شنبه, ۳۰ فروردین ۱۳۹۹ ۰۲:۴۴ ۶۶۹
چچ
​دریافت، ثبت، پردازش و انتشار اطلاعات سنجش از دوری

​دریافت، ثبت، پردازش و انتشار اطلاعات سنجش از دوری

در این مطلب در مورد ​دریافت، ثبت، پردازش و انتشار اطلاعات سنجش از دوری، در بخش مدرسه سنجش از دور سازمان فضایی ایران مقطع متوسطه، توضیحاتی داده شده است.

دریافت و ثبت اطلاعات توسط سنجنده ها

همانگونه که در بخش معرفی فناوری سنجش از دور برای مقطع متوسطه مدرسه اشاره شده است، فناوری سنجش از دور، علم و هنر جمع آوری اطلاعات از عوارض و پدیده های سطح زمین، بدون تماس مستقیم با آنها، می باشد. همچنین هر سیستم سنجش از دوری بر پایه امواج الکترومغناطیس و اندازه گیری و ثبت انرژی بازتابی از سطح زمین، استوار است. عملیات اندازه گیری و ثبت اطلاعات در یک سیستم سنجش از دوری، توسط سنجنده ها صورت می گیرد. سنجنده دستگاهی است که ورودی های خاص را تشخیص داده و ثبت می کند. این ورودی خاص می تواند نور، گرما، حرکت، رطوبت، فشار یا سایر اطلاعات دیگر باشد. به عبارت ساده تر، در سنجش از دور، سنجنده ها وظیفه دریافت و ثبت داده های رسیده از عوارض و پدیده ها را بر عهده دارند. سنجنده ها بر روی ماهواره، هواپیما، بالن، پهپاد و سایر ابزار پرنده نصب می گردد.

انواع سنجنده ها بر اساس منبع انرژی

سنجنده ها (سنسور) به دو گروه اصلی از نوع فعال و غیر فعال تقسیم می شوند. سنجنده های فعال آنهایی هستند که خود منبع انرژی دارند. یعنی سنجنده، امواج را به سمت هدف می فرستد، سپس اشعه ی منعکس شده یا برگشت یافته از هدف را، شناسایی و اندازه گیری می کند (بخش سنجش از دور فضایی مقطع متوسطه).


جمع آوری اطلاعات از سطح زمین توسط سنجنده فعال،  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 1، جمع آوری اطلاعات از سطح زمین توسط سنجنده فعال


سنجنده های غیرفعال خود دارای منبع انرژی نیستند و فقط میزان تشعشع الکترو مغناطیسی منعکس شده از اجسام و پدیده ها را ثبت می نمایند. در این حالت، منبع اصلی انرژی ستاره خورشید می باشد.


جمع آوری اطلاعات از سطح زمین توسط سنجنده غیر فعال،  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 2، جمع آوری اطلاعات از سطح زمین توسط سنجنده غیر فعال


در هر دو حالت، امواج الکترومغناطیس منتشر شده، به عوارض و پدیده های سطح زمین برخورد و قسمتی از انرژی ارسالی از خورشید توسط پدیده ها، جذب می گردد و قسمتی دیگر از آنها عبور می کند. اما آنچه در علم سنجش از دور اهمیت داشته و قابل اندازه گیری است، میزان انرژی منعکس شده از پدیده ها می باشد. این انرژی به سنجنده فعال یا غیر فعال رسیده و توسط آنها ثبت می گردد. انرژی ثبت شده همان چیزی است که در سنجش از دور مهم است و مورد استفاده قرار می گیرد.


موج الکترومغناطیس در برخورد با عارضه،   <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 3، دربالا امواج ارسال شده از منبع (خورشید) به عارضه های زمینی با رنگ آبی، امواج جذب شده توسط عارضه به رنگ زرد، امواج عبوری به رنگ سبز و امواج منعکس شده در جهات مختلف به رنگ قرمز نمایش داده شده است.


فناوری سنجش از دور امواج منعکس شده (در شکل 3 به رنگ قرمز) را توسط سنجنده دریافت و ثبت اطلاعات می نماید. همانطور که از قبل می دانیم، امواج الکترو مغناطیس از بخش های مختلفی تشکیل شده است. اکثر سنجنده های غیرفعال در برنامه های سنجش از دور در بخش های مرئی، مادون قرمز، مادون قرمز حرارتی و مایکروویو طیف الکترومغناطیسی اقدام به ثبت اطلاعات می نمایند. (بخش سنجش از دور فضایی مقطع متوسطه).


  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه انتقال داده های ثبت شده

انتقال داده های ثبت شده توسط سنجنده به کاربران به منظور تجزیه و تحلیل، موضوع بسیار مهمی است زیرا سنجنده دارای ظرفیت ذخیره محدودی بوده و توانایی نگهداری همیشگی کلیه داده های ثبت شده در خود را ندارد. از این رو داده ها باید در شرایط مساعد از سنجنده خارج و فضای ذخیره برای ثبت مجدد داده خالی گردد. در حالتی که داده های سنجش از دور، توسط سنجنده متصل در هواپیما یا پهپاد، جمع آوری گردد ( سنجش از دور هوایی - مدرسه سنجش از دور مقطع متوسطه)، می توان داده ها را پس از فرود هواپیما یا پهپاد از فضای ذخیره داده خالی نمود و آنها را مورد پردازش قرار داد و در نهایت به دست کاربر نهایی سپرد. اما در مورد سنجنده ای که بر روی ماهواره سوار بوده ( سنجش از دور فضایی) و اقدام به ثبت داده می نماید، مساله کمی متفاوت است. از آنجایی که ماهواره تا پایان طول عمر خود در مدار گردش به دور زمین می ماند، باید داده های جمع آوری شده را به طریقی به زمین برساند. این عمل توسط ایستگاه های دریافت زمینی صورت می گیرد.


نحوه انتقال داده از ماهواره به ایستگاه های زمینی،   <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 4، نحوه انتقال داده از ماهواره به ایستگاه های زمینی


با توجه به شکل (4)، فرض کنید یک ایستگاه دریافت زمینی (A) در میدان دید ماهواره سنجش از دور (B) قرار داشته باشد، در این حالت می توان داده های ثبت شده را مستقیماً به زمین انتقال داد. در حالت دوم اگر ماهواره سنجش از دور (B) در میدان دید ایستگاه زمینی نباشد، داده های ثبت شده را می تواند برای انتقال به ایستگاه زمینی بعدی، در خود ذخیره نماید. در حالت سوم، داده ها می توانند از طریق سیستم ماهواره ردیابی داده (C) به ایستگاه زمینی منتقل شوند. این سیستم از یک سری ماهواره های ارتباطی تشکیل شده است. در این حالت، داده ها از یک ماهواره سنجش از دور به ماهواره ردیابی منتقل می شوند تا اینکه در نهایت به ایستگاه زمینی مناسب برسند. ایستگاه های زمینی برای دریافت داده، پردازش، ذخیره سازی اطلاعات سنجش از دور و در نهایت تحویل آنها به جامعه کاربران، مورد استفاده قرار می گیرند.



  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه ایستگاه های گیرنده ی مرکز فضایی ماهدشت

مرکز فضایی ماهدشت یکی از ایستگاه های دریافت داده های ماهواره ای متعلق به سازمان فضایی ایران است که در فاصله هفتاد کیلومتری غرب شهر تهران قرار گرفته و دارای وسعتی در حدود 42 هکتار می باشد. تاریخچه فعالیت این مرکز به سال 1351 بر می گردد. دریافت داده از ماهواره های مختلف، یکی از فعالیت های مهم این مرکز فضایی بشمار می آید. این داده ها پس از دریافت و پردازش به اطلاعات تبدیل می گردند. اینگون اطلاعات به دلیل دارا بودن ویژگی های منحصر به فرد، در زمینه های بسیار گسترده ای از جمله مدیریت بلایای طبیعی، هواشناسی، مدیریت محیط زیست، کشاورزی، جنگلداری و ... کاربرد فراوان دارند.


 آنتن گیرنده داده های ماهواره ای در مرکزفضایی ماهدشت سازمان فضایی ایران،  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 5، نمایی از آنتن های گیرنده داده های ماهواره ای در مرکزفضایی ماهدشت سازمان فضایی ایران



  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه ایستگاه اخذ تصاویر ماهواره ای نوا (NOAA)

این ایستگاه اخذ در سال 1375 در مرکز فضایی ماهدشت سازمان نصب و راه اندازی گردید تا از سری ماهواره های هواشناسی NOAA، اطلاعات دریافت می نمایند. این ایستگاه اخذ در طول روز قادر به دریافت داده های فراوانی از ماهواره های NOAA18 و NOAA19 می باشد. محدوده گذرهای ارسالی از ماهواره های NOAA، از سمت شمال تا شمال دریای خزر، از سمت جنوب تا شمال شرقی آفریقا، از سمت شرق تا غرب هند و از سمت غرب تا بخش کوچکی از شرق اروپا را شامل می گردد.


نمونه تصویر نوا، اخذ شده در مرکز فضایی ماهدشت سازمان فضایی ایران،   <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 6، نمونه تصویر نوا، اخذ شده در مرکز فضایی ماهدشت توسط ایستگاه گیرنده



مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع متوسطه ایستگاه اخذ تصاویر ماهواره ای ترا و آکوا سنجنده مادیس

ایستگاه دیگر اخذ داده های تصویری که در مرکز فضایی ماهدشت نصب و راه اندازی شده است، ایستگاه اخذ تصاویر ماهواره ای ترا/آکو می باشد که داده های مذکور به طور روزانه، دو گذر در صبح و دو گذر در شب، برای هر کدام از ماهواره های ترا و آکوا (ماهواره های ترا/آکوا در بخش متوسطه مدرسه سنجش از دور)، اخذ می گردد. این تصاویر ماهواره ای در مطالعات هواشناسی، کشاورزی، خشکسالی، پایش گرد و غبار و ... کاربرد فراوان دارند.


موزاییک تصاویر اخذ شده ماهواره ترا، مرکز فضایی ماهدشت، سازمان فضایی ایران،  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 7، موزاییک تولید شده از بهم چسبیدن تصاویر اخذ شده ماهواره ترا توسط ایستگاه گیرنده در مرکز فضایی ماهدشت


تصویر بالا همچنین محدوده اخذ و میدان دید گیرنده تصاویر ماهواره ای ترا سنجنده مادیس را نشان می دهد. همانگونه که در تصویر مشاهده می شود، تصاویر ماهواره ای مادیس اخذ شده، محدوده ای شامل کشورهای ایران، عربستان، مصر، سودان، آذربایجان، ترکیه، روسیه، اکراین، افغانستان، پاکستان، بخشی از کشور چین و هند و ... را پوشش می دهد.


مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع متوسطه ایستگاه اخذ تصاویر ماهواره (Feng Yung (FY2H

ایستگاه اخذ دیگر داده های تصویری که در مرکز فضایی ماهدشت نصب و راه اندازی شده است، ایستگاه اخذ تصاویر ماهواره FY2H می باشد که روزانه بین 31 الی 33 تصویر ماهواره ای از این ماهواره در ایستگاه گیرنده، دریافت می گردد. این گونه تصاویر ماهواره ای، مناسب پیش بینی وضعیت آب و هوا، تهیه ماسک ابر، تحلیل و شناسایی نوع ابر، تخمین میزان بارش، پایش طوفان، سیل و مه و ... مورد استفاده فراوان دارند.



تصویر ماهواره ای FY2H ،مرکز فضایی ماهدشت، سازمان فضایی ایران
شکل - 8، نمونه تصویر ماهواره ای FY2H اخذ شده در مرکز فضایی ماهدشت توسط ایستگاه گیرنده



مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع متوسطه ایستگاه اخذ تصاویر ماهواره سنتینل 3 (Sentinel-3)

از دیگر داده های اخذ شده توسط ایستگاه های اخذ مرکز فضایی ماهدشت، داده های ماهواره سنتینل-3 می باشد. داده های مذکور بین ساعت 11 الی 13 هر روز در مرکز ماهدشت توسط گیرنده این تصاویر، دریافت می شود. مجموع تصاویر دریافتی از ماهواره سنتینل 3A و سنتینل 3B در هر روز، کل ایران را پوشش می دهند. اندازه گیری ارتفاع سطح دریا) میزان ارتفاع سطح آب از ارتفاع متوسط آبهای آزاد (ارتفاع موج های بلند، نقشه پوشش جنگل و تشخیص آتش، نظارت بر تغییر کاربری زمین، نظارت بر کیفیت آب دریا و نظارت بر آبهای داخلی از جمله رودخانه ها و دریاچه ها و .... از مهمترین کاربردهای این تصاویر ماهواره ای می باشد.


تصویر سنتینل-3، ایستگاه فضایی ماهدشت، سازمان فضایی ایران،  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 9، نمونه تصاویر سنتینل - 3 اخذ شده در ایستگاه فضایی ماهدشت توسط ایستگاه گیرنده مخصوص. شکل سمت چپ تصویر ماهواره ای سنتینل - B 3 و شکل سمت راست تصویر ماهواره سنتینل - 3 A در روز 20 فروردین 1399 می باشد.



مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع متوسطه ایستگاه اخذ تصاویر ماهواره (METEOSAT-8 (MSG1

یکی دیگر از اطلاعات ماهواره ای که در مرکز فضایی ماهدشت دریافت می شود، اطلاعات ماهواره METEOSAT-8 می باشد. این تصاویر در مواردی چون تشخیص مه، طوفان گرد و غبار یا خاکستر، ارزیابی خصوصیات توده هوا و ... کاربرد فراوان دارند.


تصویر ماهواره ای METEOSAT-8،  <strong class='sis-keyword'>مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong></strong> مقطع متوسطه
شکل - 10، نمونه ای از تصویر ماهواره ای METEOSAT-8



انجام پردازش بر روی تصاویر دریافتی

داده ها در ایستگاه گیرنده زمینی، به صورت خام دریافت می شوند. در صورت لزوم، داده ها می توانند، برای پاره ای اصلاحات مربوط به وضوح تصویر، تصحیحات جوی و ... پردازش شوند و به یک فرمت استاندارد تبدیل شوند. داده ها بر روی نوار، دیسک یا سی دی و ... ذخیره می شوند. داده ها معمولاً در بیشتر ایستگاه های دریافت و پردازش بایگانی می شوند و کتابخانه های کامل داده ها توسط سازمانهای دولتی و همچنین شرکتهای تجاری مسئول بایگانی هر سنجنده، اداره می شوند. پس از آماده سازی داده ها، عمل فهرست نویسی نیز صورت می گیرد و در نهایت در اختیار استفاده کنندگان قرار می گیرند.
برای بسیاری از سنجنده های ماهواره ای، این امکان وجود دارد که در صورت نیاز به اطلاعات، در سریعترین زمان ممکن، پس از جمع آوری، داده ها در اختیار مشتریان قرار می گیرد. تصاویر و داده های ماهواره ای می توانند با کمک این سیستم در عرض چند ساعت پس از جمع آوری در اختیار کاربران نهایی قرار گیرند. به عنوان مثال یکی از کاربردهای این نوع پردازش سریع داده ها، تهیه تصاویر برای کشتی های دریانوردی در قطب شمال است، زیرا به آنها امکان می دهد شرایط فعلی یخ را به سرعت ارزیابی کنند تا تصمیم گیری های ناوبری را در مورد ساده ترین و امن ترین مسیرها از طریق یخ انجام دهند. همچنین از تصاویر با وضوح پایین، به عنوان پیش نمایش تصاویر بایگانی شده (QuickLook) استفاده می شود. کیفیت این نوع از محصولات داده، تخریب شده است، اما همین اطلاعات به کاربر کمک می کند تا از محدوده پوشش تصویر، مناسب بودن کیفیت کلی تصویر از نظر میزان ابر و ... آگاه شود.

شما می توانید در پرتال سازمان فضایی ایران در بخش "پایش ماهواره ای زمین" تصاویر ماهواره ای ترا مادیس، اکوا مادیس، نوا و سنتینل 3، اخذ شده در مرکز فضایی ماهدشت را بصورت پیش نمایش (Quicklook) مشاهده نمایید.


آدرس کوتاه شده:
فهرست طبقات