سه شنبه, ۲۰ اسفند ۱۳۹۸ ۰۲:۰۸ ۴۲۳
طبقه بندی: آزمایشگاه Rs
چچ
کتابخانه های طیفی موجود در سطح جهان

از مجموعه کتابخانه های طیفی

کتابخانه های طیفی موجود در سطح جهان

کتابخانه طیفی مجموعه ای از طیف های مربوط به عناصر، مواد و سطوح مختلف است که برای شناسایی یک عنصر، ماده یا سطح خاص به کار گرفته می شود.

اولین ضرورت پیش رو در توسعه یک کتابخانه طیفی، نیازسنجی و مشخص نمودن اهداف مورد نظر است. همچنین، باید توجه داشت که برای مقایسه طیف یک هدف خاص با طیف نمونه های موجود در کتابخانه، معمولاً ویژگی های جذبی اهداف، ملاک عمل قرار می گیرد؛ بنابراین با توجه به نوع نمونه های موجود در کتابخانه (پوشش گیاهی، مواد معدنی و ...)، لازم است بازه طول موجی بهینه از طیف الکترومغناطیس برای ثبت طیف این مواد ارزیابی و تعیین گردد. با توجه به اینکه بازه های مختلف طیف الکترومغناطیس ویژگی های متفاوتی دارد، بررسی تجهیزات و روش های مناسب اندازه گیری حائز اهمیت می باشد.

  1. کتابخانه طیفی USGS

1-1. مرجع تهیه کننده و اهداف تهیه
این کتابخانه طیفی توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده امریکا تهیه شده است. بنا به اظهار تولید کنندگان، این کتابخانه به منظور استفاده از ویژگی های طیفی آن با هدف شناسایی این مواد و مواد مشابه توسط روش های سنجش از دوری، تهیه شده است. تحلیل داده های طیفی اندازه گیری شده در آزمایشگاه ها و یا تجهیزات سوار بر سکوهای هوابرد و فضابرد نیازمند یک پایگاه دانش است و این کتابخانه طیفی، در واقع، پایگاه دانش موردنیاز برای طیف سنجی مواد معدنی و ... را که در بسیاری از پروژه های تحقیقاتی برای سازمان زمین شناسی ،آمریکا اهمیت می یابد، شکل می دهد.
2-1. مواد موجود در کتابخانه
مواد موجود در این کتابخانه در شش دسته کلی مواد معدنی، مواد جامد، پوشش های گیاهی، مواد دست ساز بشر، مایعات و ریزجانداران قابل تقسیم بندی است؛ در این کتابخانه حدود 2500 منحنی طیفی وجود دارد.

  • مواد معدنی : مواد معدنی شامل آرسنات، بورات، کربونات، عناصر، هالید، هیدروکسید، نیترات، اکسید، فسفات، سیلیکات، سولفات و سولفیدها می باشد که برای بیشتر این مواد پراش پرتو ایکس و تحلیل های شیمیایی صورت پذیرفته و تمام آن ها پیش از طیف سنجی، خلوص سنجی شده اند.
  • مواد جامد، انواع خاک و سنگ : در این کتابخانه طیف خالص و مرکب/مخلوط موادی نظیر اولیون، گرانیت، اسکابولیت، مونت موریلونیت، موسکویت، ژاروسیت و آلونیت ها به صورت جامد اندازه گیری شده است. افزون بر این، طیف مواد دیگری نظیر یخ، کروژن، مواد معدنی آمونیاکی، اکسیدهای نادر زمین، سطوح براق بیابان ها، انواع کائولینیت های کیریستال، انواع کائولینیت های اسمکیت، انواع زئولیت ها و طیف وسیعی از مواد رسوبی نیز در این کتابخانه به چشم می خورد.
  • پوشش گیاهی : به دلیل اهمیت پوشش های گیاهی در مطالعات زمینی، طیف درختان، بوته ها/درختچه ها، علفزارها/مراتع، گل ها، برگ ها، گلسنگ ها و سایر ریزجانداران در این کتابخانه طیفی گنجانده شده است. اندازه گیری ها در مقیاس های مختلفی، از طیف برگ یک گیاه خاص در آزمایشگاه تا اندازه گیری طیف یک گونه مشخص در فیلد و یا طیف سنجی یک درخت کامل، صورت پذیرفته؛ و برای تمام مشاهدات افزون بر نام دقیق علمی (رده بندی و ...) نام متداول آن نیز آورده شده است.
  • مواد دست ساز بشر : در این گروه، طیف موادی نظیر پلاستیک ها، مواد مورد استفاده در پوشش سقف ساختمان ها، الوارها و سایر مصنوعات چوبی، رنگ ها و دیگر مواد دست ساز بشر ثبت شده است.

• مایعات، محلول ها، مخلوط ها و مواد فرار : طیف مایعات مختلفی، از آب گرفته تا محلول ها و مخلوط های مرکب از مواد آلی و معدنی، در این گروه قرار گرفته است.

  • عکس های رقومی : بیشتر نمونه ها در حال حاضر شامل تصاویر رقومی می باشند. برای مواد معدنی، تصاویر رقومی با مقیاس 8 میکرومتر برای هر پیکسل موجود می باشد. این تصاویر توسط دوربین رقومی در آزمایشگاه تهیه شده اند.


جمع آوری داده های طیفی  <strong class='sis-keyword'>کتابخانه طیفی</strong>  <strong class='sis-keyword'>USGS</strong> و داده های کمکی موجود در پایگاه داده، مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع دانشجویان
شکل 1. جمع آوری داده های طیفی کتابخانه طیفی USGS و داده های کمکی موجود در پایگاه داده

  1. کتابخانه طیفی JPL

1-2. مرجع تهیه کننده و اهداف تهیه
این کتابخانه توسط C.I.Grove,S.J.Hook و E.D.Paylor تهیه شده است. هدف این کتابخانه تهیه طیف 160 ماده معدنی است. اطلاعات کمکی شامل نام ماده معدنی، تعداد نمونه و محل نمونه برداری در هر طیف موجود است.
2-2. مواد موجود در کتابخانه

  • مواد معدنی : کتابخانه طیفی JPL در آزمایشگاه و بر اساس طیف بازتابندگی 160 ماده معدنی در محدوده 0.4 الی 2.5 میکرومتر تولید شده است. در نسخه اصلی این کتابخانه، طیف مواد در کلاس هایی مطابق با دسته بندی مرسوم در کانی شناسی، طبقه بندی شده است. این دسته ها شامل آرسینیت ها، بورات ها، کربونات ها، عناصر، هالیدها، هیدرواکسیدها، اکسیدها، فسفات ها، سیلیسات ها، سولفات ها، سولفیدها و تنگستات ها می باشد. اطلاعات کمکی مانند نام ماده معدنی، تهیه کننده، محل نمونه گیری و تعداد نمونه ها، به همراه طیف هر ماده ارائه شده است.

3-2. فرمت فایل های موجود
یک طیف برای هر فایل وجود دارد و با استفاده از یک قرارداد نام گذاری، هر فایل بصورت منحصر به فرد ثبت می شود. نام فایل شامل نام آزمایشگاهی که نمونه ها در آن اندازه گیری شده اند، طیف سنج مورد استفاده و نوع نمونه ها، کلاس ها و زیرکلاس ها و به دنبال آن اندازه دانه و تعداد نمونه ها می باشد.

جدول 1: نمونه های نام گذاری کتابخانه
مونه های نام گذاری کتابخانه، درسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع دانشجویان


اطلاعات هدر شامل نام نمونه، نوع، کلاس، طول موج و ... می باشد. مثالی از فایل هدر موجود برای مواد معدنی و صخره ها در جدول زیر آورده شده است.

جدول 2: نمونه فایل هدر
نمونه فایل هدر، مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع دانشجویان


  1. کتابخانه طیفی JHU

3-1. مرجع تهیه کننده و اهداف تهیه
اکثر مشاهدات در دانشگاه Johns Hopkins و یا در USGS توسط Dana M.Daria انجام پذیرفته است.
3-2. مواد موجود در کتابخانه
دو نوع مختلف داده های طیفی در این کتابخانه موجود می باشند. طیف مربوط به مواد معدنی و شهاب سنگ ها به صورت دوراستایی اندازه گیری شده است. دیگر داده های طیفی موجود به استثنای برف و طیف پوشش گیاهی به صورت directional hemispherical reflectance اندازه گیری شده اند.

  • مواد معدنی : عمده مواد معدنی موجود در این کتابخانه در گروه های سیلیکات ها، کربنات ها، سولفات ها، اکسیدها، سولفید ها، آب و هیدروکسیل قرار می گیرند.
  1. کتابخانه طیفی DLR

4-1. مرجع تهیه کننده و اهداف تهیه
این کتابخانه طیفی توسط سازمان فضایی آلمان و با هدف بایگانی، سازماندهی و استفاده از طیف های ثبت شده در قالب پروژه ها و کمپین های مختلف این سازمان که با اهداف متنوعی در قالب مشاهدات میدانی و آزمایشگاهی در سراسر دنیا صورت پذیرفته، تهیه گردید.
4-2. مواد موجود در کتابخانه
این کتابخانه مشتمل بر 152 کتابخانه طیفی جزئی از طیف 1612 ماده مختلف از قبیل مواد معدنی، پوشش های گیاهی، سنگ، خاک و مواد دست ساز بشر است که در مناطق مختلفی از دنیا از قبیل آلمان، اسپانیا، روسیه، نامبیا، افغانستان و ... از سال 1999 تا کنون اندازه گیری و جمع آوری شده است.

  1. کتابخانه طیفی SBU

5-1. مرجع تهیه کننده و اهداف تهیه
این کتابخانه طیفی در سال های 1999 تا 2004 از منطقه Santa Barbara در ایالت کالیفرنیا و از پوشش های مختلف شهری تولید گردیده است.
5-2. مواد موجود در کتابخانه
این کتابخانه مشتمل بر 133 طیف از پوشش روسازی ها جاده ها و معابر، پارکینگ های روباز، سقف ساختمان ها، انواع خاک ها، گیاهان و گیاهان غیرفتوسنتزکننده است که به دو صورت میدانی و تصویربرداری، ثبت و اندازه گیری شده است.


توسعه  <strong class='sis-keyword'>کتابخانه طیفی</strong> SBU، مدرسه  <strong class='sis-keyword'>سنجش از دور</strong> مقطع دانشجویان
شکل 2. توسعه کتابخانه طیفی SBU

  1. کتابخانه طیفی ASIS

6-1. مرجع تهیه کننده و اهداف تهیه
این کتابخانه با همکاری مرکز بین المللی مطالعات جنگل و مرکز بین المللی اطلاعات و منابع خاک توسعه یافته است. بنا بر اظهارات تولیدکنندگان، هدف از تولید این کتابخانه ایجاد یک پایگاه داده غنی از منابع خاک در سطح جهان به عنوان معیاری برای پایش سلامت خاک ها با استفاده از تصاویر سنجش از دوری و همچنین ایجاد یک پایگاه دانش مناسب با هدف استفاده در فرآیند آشکارسازی هدف از این تصاویر اعلام شده است.
6-2. مواد موجود در کتابخانه
در این کتابخانه، طیف انواع خاک های موجود در جهان به دو صورت آزمایشگاهی و تصویربرداری، ثبت شده است. در کنار این مشاهدات، طیف مربوط به کودهای شیمیایی، کودهای آلی، بذرها و سوخت های آلی هم اندازه گیری شده؛ که انگیزه جمع آوری این اطلاعات، استفاده از آن ها در یک سیستم یکپارچه مدیریت باروری زمین اعلام شده است.

  1. کتابخانه طیفی RS

7-1. مرجع تهیه کننده و اهداف تهیه
این پروژه توسط دانشگاه Willongong و با هدف ایجاد زیرساختی جهت یکسان سازی و به اشترک گذاری کتابخانه های طیفی کوچک و بزرگ تولیدشده در پروژه های سنجش از دوری انجمن سنجش از دور استرالیا صورت پذیرفته است. هدف این پروژه، توسعه یک مخزن مرکزی ملی برای کتابخانه های طیفی و فراداده های مرتبط است. این مخزن به جامعه سنجش از دور استرالیا امکان جمع آوری، اشتراک گذاری و کشف کتابخانه های طیفی موجود و تسهیل اخذ مجموعه داده های جدید را می دهد.
در مواردی که در آن داده های طیفی قابل ردیابی نیستند، اما داده های مستقل وجود دارند، نمونه ها را تهیه کرده و داده های طیفی جدید برای این نمونه ها بدست می آورد و فراداده تولید می کنند. در این پروژه به بررسی کتابخانه های طیفی موجود و شکاف های موجود در این کتابخانه ها پرداخته می شود. از مزایای این پروژه می توان به قابل استفاده بودن نرم افزارهای موجود، برای دیگر گروه های تحقیقاتی که پایگاه داده طیفی دارند، کاربردهای فراوان کتابخانه طیفی در پروژه های تحقیقاتی و ... اشاره کرد.

  1. کتابخانه های طیفی قابل دسترس

کتابخانه طیفی USGS با حدود 2500 منحنی طیفی به صورت رایگان برای عموم قابل دسترس می باشد. منحنی طیفی و داده های کمکی نمونه های موجود در کتابخانه قابل دانلود می باشد. مجموع سه کتابخانه طیفی USGS، JPL و JHU با نام کتابخانه طیفی ASTER شناخته می شود که این کتابخانه طیفی با حدود 2400 طیف به صورت رایگان برای عموم قابل دسترس است. پایگاه داده طیفی SPECCHIO توسط آزمایشگاه سنجش از دور دانشگاه زوریخ با هدف حفظ، جمع آوری و به اشتراک گذاری داده های طیفی بدست آمده از طیف سنج ها، در سرتاسر دنیا راه اندازی شده است. امکان ثبت منحنی طیفی و داده های کمکی مربوط به کمپین های طیف سنجی در این پایگاه داده، پس از ساخت اکانت، وجود دارد. تا سال 2009 بالغ بر 3000 داده طیفی و تا کنون بیش از 100000 طیف در این پایگاه ثبت شده است. دسترسی فقط خواندنی برای همه و دسترسی همه جانبه برای مالک داده امکان پذیر می باشد.


آدرس کوتاه شده: