردند . و در اکتبرسال ۲۰۰۴ شرکت گوگل این کمپانی را خریده و گوگل مپ را به یک برنامه تحت وب (سایت) تبدیل کرد.

۲) نقشه های و تصاویرماهواره ای گوگل چگونه تهیه می شوند؟

در ابتدا گوگل اطلاعات آماری و نقشه های جغرافیائی را از منابع مختلف بدست آورده و به صورت آفلاین منتشر می کرد ولی بعد از کاربران هم کمک گرفته و اجازه داد تا نقشه راه ها و خیابان ها و کوچه ها و اماکن و… مناطق مختلف را ویرایش کنندو بعد از تایید توسط کاربران دیگر آین تغییرات را اعمال می کرد.
در مورد تصاویر ماهواره ای در ابتدا باید بگوییم که گوگل هیچ ماهواره تصویر برداری ندارد و تصاویر ماهواره ای تهیه شده در گوگل مپ و گوگل ارث از شرکت های تصویربرداری ماهواره ای و سازمان های مختلف ( از جمله سازمان بررسی زمین شناسی آمریکا )تهیه می شود(بیشتر عکس ها از ماهواره های لندست تهیه میشود)

۳) تصاویر ماهواره ای هر چند وقت یکبار بروز می شوند؟

گوگل عموما ماهی دوبار(۶ و۲۰ هر ماه میلادی) تصاویر را آبدیت( بروز رسانی) می کند ولی این به این معنی نیست که تصاویر همه نقاط زمین به این سرعت آبدیت شوند مثلا ممکن است تصاویر چند شهر مهم در آمریکا در هر دوره آبدیت شوند ولی مناطق دیگر جهان تا سه سال آبدیت نشوند ولی گوگل سعی می کند که هیچ نقطه ای بیش از سه سال طول نکشد.بنابر این تصویری که از خانه و نقطه مورد نظر خود می بینید می تواند حداکثر مربوط به سه سال پیش باشد . تازه شما نمی توانید روز و تاریخ آبدیت را مشخص کنید و حداکثر می توانید به سال آن پی ببرید .

۴) وضوح تصاویر گوگل چقدر است؟

وضوح تصاویر ماهواره ای گوگل برای کاربران مختلف متفاوت است وضوح بسیار بالا مخصوص سازمان های دولتی آمریکا می باشد( تا ۱۵سانتی متر) و برای آنچه به رایگان ارائه می شود حداکثر ۱۵ متر می باشد .

۵) نقاطی که در تصاویر ماهواره ای گوگل سانسور می شود

نقاط بسیار زیادی وجود دارد که بنابر تقاضای دولت ها و حکومت های مختلف سانسور می شود این نقاط شامل مراکز حساس سیاسی و…حکومتی تا نقاط مهم نظامی می شود . سانسور به طرق مختلف اعمال می شود مثلا در تصویر ماهواره ای کاخ سفید و مجلس آمریکا به جای تصاویر آبدیت شده ماهواره ای،یک عکس دجیتالی و قدیمی گذاشته می شود که هرگز آبدیت نمی شود(و شما نمی فهمید که این تصویر ماهواره ای واقعی نیست) و یا نقاطی به صورت شطرنجی و یا تار نمایش داده می شود . این سانسورها دائمی نبوده و بعد از مدتی این سانسورها حذف شده اند(ادعا می شود کاخ سفید به دلائل این که سیستم حفاظتی فوق العاده قوی داردنیاز به سانسور نداردو سانسور اولیه برداشته شده است)و سانسورهای جدید درنقاط دیگر
اعمال شده اندبرای نمونه مرکز هسته ای مارکول درفرانسه (با نام Marcoule Nuclear Site درگوگل مپ
سرچ کنید)هنوز هم شطرنجی نمایش می دهد .( شکل شماره ۱۶ )

شکل شماره ۱۶ – مرکز هسته ای مارکول فرانسه در نقشه گوگل

۱۲- خلاصه مطلب

ماهواره ها وسائلی هستند که توسط بشر به فضا فرستده می شوند و در مدار زمین قرار گرفته تاثیرات عمیقی بر زندگی و تکنولوژی مادارند ازجمله کاربردهای ماهواره گرفتن عکس(تصویر) از سطح زمین می باشد. ماهواره های تصویربردارچشم انسان درفضا می باشند.تصویر برداری ماهواره ای کاربرد بسیار عظیمی درزندگی و تمدن ما دارد(هواشناسی،محیط زیست،نقشه برداری…امور نظامی و دفاعی)در این مقاله درمورد تصویر برداری ماهواره ای به طور کامل توضیح می دهیم .

۱) سنجش از دور

سنجش در لغت به معنی آزمودن می باشد و سنجش از دور به معنی آزمودن از راه دور می باشد. این واژه یک اصطلاح است که به طور ساده به روش هائی اشاره دارد که بدون حضور فیزیکی انسان در محل بتوان در مورد اشیا و عوارض روی زمین اطلاعات جمع آوری کرد این اطلاعات در بسیاری از علوم و فنون مورد استفاده قرار می گیرد.بخش سوم(۳- سنجش از دور )در مورد سنجش از دور و روش های به کار رفته و کاربرد آن توضیح کوتاهی می دهیم .

۲) تصویر برداری ماهواره ای

یکی از مهمترین کاربردهای یک ماهواره تصویر برداری و فیلمبرداری از سطح زمین می باشد . تصویر برداری ماهواره ای مزایای زیادی داشته و کاربردهای مختلفی در شاخه های مختلف علم و تکنولوژی و… همچنین امور نظامی و امنیتی دارد. دربخش چهارم(۴- تصویر برداری ماهواره ای)در مورد تصویربرداری ماهواره ای و اهمیت آن توضیح می دهیم .

۳) کاربرد تصاویر ماهواره ای

فناوری سنجش از دور(که تصویر برداری ماهواره ای یکی از آن است)ضمن این که برای بسیاری از مردم جذاب و سرگرم کننده می باشد کاربرد گسترده ای در بسیاری ازعلوم و فنون و.. تا تجارت و دریانوردی و امورنظامی دارد در بخش پنجم(۵- کاربرد تصاویر ماهواره ای)به طور مختصر به بعضی از مهمترین کاربردهای تصاویر ماهواره ای و تصویربرداری ماهواره ای خواهیم پرداخت .پاره ای از این کاربردها به قرار زیر است :
«۱)نقشه برداری » – « ۲)زمین شناسی» – « ۳)هواشناسی » – « ۴) محیط زیست » – « ۵)حفظ جنگل ها و مراتع » – « ۶) کشاورزی » – « ۷) منابع آب و اقیانوس شناسی » – « ۸) کاربرد نظامی و دفاعی و امنیتی » – « ۹)کاربرد در مطالعات و توسعه شهری »

۴)رزولوشن(قدرت تفکیک تصاویر ) 

رزولوشن( resolution )یا قدرت تفکیک تصاویر در علوم تصویری به توانایی یک سیستم برای متمایزسازی جزئیات یک تصویر در یک سیگنال تصویری را گویند.به عبارت دیگر «وضوح تصویر،جزئیاتی است که تصویر در آن نگهداری می شود.» در واقع رزولوشن به ما نشان می دهدکه هرتصویر چه کیفیتی دارد.
نظر به این که تصویر برداری ماهواره ای باکیفیت تصاویر گرفته شده در ارتباط می باشد و کیفیت هم با رزولوشن (قدرت تفکیک تصاویر) رابطه دارد در بخش « رزولوشن » در مورد رزولوشن توضیح میدهیم .

 ۵)تصاویر ماهواره ای را چگونه تهیه می کنند؟

تصاویر ماهواره ای چگونه تهیه می شوند؟این تصاویر چگونه به دست مشتریان می رسند؟ این تصاویر هر چند وقت یک بار آبدیت می شوند آیا امکان تهیه تصاویر آنلاین ماهواره ای وجود دارد ؟ این ها همه سوال هائی است که در بخش هفتم (۷-تصاویر ماهواره ای را چگونه تهیه می کنند؟) به آن هاپاسخ خواهیم داد.

۶) نفوذ به زیر ابرها و پشت دیوارها

یکی از سوالاتی که در باره تصویر برداری ماهواره ای مطرح می شود این است که ماهواره ها چگونه از پشت ابرها می توانند تصویر برداری کنند؟همچنین آیا ماهواره ها میتوانند ازبه زیرسقف ها و دیوارها نفوذ کرده وتصویر برداری کنند و یا ازاعماق دریاها و اقیانوس ها تصویرتهیه کنند پاسخ به این سولات هم می تواند مثبت باشد هم منفی دربخش هشتم(۸- نفوذ به زیر ابرها و پشت دیوارها)در مورد تصویربرداری ازپشت ابرها و همچنین درون مکان های مسقف همچنین اعماق اقیانوس ها توضیح می دهیم .

۷)تصویر برداری ماهواره ای و امنیت

در مورد تصویر برداری ماهواره ای سوال های جالب و در عین حال مخاطره آمیزی مطرح می شود که بیشتر به امنیت ملی (امنیت کشور) و امنیت فردی(امنیت اشخاص) مربوط می شود بسیاری از این مخاطرات واقعی و بسیاری غیر واقعی می باشند در بخش نهم(۹-تصویر برداری ماهواره ای و امنیت)در مورد مخاطراتی که تصویر برداری ماهواره ای می تواند بوجود بیاورد توضیح می دهیم . و در مقاله “ ماهواره و امنیت “ به طور کامل در مورد تهدیدات و مخاطراتی که ماهواره ها ( اعم از ماهواره های نظامی و جاسوسی و… ) می توانند ایجاد کنند توضیح می دهیم .

۸)چگونه می توان تصاویر ماهواره ای کیفیت بالا تهیه کرد؟

تهیه تصاویر ماهواره ای از نقاط خاص نه تنها برای شرکت های بزرگ و سازمان های علمی و فنی و دولت ها و کشورها بسیار مهم است بلکه برای افراد حقیقی و حقوقی هم مهم و دارای کاربردهای بسیار مهمی می باشد همچنین بعضی اشخاص (ولو از سر کنجکاوی )علاقه دارند که تصاویر ماهواره ای از مکان های متعلق به آنان (خانه و باغ و مزرعه و…و یا پروژه های ساخت و ساز آنها ) تهیه کنند. شما هم می توانید این تصاویر را تهیه کنید در بخش دهم (۱۰- چگونه می توان تصاویر ماهواره ای کیفیت بالا تهیه کرد؟ ) درمورد روش تهیه تصاویرماهواره ای توضیح می دهیم .

۹) گوگل ارت و گوگل مپ

همه شما کم و بیش با “گوگل ارث و گوگل مپ” آشنا هستید این دو برنامه (گوگل مپ سایت است تا برنامه ولی ما هر دو را برنامه می نامیم)بسیار کاربردی و مهم هستند درگوگل مپ(گوگل مپس)نقشه های دقیق از سراسرجهان در آن وجود داردو درگوگل ارث می توانیم تصاویر ماهواره ای مختلف را از هرکجای جهان دانلود کنیم دربخش یازدهم (۱۱- گوگل ارت و گوگل مپ) منحصرا در مورد تهیه تصاویر ماهواره ای توسط دو برنامه گوگل مپ و گوگل ارث توضیح می دهیم .

 

برای مطالعه سایر مقاله های نجومی روی شکل زیر کلیک کنید.

برای مطالعه مقاله های روانشناسی اینجا را کلیک کنید .

عکس های طبیعت, طبیعت خوانسار , شکوفه های بهاری  , گلستان کوه ,دانلود آلبوم های کامل بهترین و زیباترین عکس ها ,آلبوم هائی با صدها عکس کیفیت بالا ,  در هیچ کجای اینترنت این عکسها را پیدا نمیکنید , عکس هابدون استفاده از تکنیک های فتوشاپ تهیه شده , کاملا طبیعی 

برای آموزش کامل و حرفه ای گوگل مپ روی شکل زیر کلیک کنید

همه جیز در مورد گوگل مپ

۱) هر گونه اظهار نظر را در فرم اظهار نظر کاربران وارد کنید .
۲) نظرات بعد از تایید مدیریت نشان داده می شود .
۳) با انتقادات و پیشنهادات سازنده خود ما را هرچه بیشتر  همراهی کنید . مدیریت از انتقادات و پیشنهادات سازنده شما استقبال میکند .
۴) نوشته های قرمز پر رنگ ارجاع به لینک هستند که هنوز لینک آنها قرار داده نشده است ( هنوز صفحه آنها منتشر نشده است )
۵) نوشته های آبی پر رنگ ارجاع به لینک هستند که لینک آنها قرار داده شده است ( صفحه آنها منتشر شده است )
۶) هرگونه بهره برداری : کپی تمام و یا قسمتی از مطالب این سایت بدون ارجاع منبع آن ممنوع می باشد .
۷) تکثیر فایل های Pdf با ذکر منبع آزاد ولی فروش آن تحت هر عنوان و با ذکر منبع هم ممنوع می باشد.

 

 

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *