ه گزارش خبرنگار فضا و نجوم خبرگزاری تسنیم ـ علیاصغر اصولی ـ ماهوارههای سنجش از دور به عنوان ابزارهای اصلی نظارت و بررسی سطح زمین از فضا، نقش حیاتی در بسیاری از حوزهها از جمله مدیریت منابع طبیعی، نظارت بر محیط زیست، مدیریت بحرانها و امور امنیتی دارند. این ماهوارهها به جمعآوری دادههای گوناگون در بازههای زمانی مشخص کمک میکنند و اطلاعات ارزشمندی را در اختیار دولتها و پژوهشگران قرار میدهند. با وجود دشواریهای فنی و هزینههای بالا، کشورهایی چون ایران نیز با تلاشهای گسترده به توسعه این فناوری پرداختهاند. در این گزارش، ضمن بررسی ماهوارههای سنجش از دور و کاربردهای گسترده آنها، به دستاوردهای ایران در این حوزه میپردازیم.
1. مفهوم سنجش از دور و کاربردهای آن
سنجش از دور یا Remote Sensing به فرآیند جمعآوری اطلاعات از سطح زمین و بررسی آنها بدون تماس مستقیم اشاره دارد. ماهوارههای سنجش از دور از امواج الکترومغناطیسی برای تصویربرداری و دادهبرداری استفاده میکنند که امکان دسترسی به اطلاعات جغرافیایی در مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است را فراهم میکند. این دادهها در طیفهای مختلف از جمله نور مرئی، مادون قرمز و امواج راداری جمعآوری میشوند و به شکل تصاویر و نقشههای دقیق پردازش میشوند.
چگونگی کارکرد سنجش از دور
سنجش از دور بهطور کلی شامل دو نوع اصلی از حسگرها است: حسگرهای فعال و حسگرهای غیرفعال.
حسگرهای فعال شامل سیستمهایی مانند رادار هستند که امواج را به سطح مورد نظر ارسال و پس از بازتاب دریافت میکنند؛ این سیستمها امکان تصویربرداری در هر زمان از شبانهروز و حتی در شرایط آبوهوایی نامساعد را دارند.
حسگرهای غیرفعال به حسگرهایی گفته میشود که نور یا امواج بازتابی از خورشید یا منابع طبیعی دیگر را دریافت و ثبت میکنند؛ این نوع حسگرها در تصویربرداری نور مرئی، مادون قرمز نزدیک و امواج مادون قرمز حرارتی کاربرد دارند.
بیشتر بخوانید
کاربردهای سنجش از دور
سنجش از دور به دلیل ویژگیهای منحصربهفردش، کاربردهای گستردهای در حوزههای مختلف دارد که در ادامه به برخی از مهمترین این کاربردها اشاره میکنیم:
مدیریت منابع طبیعی و کشاورزی دقیق
از تصاویر ماهوارهای برای پایش پوشش گیاهی، سلامت خاک، آب و هوا و حتی تعیین مناطق قابل کشت استفاده میشود. دادههای سنجش از دور به کشاورزان امکان میدهد تا با استفاده از تکنیکهای کشاورزی دقیق، بهرهوری را افزایش داده و نیازهای منابع آب و کود را بهتر مدیریت کنند. مثلاً، میتوان از اطلاعات طیفنگاری برای ارزیابی وضعیت سلامت گیاهان و نیاز آنها به آب یا مواد غذایی بهره برد.
پایش تغییرات اقلیمی و محیطی
با استفاده از دادههای سنجش از دور، میتوان تغییرات اقلیمی را به دقت رصد کرد. این فناوری میتواند دمای سطح زمین، جریانهای اقیانوسی، میزان برف و یخ، و انتشار گازهای گلخانهای را پایش کند. این اطلاعات به دانشمندان کمک میکند که روند تغییرات آبوهوایی و اثرات آن را تحلیل کرده و پیشبینی کنند.
مطالعات شهری و مدیریت منابع آب
سنجش از دور به تحلیل تغییرات کاربری زمین در مناطق شهری کمک میکند. این اطلاعات میتوانند برای شهرسازی پایدار و برنامهریزی منابع، شامل شبکههای حملونقل، فضای سبز و مدیریت آب استفاده شوند. همچنین، این فناوری میتواند سطح آبهای زیرزمینی و تغییرات منابع آبی را پایش کرده و در زمان بحرانهای کمآبی و خشکسالی، نقش مؤثری ایفا کند.
پایش بلایای طبیعی و مدیریت بحران
یکی از کاربردهای حیاتی سنجش از دور، پایش بلایای طبیعی و ارائه دادههای ضروری برای مدیریت بحران است. این فناوری میتواند با تحلیل تصاویر ماهوارهای از مناطق آسیبدیده از زلزله، سیل، آتشسوزی یا طوفان، به مقامات کمک کند تا اقدامات فوری و برنامهریزی بهتری داشته باشند. همچنین با مقایسه تصاویر قبل و بعد از حادثه، میزان خسارات و تغییرات را به دقت محاسبه میکنند.
پایش و حفاظت از اکوسیستمها
دادههای سنجش از دور برای ارزیابی وضعیت جنگلها، مناطق بیابانی، تالابها و سایر اکوسیستمهای حساس به کار میرود. این دادهها به شناسایی تخریبها و تهدیدها، همچون جنگلزدایی، آلودگی محیطزیست و تنوع زیستی در خطر، کمک میکند. حفاظت از اکوسیستمها به ویژه در راستای سیاستهای زیستمحیطی و پایش تعهدات کشورهای مختلف به پیمانهای بینالمللی از اهمیت ویژهای برخوردار است.
استفاده در باستانشناسی و زمینشناسی
سنجش از دور در باستانشناسی برای کشف و نقشهبرداری از سایتهای باستانی کاربرد دارد. فناوریهایی نظیر لیدار و طیفنگاری حرارتی، به محققان امکان میدهند مکانهایی که در سطح زمین پنهان یا زیر سطح خاک مدفون شدهاند را شناسایی کنند. همچنین در زمینشناسی، این فناوری برای شناسایی منابع معدنی، مطالعات زمینساختی و بررسی تغییرات پوسته زمین به کار میرود.
استفادههای نظامی و امنیتی
سنجش از دور برای نظارت بر فعالیتهای نظامی و جمعآوری اطلاعات استراتژیک نیز استفاده میشود. از تصاویر ماهوارهای برای شناسایی تغییرات در زیرساختهای نظامی و تحرکات نیروها بهره گرفته میشود. بسیاری از کشورها از این فناوری برای افزایش امنیت ملی و پایش مرزهای خود استفاده میکنند.
مزایای سنجش از دور
سنجش از دور به علت مزایایی چون دسترسی به مناطق صعبالعبور، توانایی پایش مستمر، تحلیل دادههای گسترده، و امکان تحلیل تغییرات در طول زمان، به ابزاری ارزشمند و قدرتمند تبدیل شده است. این فناوری به سازمانها و نهادهای بینالمللی نیز امکان میدهد تا به صورت مداوم و جهانی دادههایی را برای تصمیمگیریهای زیستمحیطی و اقتصادی ارائه دهند.
2. تاریخچه و روند توسعه ماهوارههای سنجش از دور در جهان
نخستین گامها در توسعه ماهوارههای سنجش از دور با پرتاب ماهوارههایی همچون لندست (Landsat) توسط ناسا برداشته شد. لندست که نخستین ماهواره سنجش از دور جهان است، در سال 1972 به فضا پرتاب شد و دادههای باکیفیتی از سطح زمین ارائه داد. این برنامه در طول دهههای گذشته بهروزرسانی شده و همچنان نقش کلیدی در تحلیل دادههای سنجش از دور دارد. در دهههای اخیر، کشورهایی مانند روسیه، چین، ژاپن و اتحادیه اروپا نیز با پرتاب ماهوارههای مختلف و توسعه برنامههای سنجش از دور مانند سیستم کوپرنیک (Copernicus) وارد این عرصه شدهاند.
آغاز سنجش از دور وپرتاب ماهوارههای ابتدایی و تغییرات اساسی در فناوری
سنجش از دور به عنوان یک روش نوین برای مشاهده و جمعآوری دادههای زمین از فضا، در اواسط قرن بیستم و بهویژه در جریان جنگ سرد توسعه یافت. رقابت بین ایالات متحده و اتحاد جماهیر شوروی منجر به پیدایش فناوریهای پیشرفته سنجش از دور شد. در سال 1957، پرتاب نخستین ماهواره، اسپوتنیک-1، توسط شوروی، نخستین گام مهم در راستای مشاهده زمین از فضا بود. هرچند اسپوتنیک صرفاً یک فرستنده رادیویی بود، اما به سرعت برنامههای تحقیقاتی به سمت توسعه ماهوارههایی با قابلیتهای بیشتر سوق داده شدند.