سنجش از دور (Remote Sensing )

سنجش از دور (Remote Sensing )

اسلاید 1: Remote Sensing سنجش از دور يعنی تشخيص و جمع‌آوری داده از فاصله دور و عمدتاً به عنوان فناوري و علمي تعريف مي‌شود که به وسيله آن مي‌توان بدون تماس مستقيم، مشخصه‌هاي (مکاني، طيفي، زماني) يک شيء يا پديده را تعيين، اندازه‌گيري و يا تجزيه و تحليل نمود . سنجش از دور دانش پردازش و تفسیر تصاویری است که حاصل ثبت تعامل انرژی الکترومغناطیس و اشیاء می باشند.

اسلاید 2: تاريخچه سنجش از دور1839- کشف فن عکاسی (نيپس و داگر فرانسوی)1859-اولين عکس هوايی از بالن (فليکس)1903- برداشت عکس توسط دوربين نصب شده بر کبوتر1909- برداشت اولين عکس هوايی توسط ويلبر رايت1914- برداشت اولين عکس هوايی استريو در برلناستفاده از عکس های هوايی در جنگ های جهانی اول و دوم1960-جمع آوری تصاوير ار طريق ماهواره (امريکا)1972-پرتاب ماهواره لند ست1

اسلاید 3: Recording typeانالوگ (film)فیلم باید بازیابی شوددقت کار بستگی به نوع فیلم داردDigital (رقومی)بازیابی اطلاعات اسان تر می باشددقت کار بستگی به نوع سنسور و واحد های اراضی داردRASTER DATA

اسلاید 4: تقسیم بندی سنجنده ها براساس اطلاعات1- سنجنده های تصویری Imaging sensor2- سنجنده های عددی یا رقومی Digital sensor

اسلاید 5: انواع فیلمسیاه و سفیدرنگیمادون قرمز

اسلاید 6: موارد استفاده از تصاویر ماهواره ایتهیه نقشه از عوارض (زمین شناسی ،منابع آبی و .....)مونیتورینگ (تغییرات جنگل ،گسترش شهر ها و...)پیش بینی ها (بارش،طوفان،بلایای طبیعی و .....)تهیه DEM

اسلاید 7: کاربردهایي از سنجش از دور : زمین شناسیپایش تغییرات اقلیمیتخمین تولید و وسعت اراضی کشاورزیپايش تغییرات پوشش گیاهی بررسي تاثير تغيير اقليم بر روي يخچال‌ها در مناطق قطبي، تعيين عمق جریانهای آبيجمع‌آوري اطلاعات نظامي از مناطق پرخطر مرزي است. جايگزين روش‌هاي پرهزينه جمع‌آوري اطلاعات ميداني

اسلاید 8: مزایای استفاده از تصاویر ماهواره ایتصاویر همزمان با طول موج های مختلفامکان بررسی مناطق وسیعبررسی دوره ای change detection امکان تغییر در سطوح وسیع با زاویه روشنایی ثابتامکان استفاده از سیستم های کامپیوتری برای انالیز داده هاامکان ذخیره اطلاعاتکاهش هزینه و زماندسترسی اسان به اطلاعات

اسلاید 9: امواج کاهنربائی ((EM

اسلاید 10: اساس سیستمهای سنجش از دوری بر اندازه گیری نوعی از انرژی است که انرژی الکترومغناطیس (electromagnetic) نامیده می شود. انرژی الکترومغناطیس از طرف اشیاء به سمت سنجنده حرکت می کند وتوسط سنجنده دریافت، اندازه گیری وثبت میشود. شناخته ترین نوع انرژی الکترومغناطیس همان نور است که برای ساکنین زمین عمده ترین منبع تولید آن خورشید است.

اسلاید 11:

اسلاید 12:

اسلاید 13:

اسلاید 14: امواج الکترو مغناطيساشعه گاما 003/ -0/03 نانو متراشعه ایکس 3 -0/03 نانو متراشعه ماوراء بنفش 3 نانومتر 0/4میکرومتراشعه مرعی 0/4 - 0/7میکرومتراشعه مادون قرمز 0/7میکرومتر 1 ميليمترامواج مایکروویو 1ميليمتر 1 متررادار 1 سانتیمتر 3 متر

اسلاید 15: اشعه مادون قرمزمادون قرمزنزدیک NIR 0/7 1/3 میکرومترمادون قرمز میانی MIR 1/3 3 میکرومترمادون قرمزدور FIR 3میکرومتر 1 میلیمترمادون قرمز انعکاسی (منبع خورشید) RI 3 - 7 میکرومترمادون قرمز مادون قرمزدفعی (خورشید و انرژی زمین گرمائی) EIR 3-15 میکرومتر

اسلاید 16: منابع انرژی الکترومغناطیسخورشید منبع تولید این انرژی بوده که بصورت طیف پیوسته انرا منتشر میکندبخش عظیمی از این انرزی شامل امواجی با طول موج کوتاه ( (0.4-0.7 ɥm یا طیف مرئی می باشد

اسلاید 17: انواع سنجنده فعال(Active sensor) : خود تولید کننده انرژی الکترو مغناطیس می باشد. رادار- میکروویو- اشعه x-عکاسی با فلاش سونارغیر فعال (Passive sensor): خود دارای مولد انرژی الکترو مغناطیسی نیستند بلکه انرژی منعکس شده ازپدیده های مختلف زمین راکه اشعه الکترو مغناطیس خورشید به آنها تابیده جمع آوری می کند.مانند عکس های هوایی ، تصاویر ماهواره ای بررسی منابع زمینی ((LANDSAT-GEOEYE-ASTER

اسلاید 18: Platformحامل يا ناقل سنجنده هاي دورسنجي، پلاتفورم يا سكو ناميده مي‌شود. سكو شامل سخت افزار و نرم افزاري است كه موضوع و هدف را سنجيده يا با آن تعامل دارد. در واقع سكو، محموله ، لوازم و تجهيزات يك ماموريت است (مجموعه دوربين و سيستمهاي نوري و تصويري).

اسلاید 19: انواع سکو Platformسکو های زمينیسکوهای هوائی (بالن- هلی کوپتر-هواپيما-......)سکو های فضائی (شاتل- ايستگاه فضائی- ماهواره ها)

اسلاید 20: انواع ماهواره هاماهواره های علمیماهواره های هواشناسیماهواره ارتباطیماهواره ردیابماهواره های مشاهده زمینماهواره های نظامی….

اسلاید 21: انواع مدار ماهواره هاارتفاع زیاد (ژئوسینکرونوس) -بر فراز استوا و در ارتفاع ۳۵۹۰۰ کیلومتر قرار دارند و با سرعت و جهت برابر حرکت زمین حرکت می کنندارتفاع متوسط - ارتفاع یک مدار متوسط حدود بیست هزار کیلومتر و دوره گردش ماهواره های آن ۱۲ ساعت است. مدار خارج از جو زمین و کاملاً پایدار است. امواج رادیویی که از ماهواره های موجود در این مدارها ارسال می شود، در مناطق بسیاری از زمین دریافت می شود.مدار قطبی (سان سینکرونوس) -تقریباً از فراز هر دو قطب زمین عبور می کنند. ماهواره های این مدار از همه عرض های جغرافیایی زمین می گذرند و در نتیجه می توانند اطلاعات را از تمامی سطح زمین دریافت کنند. ارتفاع مدار این ماهواره ها ۷۰۵ کیلومتر و دوره گردش آن ۹۹ دقیقه است.مدار ارتفاع کم - ماهواره های این مدار درست بر فراز جو زمین قرار دارند و تقریباً هوایی وجود ندارد تا اصطکاکی ایجاد کند. ماهواره های پژوهشی که اطلاعات را از اعماق فضا دریافت می کنند، غالباً در این مدارها حرکت می کنند.(120-250 km )

اسلاید 22: نحوه ارسال اطلاعاتارسال مستقيم اطلاعات به زمیندريافت توسط گيرنده های زمينیدريافت توسط ماهواره های مخابراتی و ارسال به زمين

اسلاید 23: چگونگی حرکت ماهواره هازمین اهنگخورشید اهنگ

اسلاید 24: Creating Color: Additive Primaries

اسلاید 25: تاثیر جسم بر تابش

اسلاید 26:

اسلاید 27: EMتا ثیراتمسفر بر امواجسرعت تشعشعطول موج شدتتوزیع طیفیجهت انتشاراین عوامل تحت تاثیر فاکتور هائی همانند طول موج طیف ، قطر مولکول های گاز ،غبار و ذرات آب دارد

اسلاید 28: اشکال انعکاس درجو • Rayleigh• Mie• Non-Selective Scattering

اسلاید 29: Rayleighزمانی اتفاق می افتد که قطر ذرات موجود در جو بسیار کوچکتر از طول موج امواج باشد. این عامل نسبت عکس با توان چهارم طول موج دارد یعنی نور آبی با طول موج (0.4 m) 16 برابربیشتر از نور مادون قرمز با طول موج (0.8 m) منعکس میشوداین پدیده سبب رنگ آبی اسما ن میشود

اسلاید 30: Mieزمانی که قطر ذرات موجود در جو تقریباٌ برابر با طول موج امواج میباشداین پدیده باعث ایجاد رنگ های زیبا در غروب هایی با هوای الوده میگردد

اسلاید 31: non-selective scatteringزمانی اتفاق می افتد که قطر ذرات چندین بار(10<) بزرگتر از طول موج امواج باشد که در این صورت تمامی امواج منعکس شده وما مخلوطی از طیف ها را می بینیم (هوای ابری) انعکاس امواج سبب ایجاد مشکلات شدید در مورد کسب اطلاعات در مورد اجسام در پروسه سنجش از دور می گردد

اسلاید 32: پروسه سنجش از دورمنابع انرژی تابش انرژیتابش وسطح مورد بررسیسنسور هاانتقال اطلاعات به مراکز زمينی تجزيه و تحليل داده هاخروجی ها

اسلاید 33: RESOLUTIONSpatial Resolution قدرت تفکیک مکانیSpectral Resolution قدرت تفکیک طیفیTemporal Resolution قدرت تفکیک زمانیRadiometric Resolution قدرت تفکیک رادیومتریک

اسلاید 34: Remote Sensing Systems: the Human EyeSpectral Resolution: 0.4-0.7 µmSpatial Resolution: ~ 1-3 cm @ 20 m Radiometric Resolution: ~16-32(2-3Bit) shades -B/W or ~100 colors

اسلاید 35: High vs. Low?Spatial Resolution

اسلاید 36: 100 meter resolution

اسلاید 37: 30 meter resolution

اسلاید 38: 5 meter resolution

اسلاید 39: Spectral ResolutionRemote Sensing & GIS Applications Directorate

اسلاید 40: Radiometric Resolution10236-bit range0638-bit range0255010-bit range2-bit range03

اسلاید 41: Temporal ResolutionTimeJuly 1July 12July 23August 311 days16 daysJuly 2July 18August 3

اسلاید 42:

اسلاید 43:

اسلاید 44:

اسلاید 45: Remote Sensing Images

اسلاید 46: Image elementsTone/color تن و رنگSize اندازهShape شکلTexture بافتPattern الگوHeight ارتفاعShadow سایهAssociation همراهی

اسلاید 47: Image CharacteristicsToneShapeSizePattern

اسلاید 48: Image Characteristics (2)TextureShadowAssociation

اسلاید 49: پیکسلPixel (picture element)پروسه سننجش از دور

اسلاید 50: PIXEL Picture Element

اسلاید 51: کوچکترین جزء ساختار ی (element) یک تصویر را گویند که دارای ادرس (Row Column) می باشدPIXEL

اسلاید 52: تصاویر در سنجش از دور

اسلاید 53: Row -columnUTMLOT-LONGforestAttribute data125DN

اسلاید 54: ATTENTIONرنگ ها در سیستم سنجش از دور واقعی نیستند

اسلاید 55: ستونFieldColumn4321    1Row    2Record  3,2 3ردیف    4    5    6

اسلاید 56: Row ColumnDNDigital Number

اسلاید 57: Pixel sizePixel Information (Attribute Table)DNRow ColumnCoordinate SYS.

اسلاید 58: RasterVector

اسلاید 59: Figure courtesy of USGSVector data file

اسلاید 60: Raster data file

اسلاید 61: نقطهخطسطحاشکال عوارض در نقشه

اسلاید 62:

اسلاید 63: هر عارضه ای با یک کد شناسائی خاص مشخص میگرددبرای هر عارضه مختصات همراه با اطلاعات توصیفی موجود می باشد

اسلاید 64: Vector lines (arcs) consist of a string of vertices terminated by a node.Line (arc)Start Node AEnd Node BPointPolygonsvertex

اسلاید 65:

اسلاید 66:

اسلاید 67: قابل نمایش به شکل اولیه می باشدنقشه های قدیمی به شکل برداری بوده لذا نیاز به تغییر نداردموقعیت دقیق عوارض مشخص می گردداطلاعات موجود در ان دارای دقت مکانی کافی می باشدمزایای سیستم برداری (vector)

اسلاید 68: موقعیت هر ورتکس می بایست ذخیره شودبرای انالیز دقیق ،اطلاعات برداری باید دارای ساختار توپولوژی باشنداطلاعات پیوسته همچون اطلاعات ارتفاعی قابل ارائه نمی باشندمعایب سیستم برداری (vector)

اسلاید 69: ساختار ساده ای داردتلفیق ان راحت تر استمزایای سیستم شبکه ای ( (Raster

اسلاید 70: مشکل اصلاح دارددر سیستم برداری فقط ID عوض میشوددقت هندسی پائین استعوارض کوچک قابل نمایش نیستندخروجی نا زیبا استحجم حافظه بیشتری را نیاز داردابعاد پیکسل موقعیت دقیق عوارض را نشان میدهدمعایب سیستم شبکه ای ( (Raster

اسلاید 71: مشخصات عمومی نقشهعنوان نقشهشمال نقشهمقیاسراهنماتهیه کننده نقشهسال تهیهمختصاتکادر نقشهسیستم تصویر

اسلاید 72: انواع شما لشمال واقعی شمال مغناطیسیشمال شبکهشمال کاربر

اسلاید 73: سیستم های مختصاتی LOT &LONGUTM

اسلاید 74:

اسلاید 75: 0º0ºPoint of OriginPrime MeridianEquator(Longitude)(Latitude)10º N30º N10º SLatitude & Longitude

اسلاید 76:

اسلاید 77: Meridians of Longitude10º10º110º W120º W690 miles460 miles240 mi10ºEquatorTo North PoleTo South Pole

اسلاید 78: چرا UTM

اسلاید 79: Projectionسیستم تصویر

اسلاید 80:

اسلاید 81:

اسلاید 82: Classes of ProjectionsPlanar Projection

اسلاید 83: UTMUniversal Transverse Mercator

اسلاید 84:

اسلاید 85: 160UTM Grid Overlay60 Zones, and 20 Latitude Bands21GMWX80º S84º NDCEFHJKLNPQRSTUVLatitude Bands21 TTZonesEquator

اسلاید 86:

اسلاید 87:

اسلاید 88: سنجنده:هر وسيله اى که اشعه الکترومغناطيسى منعکس شده از پديده هاى مختلف يا ساير انرژيهاى ساطع شده (مثل مادون قرمزحرارتى)را جمع آورى نموده وبه شکلى مناسب ،، ‌براى کسب اطلاعات از محيط اطراف ارائه دهد سنجنده ناميده مى شود.سنجنده دستگاهى است که به اندازه گيرى ميزان انرژى بازتاب شده از يک شيى مى پردازد

اسلاید 89: نحوه کارکرد اسکنرها

اسلاید 90: اسکنر با برداشت عرضی

اسلاید 91:

اسلاید 92: اسکنر با برداشت طولی

اسلاید 93: پروسه سنجش از دورجمع آوری داده(energy propagation, platforms)پردازش (conversion of energy pattern to images)تجزیه وتحلیل (quantitative and qualitative analysis)ارزیابی دقت(radiometric and geometric correction)توزیع اطلاعات به کاربران(hard copy, CD-ROM, X-BYTE)

اسلاید 94:

اسلاید 95: Best MSS Bands for Identifying Surface FeaturesItemCategoryBest BandsSalient Characteristicsa.Clear Water7Black tone in black and white and color.b.Silty Water4,7Dark in 7; bluish in color.c.Nonforested Coastal Wetlands7Dark gray tone between black water and light gray land; blocky pinks, reds, blues, blacks.d.Deciduous Forests5,7Very dark tone in 5, light in 7; dark red.e.Coniferous Forest5,7Mottled medium to dark gray in 7, very dark in 5; brownish-red and subdued tone in color,f.Defoliated Forest5,7Lighter tone in 5, darker in 7 and grayish to brownish-red in color, relative to normal vegetation.g.Mixed Forest4,7Combination of blotchy gray tones; mottled pinks, reds, and brownish-red.h.Grasslands (in growth)5,7Light tone in black and white; pinkish-red.i.Croplands and Pasture5,7Medium gray in 5, light in 7, pinkish to moderate red in color depending on growth stage.j.Moist Ground7Irregular darker gray tones (broad);darker colors.k.Soils-bare Rock-Fallow Fields4,5,7Depends on surface composition and extent of vegetative cover. If barren or exposed, may be brighter in 4 and 5 than in 7, Red soils and red rock in shades of yellow; gray soil and rock dark bluish; rock outcrops associated with large land forms and structure.1.Faults and Fractures5,7Linear (straight to curved), often discontinuous; interrupts topography; sometimes vegetated.m.Sand and Beaches4,5Bright in all bands; white, bluish, to light buff.n.Stripped Land-Pits and Quarries4,5Similar to beaches – usually not near large water bodies; often mottled, depending on reclamation.o.Urban Areas: Commercial Industrial5,7Usually light toned in 5, dark in 7, mottled bluish-gray with whitish and reddish specks.p.Urban Areas: Residential5,7Mottled gray, with street patterns visible; pinkish to reddish.q.Transportation5,7Linear patterns, dirt and concrete roads light, in 5; asphalt dark in 7.

اسلاید 96: منبع انرژیEnergy sourceموج الکترومغناطیس را تولید کرده و آنرا از طریق اتمسفر به سمت اشیاء گسیل می دارد.مهمترین پارامترهای منبع انرژی : زاویه ارتفاعی، طول موجهای ارسالی، فاصله از عوارض این موج از واسطه ای به نام اتمسفر عبور می کند.

اسلاید 97: وسایل لازم در عکس برداریدوربین عکسبرداری انواع فیلم شاسی

اسلاید 98: نحوه عکس برداریعکس برداری قائمعکس برداری مایل خیلی مایل:افق قابل دید است کمی مایل : افق دیده نمی شود

اسلاید 99:

اسلاید 100:

اسلاید 101:

اسلاید 102:

اسلاید 103: زمان مناسب عکسبرداری به عوامل ذیل وابسته است : - شرایط محیطی و طبیعت هر منقطه- هدف کاربر- فیلم مورد استفاده - نوع نقشه مورد نیاز- تعداد روزهای آفتابی و قابل عکسبرداریمناسب ترین زمان عکسبرداری هوایی :

اسلاید 104: اطلاعات موجود در حاشیه عکسشماره پروازساعت پروازشماره عکسنام منطقهفاصله کانونی دوربینارتفاع پروازتراز

اسلاید 105: انواع فیلمفیلم های سیاه سفید سادهفیلم های رنگی فیلم های پانکروماتیکفیلم های مادون قرمز

اسلاید 106:

اسلاید 107: کاربرد عکس های هواییکشاورزیمنابع طبیعیزمین شناسیابخیزداریپهنه بندی خاک و خاکشناسیزهکشی و هیدرولوژی مرتعداری تهیه نقشه های توپوگرافیبررسی مسائل جغرافیاییتهیه مدل های سه بعدیکنترل سیلاب ها

اسلاید 108: عوامل تاثیرگذار در تفسیر عکس های هوائیحساسیت ترکیب فیلم و فیلتر و یا حساسیت سایر دستگاههای کشف و ضبط. عکس گیری در عمل آوردن فیلم و تصویر فصل سال ساعت عکسبرداری اثرات اتمسفر مقیاس تصویر حرکت تصویر در لحظه عکاسی پارالاکس استریوسکپی قدرت دید و درک تشخیص مفسر ابزار و تکنیک تعبیر و تفسیر

اسلاید 109: اشنايي با عكس ها

اسلاید 110: اصول برجسته بینی

اسلاید 111: تعیین خط پرواز

اسلاید 112: تعیین مقیاس در عکس های هوایی

اسلاید 113: تعیین مقیاس در عکس های هواییبا استفاده از نقشه توپو گرافی

اسلاید 114: سطح موثر عکس های هوایی

اسلاید 115: تهیه نقشه کاربری اراضی

اسلاید 116: تعیین اختلاف ارتفاع بین نقاط

اسلاید 117:

اسلاید 118: h = اختلاف ارتفاع بين دو نقطه (متر)H=ارتفاع پرواز هواپيما (متر)f= فاصله كانوني دوربين (ميلي متر)B=فاصله دو نقطه در روي زمين (متر)b=فاصله دو نقطه در روي عكس (ميلي متر)P= اختلاف پارالكس (ميلي متر)