إعـــــــلان

تقليص
لا يوجد إعلان حتى الآن.

شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

تقليص
هذا موضوع مثبت
X
X
  • تصفية - فلترة
  • الوقت
  • عرض
إلغاء تحديد الكل
مشاركات جديدة

  • شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

    تقنية الاستشعار عن بعد Remote Sensing

    تمهيد
    في هذا العصر المتسم بالتطور و التقدم في مجالات المعرفة الإنسانية و التغيرات العظيمة في مجالات الاتصال و التكنولوجيا ، و عظم المنافسة الاقتصادية ، صار التوجه نحو دفع الكفاءة متطلباً و هدفاً أساسياً لكل المؤسسات و الدول و أصبح لزاماً على كل من أراد التفوق و التقدم على كافة الأصعدة العلمية و الوظيفية ، أن يتسلح بالمعرفة المتعمقة ، و المقدرات المتنوعة و القابلية و المواكبة و المنافسة . لقد غدونا في عصر لا يعرف اليأس و أضحت فيه التقانات تجدد بمتواليات هندسية و أخذت المعرفة تتسارع مع الأنفاس و غدا الشعار في كل مكان: "المعرفة هي القوة ، التكنولوجيا هي المحرك" وفي المشاريع الهندسية لا يعتمد نجاح هذه المشاريع على المعرفة العلمية و العملية بالعلوم الهندسية فقط ، بل لا بد لإنجاح هذه المشاريع الهندسية و خاصة في مجال استكشاف و استخراج الخامات من ربط المعلومات الهندسية بمعلومات وفيرة في مجالات الإدارة و الاقتصاد و أدوات اتخاذ القرار و هكذا لا يتم اتخاذ قرار تنفيذ هذه المشاريع الضخمة إلا و فق معطيات الجدوى الاقتصادية. و حتى يتم تحديد دراسة جدوى المشاريع التعدينية يتطلب ذلك دراسة جيولوجية كاملة عن المنطقة بما يسمى (Regional geology) ثم يتتبعها البحث الجيوكيميائي (Geochemistry) و البحث الجيوفيزيقي (Geophysics) و الكثير من العمليات مثل الاستشعار عن بعد (Remotesence) و الذي أتاح الحصول على ملايين المرئيات التي إستخدمت لدراسة و تقييم موارد الأرض الطبيعية والمراقبات الملاحية والميدانية والاستخدامات الاستراتيجية و العسكرية لابعد مدى و التعمق في اقاصي الفضاء الخارجي بسرعة الضوء نفسه.







    عودة تاريخية الى نشأءة علم الاستشعار

    يعتبر أبسط أجهزة الاستشعار عن بعد حالياً هي آلة التصوير العادية
    التي تستخدم الضوء المنعكس عن الأجسام تماماً كالعين البشرية وقد شرحت الآلية مسبقاً مند حوالى
    سنة411ه/1021م على يد العالم العربي المسلم ومؤسس علم البصريات ابن الهيثم. لتظهر بعد تطورات خاطفة لعلم الضوئيات 1887م ظهرت فكرة استخدام الموجات الكهرومغناطيسية لكشف الأهداف مع اكتشاف الأمواج الكهرومغناطيسية على يد الفيزيائي الألماني هنيرتش هيرتز (Heinrich Hertz) والذي اكتشف أيضا أن هذه الأمواج تنعكس عند اصطدامها بالأجسام المعدنية والعازلة. وفي عام 1903م تمكن المهندس الألماني كريستيان هولسماير (Christian Hulsmeyer) من إجراء تجربه تمكن من خلالها كشف وجود سفينة من خلال الضباب ولكن دون تحديد المسافة. وفي عام 1921م تمكن ألبرت هول (Albert Hull) من اختراع أول أشكال الصمام الإلكتروني المسمى بالمجنيترون (Magnetron) وهو مذبذب قادر على توليد ترددات عالية جدا وبقدرات عالية. وفي عام 1922م ظهر أول نظام لرادار طويل المدى نسبيا على يـــدي العـــالم الايطالي المشهور ماركوني (Marconi). وفي عام 1930م تمكن المهندس الأمريكي هايلاند (Lawrence A. Hyland) وهو في مختبر البحرية الأمريكية من كشف أول طائرة باستخدام ما يسمى نظام كشف الأهداف بالراديو (الأمواج الكهرومغناطيسية) وكان التردد المستخدم ثلاثة وثلاثين ميجاهيرتز. وفي عام 1934م تمكنت البحرية الأمريكية من تصميم أول رادار نبضي لكشف وجود الطائرات دون تحديد بعدها وكان يعمل على تردد ستين ميجاهيرتز وقد وصل مداه لأربعين كيلومتر. وفي 1935 حصل العالم الإنكليزي واتسون واط (Watson-Watt) على براءة اختراع لرادار يستطيع أن يحدد المسافة. وفي عام 1936م تم اختراع صمام إلكتروني آخر وهو الكلايسترون (Klystron) والذي يستخدم لتوليد وتضخيم الإشارات في نطاق الأمواج الدقيقة وقد لعب مع الميجنيترون دورا كبيرا في تطوير أنظمة الرادار الحديثة. وفي عام 1937م تم تركيب أول رادار على ظهر المدمرة الأمريكية "ليري" وظهرت كذلك الرادارات التي تتحكم في المدافع المضادة للطائرات الحربية ورادارات الإنذار المبكر بعيدة المدى. وفي عام 1939م تم اختراع المجنيترون ذي الفجوة (cavity magnetron) على يد المهندسين البريطانيين جون راندال وهاري بوت (John Randall & Harry Boot) وهذا المولد وعلى العكس من المجنيترون العادي قادر على توليد ترددات في منطقة الميكروويف وقادر كذلك على إنتاج قدرات كبيرة جدا تصل لمئات الكيلوطات. لقد كان هذا الاختراع الأساس التي قامت عليه أنظمة الرادار الحديث حيث تتطلب الرادارات ترددات وقدرات بث عالية جدا فالترددات العالية تلزم لتصغير حجم الهوائيات وكذلك لتقليل عرض أشعة الرادار لزيادة دقة تحديد موقع الهدف أما قدرات البث العالية فتلزم لزيادة المدى الذي يمكن للرادار أن يكشف ضمنه الأهداف. ولقد تم خلال الحرب العالمية الثانية (1939-1945م) تطوير الرادارات بشكل كبير جدا بسبب الحاجة الماسة لها وقد تمكن الأمريكان من تصنيع رادار يعمل على تردد ثلاثة جيقاهيرتز باستخدام المجنيترون بينما كانت جميع الرادارات الألمانية تعمل على ترددات دون واحد جيقاهيرتز مما ساعد في انتصار الحلفاء على ألمانيا. وفي عام 1946م تم استخدام الرادار لقياس بعد القمر عن الأرض. وخلال السنوات التي تلت الحرب بدأ باستخدام الرادارات في التطبيقات المدنية المختلفة كمراقبة الملاحة الجوية والبحرية وفي الأرصاد الجوية وفي استكشاف الفضاء ودراسة التضاريس الأرضية. وفي عام 1954م تم إنتاج أول رادار يعمل بنظام دوبلر حيث يمكنه تحديد سرعة الأهداف المتحركة. ومع ظهور الحواسيب والمتحكمات الدقيقة ومعالجات الإشارات الرقمية طرأت تحسينات كثيرة على أنظمة الرادار من حيث التحكم بالرادار لغرض متابعة الأهداف ومن حيث القدرة على استخلاص معلومات كثيرة من الإشارات المرتدة عن الأهداف. خلال الحرب الباردة بين القطبين كانت الأقمار الاصطناعية تعتبر من الإنجازات العلمية التي يحيطها هالة كبيرة من السرية والغموض حيث انحصر استخدامها في بادئ الأمر على الأغراض العسكرية فقط مثل أعمال الملاحة البحرية والمراقبة الجوية وعمليات التجسس، أما الآن فقد أصبحت تمثل جزءا ضروريا من حياتنا اليومية وتعددت استخداماتها لتشمل مجالات عديدة مثل الاستعانة بها للتنبؤ بالأحوال الجوية والاستقبال التلفزيوني الفضائي فضلا عن الاتصالات الهاتفية التي تتم بين الملايين من الناس بمختلف دول العالم.




    (الشكل 1) مخطط توضيحي لمبدأ عمل الأجهزة الرادارية


    جهاز الاستشعار «المستشعر» sensor:


    جهاز الاستشعار هو أداة يمكنها أن تستقبل وتسجل الأشعة المنعكسة عن المادة المدروسة أو المنبعثة منها ضمن مجال طيفي واحد أو عدة مجالات طيفية (الشكل 1). وقد تم تصميم مستشعرات خاصة لدراسة الأرض من الفضاء تتلاءم مع النوافذ الجوية. وفي حالات خاصة يتم تصميم مستشعرات نوعية تتلاءم مع الجو أو طبيعة الدراسة، ويمكن تقسيم المستشعرات إلى ما يلي: ـ كاميرات الفيديو والتصوير الجوي وكاميرات التصوير الفضائي. ـ أجهزة قياس الأشعة (الراديومتر) التي تسجل الأشعة ضمن نطاقات طيفية معينة. ـ أجهزة قياس الطيف (سبيكترومتر) التي تسجل الأشعة ضمن مجال طيفي معين. ـ المواسح مثل الماسح المتعدد الأطياف S.S.M والماسح الغرضي (أو الموضوعي) M.T المحمولة على متن السواتل لاندسات، وهذه المواسح لاتستخدم أفلام التصوير في تسجيل الأشعة ولكن تقوم بعملية مسح لمنطقة منتظمة من الأرض، وقد مكَّن هذا النظام من تسجيل المعطيات على أقراص حاسوب ممغنطة باستخدام أرقام افتراضية تمثل مختلف الشدات اللونية للأهداف المدروسة، وتراوح قيم هذه الشدات بين 0 و255 درجة من اللون الرمادي لمختلف المجالات الطيفية ويتم تسجيل شدة السطوع لأصغر مساحة يمكن تمييزها على الأرض. ولكل مستشعر أربع قدرات تمييز هي: ـ قدرة التمييز المكاني: وهي أصغر مساحة يمكن أن يميزها المستشعر على سطح الأرض وتدعى عنصر الصورة pixel. ـ قدرة التمييز الطيفي: وهي عدد النطاقات الطيفية التي يمكن أن يسجلها المستشعر. ـ قدرة التمييز الإشعاعي: وهي أصغر كمية من الطاقة يمكن أن يسجلها المستشعر، والقيمة الإشعاعية أو شدة سطوع عنصر الصورة «البيكسل» هي معدل القيمة الإشعاعية الواردة من أجزاء البيكسل كافة. ـ قدرة التمييز الزمني: وهي المدة الزمنية الفاصلة بين المسح والآخر للمنطقة نفسها. أي المدة الفاصلة بين الزيارة والأخرى للمنطقة من قبل الساتل الصنعي. وتجدر الإشارة إلى أن المستشعرات تقسم إلى نوعين من حيث اعتمادها على مصدر الطاقة.

    العناصر الفيزيائية للاستشعار عن بُعد:
    مصدر الطاقة: ليس الضوء المرئي وحده شكلاً من أشكال الطاقة الكهرمغنطيسية، فالأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما هي أشكال أخرى مألوفة لهذه الطاقة تشع طبقاً لنظرية الموجات الكهرمغنطيسية الأساسية (الشكل2 ).
    الشكل 2: طيف الموجات الكهرمغنطيسية





    الشكل 3 مخطط توضيحي لجميع نطق ترددات الانظمة الرادارية وبما فيها الأقمار الصناعية


    الاستشعار عن بُعد remote sensing


    يعرف الاستشعار عن بعد بأنة مجموعة التقنيات والوسائل المتقدمة التي تستخدم لدراسة الظاهرات علي سطح الارض او اي كوكب اخر عن بعد دون ان يكون هنالك تماس فيزيائي مباشر معهما عن طريق متحسسات خاصة محمولة على متن أقمار اصطناعية أو طائرات خاصة. حيث ان هذة المستشعرات عبارة عن ماسحات إلكترونية وكاميرات متحسسة لعدة أطياف كهرومغناطيسية أو أجهزه التقاط رادارية وحرارية أو ليزرية وغيرها . وتستخدم هذه المستشعرات مجالات مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي يبداء من الاشعة تحت البنفسجية مرورا بالطيف المرئي و الاشعة تحت الحمراء والرادر وغيرها. حيث تهدف عملية المسح الطيفي لتحديد خصائص الهدف او الظاهرة المدروسة حيث تستقبل المعلومات المسجلة بواسطة القمر الاصطناعي في محطات الاستقبال الأرضية ثم تعالج بواسطة الحاسبات طبقاً لأنظمة وبرامج خاصة يتم تقديمها على شكل صور فضائية رقمية ليتم تحليلها إحصائياً أو بصريا لتعرض نتائجها علي هيئة تقرير يحوي احصائات وخرائط متعددة الاستخدامات.



    الشكل (4) تسلسل عمليات الاستشعار عن بُعد وعناصرها



    ادوات الاستشعار عن بعد

    تستخدم الرادارات المحمولة بالأقمار الصناعية والطائرات لدراسة سطح الأرض وما عليه من مكونات وذلك من خلال إرسال نبضات كهرومغناطيسية بترددات معينة ومن ثم التقاط النبضات المرتدة عن سطح الأرض والقيام بتحليلها باستخدام معالجات الإشارات الرقمية لرسم صور عن المنطقة الممسوحة. وتستخدم هذه الصور لاستخلاص معلومات مهمة عن طبيعة الأرض التي تم مسحها من قبل شعاع الرادار ومن هذه المعلومات طبيعة التضاريس الأرضية وطبوغرافيتها ونوع الغابات والنباتات والمحاصيل المزروعة والآفات الزراعية والظروف المناخية والبيئية والبراكين والأعاصير والفياضانات والثروات المعدنية والمياه الجوفية والبترول . ويوجد أنواع مختلفة من رادارات الاستشعار عن بعد يتم تصميمها بناءا على نوع المعلومات المراد استشعارها وغالبا ما يعتمد هذا على مقدار التردد المستخدم في الرادار فالبحث عن ثروات الأرض يتطلب استخدام ترددات تقل عن واحد جيقاهيرتز وذلك لقدرتها على اختراق سطح الأرض بينما يتطلب رسم خارطة طبوغرافية ترددادت أعلى من ذلك بكثير للحصول قدرة تمييز عالية لتضاريس الأرض .



    الطائرة لوكهيد TR-1 للاستشعار عن بعد.



    الاقمار الصناعية:حيث يتم تحميل القمر الاصطناعي على صاروخ معد خصيصا لهذه الأغراض حيث يقوم الصاروخ باختراق الغلاف الجوي للكرة الأرضية بسرعة خارقة متجها نحو المدار الفضائي المحدد له بواسطة أجهزة تحكم تقوم بتوجيه الصاروخ يمينا أو شمالا، شرقا أو غربا، وعندما تصل سرعة الصاروخ إلى 120ميل/ساعة (أي ما يعادل 193 كيلومتر/ساعة) تقوم الأجهزة الملاحية بالصاروخ بتعديل الوضع ليصبح رأسيا وعندها يتم تثبيت القمر الاصطناعي في المدار المحدد له . ويعتبر التصوير الطيفي بالأقمار الصناعية ومنها سلسلة لاند سات ـ التي أطلق أولها عام 1972 ـ من أحدث طرق المسح الجيولوجي(استخدمت صور أقمار لاند سات لحوض أناداركو Anadarco Basin الممتد بين ولايتي أوكلاهوما وتكساس لتحديد 59 حقلا بتروليا منتجاً، كما استخدمت صور لاند سات في خمسة حقول في العالم العربي هي حقل الغوار السعودي، وحقل البرقان الكويتي، وحقل بوزرغان العراقي، وحقل المسلة الليبي، وحقل البرمة التونسي.)، لدراسة ثروات الأرض المعدنية والبترولية، ويمكن بواسطتها تحديد مناطق تسرب البترول إلى السطح، وأماكن الصدوع والطيات واستراتيجرافية الإقليم. ويمكن تدقيق المعلومات المرجحة عن التراكيب الجيولوجية بواسطة أنظمة التصوير الراداري المحمولة بواسطة الأقمار الصناعية، والتي تعمل ليلاً ونهاراً، ولا تتأثر بالسحب، وتتيح تحديد الأحواض الرسوبية، والاختيار السليم لمواقع المسح الجيوفيزيقي التالي للمسح الجيولوجي.


    صورة قمر صناعي معالجة بالالوان

    رادارات الاختراق الأرضي ((Ground Penetrating Radar :يستخدم الرادار الخارق للأرض في تطبيقات لا حصر لها في الجيولوجيا لمعرفة عمق وسمك الطبقات الصخرية وأنواع التربة والرواسب ووضع خرائط للتراكيب الجيولوجية وتحديد الكهوف والشقوق الطبيعية والصدوع وكشف المياه الجوفية وآبار البترول والغاز. ويستخدم في التطبيقات البيئية لكشف التسريبات في خزانات المياه ووضع خرائط لمراقبة المواد الملوثة في المياه السطحية وكشف مواقع دفن النفايات وتحديد مواقع خزانات الوقود المدفونة وبراميل الزيت وتحديد مواقع التسربات النفطية. ويستخدم في مجال الهندسة المدنية لعمل الاختبارات الخرسانية وتحليل رصف الطرق وتحديد الفراغات وقوة الرصف وتحديد مواقع المرافق العامة المدفونة مثل أنابيب المياه والمجاري الحديدية والبلاستيكية والخرسانية وكذلك الكيبلات الكهربائية والهاتفية. ويستخدم في مجال الآثار لتحديد مواقع الأشياء المعدنية المدفونة كالكنوز ومواقع الكهوف السطحية والآبار والأجسام الأثرية. ويستخدم في التطبيقات العسكرية لكشف حقول الألغام بشكل عام والكشف عن مكان اللغم بالتحديد. وتستخدم الرادارات في تطبيقات أخرى يصعب حصرها حيث تستخدمه الشرطة في قياس سرعة المركبات على الطرق لضمان عدم تجاوزها السرعات المقررة. وتستخدم في أنظمة الكشف والمتابعة الفضائية حيث تقوم الرادارات بتوجيه الصواريخ الحاملة للأقمار الصناعية والمركبات الفضائية منذ انطلاقها إلى أن تضعها في مداراتها وتقوم بمراقبة الأقمار الصناعية والتأكد من بقائها في المواقع المخصصة لها في مداراتها. وتستخدم بعض أنواع الرادارات البسيطة في المركبات الحديثة لتنبيه وتحذير السائق عند الاقتراب الشديد لمركبته من المركبات الأخرى والأرصفة والحواجز وذلك لتجنيبه الاصطدام بها. وتستخدم كذلك في مراقبة ومتابعة الأجسام التي تأتي من الفضاء الخارجي وتقترب من الأرض كالمذنبات والشهب والنيازك وغيرها. وقد تم استخدام الرادار لدراسة سطح القمر ومعرفة كامل تضاريسه قبل إرسال المركبات الفضائية إليه وهبوطها عليه. وتستخدم الرادارات في بعض أنظمة الإنسان الآلي المتحركة وفي المركبات التي تم إنزالها على أسطح الكواكب لتجنيبها الاصطدام بما حولها من أجسام.




    تقنية رادار الاختراق الأرضي :

    رادار الاختراق الارضي ( GBR ) يعمل على ارسال نبضات كهرومغناطيسية التي تنعكس من " الهدف " ويعود الى الملتقي ويمكن استخدامه لمراقبة ما يحدث تحت السط من خلال تثبيته بعمق ضحل بحيث يعمل على ارسال معلومات مباشرة من الحقل بصورة مستمرة .
    ويستخدم GBR في تحديد صهاريج التخزين تحت الارض والانابيب والمرافق , والخنادق , وغيرها من المواد المدفونه . لرسم الخرائط الطبقية ويمكن استخدامه لرسم الطبقات الضحلة الاخرى كما يستخدم GBR في التحقيقات الأثرية ويعمل GBR بـ أستخدام التردد العالي ( اقصر طول موجي ) والهوائيات وتشمل تطبيقات GBR تفتيش الرصيف وسمك الخرسانه وحديد التسليح والتفتيش عن الفراغات ورسم الخرائط تحت الرصيف او الكتل الخرسانية.

    رادار الاختراق الارضي مثل تقنيات الرادارات الاخرى يستخدم لاكهرومغناطيس ( راديو موجة او الميكرويف ) حيث أنالموجات لاكهرومغناطيس هو من ادنى تردد ( 80 - 500 ميغارهيترز ) وذلك للحصول على افضل تغلل في مواد الارض .


    الصورة اعلاه توضح بعض الامثلة على ملامح GBR مشترك , المقياس العامودي هو المقياس الزمني واعطاء الوقت لنبض رادار للسفر وصولا الى المعاكس والعودة الى الهوائي . ومن خلال معرفة سرعة النبض في التربة يمكن التوصل للعمق مقياس افقي يتوافق مع المسافة.
    GBR هو في المقام الأول أداة للتحقيق في مناطق مختارة للحصول على تفاصيل ملامح ما تحت سطح الارض بصورة مستمرة حيث تعطي صورة ممتازة الرسم عن الظروف تحت السطحية الضحلة وعلاوة على ذلك وخلافا لبعض التقنيات الاخرى فأن تقنية GBR لا تتطلب من الاهداف ان تكون معدنية او موصلة , وعمق GBR التنقيبي يعتمد بقوة على موصلية التربة والظروف تحت السطحية .
    التعديل الأخير تم بواسطة 3z000z-24; الساعة 11-23-2013, 15:33.






  • #2
    رد: تقنية الاستشعار عن بعد

    مميزات اجهزة الاستشعار , تطبيقات ومجالات تقنية الاستشعار عن بعد:

    1 - مميزات اجهزة الاستشعار



    تتميز الرادارات والأقمار الصناعية بقدرة هائلة على تغطية مساحات واسعة ومن هنا انتشر استخدامها في مجالات كثيرة مثل المسح الجيوغرافي والطبوغرافي ، الزراعة ، البيئة ، الفلك ، المراقبة ، إدارة الكوارث ، وتحديد الأبعاد الملاحة والارصاد الجوية واستخدامات حربية عسكرية في نطاق التجسس ومعرفة ارضية العدوا مما يعدوا كونها نظاما استراتيجيا للمجابهة والدفاع الدتي على غرار التطبيقات العلمية الكبيرة كسبر اغوار الكوكب و حتى المجرات بواسطة الاقمار الاستشعارية البعيدة المدى.

    أما في مجال الأرصاد والتنبؤات الجوية فتتجلى فائدتها في القدرة على رصد مساحات واسعة في أزمان دورية متتالية وسريعة قد تصل أحيانا إلى 15 دقيقة كما هو الحال في الجيل الثاني من الأقمار الصناعية الأوروبية لغايات الرصد الجوي MSG1 . تعتمد آلية العمل في كل من القمر الصناعي والرادار على استقبال الإشعاع الكهرومغناطيسي القادم من جهة الجسم الراد استكشافه ( استشعاره ) وهذا الإشعاع قد يكون نتيجة إحدى حالتين :

    1- إشعاع صادر عن الجسم نتيجة حرارته الداخلية حيث أن كل جسم له درجة حرارة أعلن من الصفر المطلق 0 كلفن ( 273 - س ) حسب قانون ستيفن - بولتزمان (I= σ* T^4 ) يشع أشعة كهر ومغناطيسية ( كلما زادت حرارة الجسم كلما زاد تردد الإشعاع المنبعث ).

    2- إشعاع منعكس عن الجسم وفي هذه الحال أما أن يكون مصدر الإشعاع الذي على سقط الجسم وانعكس عنه جسم آخر أو مجس أداة الاستشعار نفسها.
    وبتحري خصائص الإشعاع المستلم في أداة الاستشعار يمكن معرفة الكثير عن خصائص الأهداف المستشعرة حيث أن الإشعاع سواء كان مشعا أصلا من الجسم أو منعكسا عنه فانه سوف يحمل الكثير عن خصائص الجسم المستشعر الفيزيائية والكيميائية وتركيبه الهندسي . تتميز الرادارات عن الأقمار الصناعية بالية عمل المجسات الموجودة فيها حيث أن مجسات الرادارات هي من النوع الإيجابي (active sensors ). أي التي ترسل إشعاع كهر ومغناطيسي باتجاه الجسم الهدف ثم تلتقط الإشعاع المرتد عنه ويمكن أن تكون هذه الإشارة المرسلة نبضة مفردة واحدة أو نبضات مستمرة وفي هذه الحال يسمى الرادار بدوبلر رادار نسبة إلى العالم دوبلر الذي كان أول من لاحظ ظاهرة دوبلر ( وهي تغير تردد الذبذبات الصادرة عن الجسم المتحرك حسب حركته بالزيادة إذا كان مقتربا من المراقب أو بالنقصان إذا كان مبتعدا ) وفي الأرصاد الجوية يستخدم الرادار الجوي المستمر النبضات لتحديد مواقع الغيوم وكيفية حركتها .


    2- تحليل الصور الرادارية





    أ- هندسة الرادار:







    أساسيات عمل الكاشوف: يرسل نبضة طاقة (الخضراء) على الجسم فتنتشر الارتدادات (أزرق) ويعود جزء بسيط منها إلى مصدره.


    نظام الرادار يحتوي على العناصر التالية:المرسل وهو الذي يولد إشارة الراديو مع المذبذب مثل الماجنترون ( وهو صمام إلكتروني مغناطيسي) والكليسترون ويتحكم بعمل الدورة بواسطة مغير الموجة (modulator).
    مرشد الموجة (waveguide) وهو متصل بالمرسل والمستقبل
    المبدل التناوبي (duplexer) وهو -كما أسلفنا- يعمل على تناوب الهوائي ما بين إرسال واستقبال
    المستقبل يعرف شكل الإشارة المستلمة أو(النبضة)، المستقبلات المثالية يكون لديها فلتر ملائم (matched filter)
    الجزء الإلكتروني الذي يهيمن على المنظومة والهوائي لأداء المسح الراداري الذي يطلبه البرمجيات

    وصلة المستخدم. الشكل 5.







    الشكل 5. ألية عمل الرَّادار النبضي يُستخدم الرَّادار النَّبضي بكثرة. ويبين المخطَّط الأقسام الرئيسيَّة لمجموعة رادار نبضيّ نموذجي، ويوضح كيف يَكْشف هدفًا بعيدَا .


    نبضة الموجة الرادارية

    على سبيل المثال اثناء طقص عاصف ترتطم الموجات المتعددة بقطرة مطر. هذه القطرة تنثر إلى الوراء قدرًا صغيرًا من الطاقة بصورة موجة راجعة تصل إلى طبق الرادار قبل أن يرسل الرادار نبضته التالية. وتدل قوة الموجة الراجعة على قياس القطرة الأفقي. وإذا كانت الريح تحرك القطرة، فإن الموجة المنعكسة التالية لن تكون متفقة في الطور مع الموجة الراجعة السابقة. ويدل الانزياح الطوري الدوپلري على اتجاه تحرك القطرة وسرعتها. وترسل رادارات الشبكة نيكسراد ما بين 860 و 1300 نبضة في الثانية بتردد قدره 3000 ميگاهرتز (MHz).









    الشكل 4: الية الاستشعار الراداري


    يتكون النظام الراداري من جهاز إرسال للإشارات الراديوية (وفي بعض التطبيقات إشارات بترددات صوتية أو إشارات بترددات فوق صوتية) والتي هي عادة إشارات تكون على هيئة نبضات متكررة، ومن جهاز استقبال يكشف ارتداد هذه الإشارات المرسلة بعد انعكاسها عن جسم ما له معامل انعكاسية مناسب ومقطع عاكس يتناسب مع شكل ونوع الجسم وطول موجة الإشارة المرسلة. تؤدي هذه العملية الرادارية إلى كشف وجود هذا الجسم في مسار إرسال الإشارات المرسلة، كما تؤدي إلى تحديد بعده الشعاعي عن موقع هوائي الإرسال من خلال حساب التأخير الزمني بين لحظة إرسال النبضة الراديوية ولحظة استقبالها آخذين بالحسبان سرعة انتشار الأمواج الراديوية في وسط الانتشار (التأخير الزمني يقابل مسير الإشارة الراديوية ضعف المسافة بين الهوائي والجسم). وتمكِّن هذه العملية الرادارية أيضاً في نظم الرادار الحديثة من حساب محدِّدا الجسم المختلفة كالأبعاد وسرعة الحركة النسبية.
    يسمى الجسم الذي تنعكس عنه الموجة الراديوية بالهدف target إذا كان كشف هذا الجسم هو المقصود من العملية الرادارية، ويسمى بالعوائق clutter إذا كان الجسم غير مقصود في عملية الكشف.


















    الشكل (5) مخطط يبيّن مبدأ عمل ومجسم لمكونات الرادار.


    يمكن أن يستخدم الرادار هوائياً خاصاً للإرسال وآخر للاستقبال، ولكن يستخدم عادة هوائي واحد للإرسال والاستقبال وذلك لتمكين نظام الرادار من تحريك الهوائي في فضاء البحث المطلوب (الشكل -5 , شكل 4).
    يستخدم نموذج الإشعاع المروحي لهوائيات رادارات الكشف (زاوية إشعاع ضيقة في الاتجاه وعريضة في الارتفاع) ونموذج إشعاع قلمي لهوائيات رادارات ملاحقة الأهداف (زاوية إشعاع مخروطية صغيرة).
    يحكم العملية الرادارية علاقة رياضية نسميها بمعادلة الرادار الأساسية تعتمد على محدِّدات مختلفة منها استطاعة المرسل ونمط ربح الهوائي والمقطع الراداري الفعال للجسم ومسافته المائـلة عن موقـع هوائي الرادار. كمـا أن تغيـر مواصفات تردد الإشارة المرسلة عند استقبالها يعطي دلالة عن سرعة الجسم بالاعتماد على خاصية دوبلر (تغير تردد الإشارة المنعكسة عن جسم ما نتيجة حركته).
    إن الإشارات الراديوية المرسلة هي عادة إشارات كهرومغنطيسية توصف على شكل حامل ذي موجة جيبية عند التردد fc مع تعديل أحد معاملاتها أو عدد منها كالمطال وفرق الصفحة والتردد.
    إن التغير الذي يلاحظ على الإشارات المرتدة من الهدف يمكن أن يزود المستقبل الراداري بمعلومات عن موضع الهدف أو يمكن أن يعطي معلومات تمكِّن من تحديد طبيعته. وبعبارة بسيطة فإن التأخير الزمني للإشارة المرتدة يعطي دلالة على قيمة مدى الهدف R كما أن الانزياح الترددي (انزياح دوبلر) يعطي دلالة على معدل تغير المسافة (سرعة الهدف). كما أن اتجاه الهوائي الذي يعطي القيمة الأعظمية للإشارة المرتدة يعطي زاوية الهدف بالسمت والاتجاه (يمكن استخدام مدلولات أخرى لهذه الغاية) وبالتالي نلاحظ إمكانية رسم مسار الهدف من أخذ هذه المعلومات بشكل تتابعي مع الزمن.






    مكونات نظام الرادار




    جميع أنظمة الرادار تعتمد في عملها على مبدأ الارسال والاستقبال ، ولكن هناك أنواع متــعددة مــن أنظمة الرادار لاختلاف طبيــعة الاســـتخدام وهي الشكل 4:



    * "الرادار البسيط" وهو ابسط أنواع الرادار، في هذا النظام يقوم المحول بإرسال إشارات كهربائية متقطعة بفاصل زمني معين، وفي هذه الفواصل يقوم باستقبال صدى الموجات المنعكسة من الأجسام. ومعظم هذه الرادارات يتحرك هوائيها دائرياً حول نفسه، وهي ممتازة لتحديد مكان الأجسام وليست دقيقة جدا في تحديد السرعة.



    * "الرادار المستمر" وهذا النوع يرسل الموجات باستمرار ودون انقطاع، وهي ممتازة في تحديد السرعة والاتجاه ولكن ليست دقيقة في تحديد المكان مثل الرادار البسيط، وبعض الأنظمة تقوم بضم النظامين معاً للتوصل إلى الحل الأمثل.



    * "رادار التصويب" وهذا الرادار يستخدم في تقفي الأهداف الأرضية من الجو...



    "رادار النظام المرحلي" معظم الرادارات تحتوي على واحد هوائي كبير ولكن يستطيع أن يتم دورة حول نفسه كما جاء سابقاً، ولكن هذا الرادار يحتوي على عدد من الهوائيات الصغيرة كل منها يستطيع أن يدور حول نفسه دورة كاملة، فبعد تحديد اتجاه كل هوائي يقوم المستقبل باستقبال إشارات كل هوائي ثم جمعها جميعا لتكون كإشارة واحدة، ما يميز هذا النوع هو أنه لو كان لديك رادار نظام مرحلي كبير جدا تستطيع تغيير اتجاهه أسرع من أي رادار آخر.



    * "الرادار الفرعي" نظام الرادار الذي يرسل أشعة ثم يستقبل الصدى يسمى بالرادار الأساسي، وهناك نوع آخر يسمى الفرعي، يعمل مثل الأساسي لكن بالإضافة إلى أنه يقرأ موجات الرادار المشفرة، فيرسل موجات مشفرة للطائرة وهي عبارة عن أسئلة رقمية ويستقبل من الطائرة أجوبة خاصة مثل هوية الطائرة ومن أي دولة، وذلك لكي تتعرف الدفاعات الجوية عليها وتحدد إن كانت مسالمة أم عدائية، حركة المرور الجوي تعتمد بشكل أساسي على هذا النوع من الرادارات.



    ب- تحليل الصور الردارية:




    صورة الاحوال الجوية



    رسم الخرائط بالرَّادار يُمْكن إجراؤه من طائرة، وهذه خريطة راداريةعلى متنزهات منطقة عسير(جبل مشرف)، على اليمين صور الامطار الغزيرة المشار اليها بمكان التغطية اما على اليسار اعلى صورة لقمر صناعي واسفل صورة رادارية لتلك الامطار .






    تستخدم الصور الرادارية في عدد كبير من تطبيقات الاستشعار عن بعد مثل إعداد الخرائط الجيولوجية والغطاء النباتي وأنماطه وشبكات الصرف الصحي. كذلك تستخدم في دراسة ماتحت السطح لأن أشعة الموجات القصيرة التي تستخدم في الرادار تستطيع اختراق السطح، وقد ثبت فعلاً اختراقها للسطح لعمق 30متر، ويتوقف عمق الاختراق على ثلاثة عوامل هي الشكل 3:
    ـ طول الموجة: فكلما كانت الموجة أطول كان الاختراق أكبر
    (الشكل6).

    ـ نسبة الرطوبة: فكلما كانت الرطوبة أقل كان الاختراق أكبر.

    ـ قوام التربة: فكلما كان القوام أخشن كان الاختراق أكبر. وقد استخدمت أجهزة الرادار لكشف ماتحت السطح في البحث عن المياه الجوفية وأثبتت هذه الطريقة نجاحها في معظم الحالات خاصة في حال جفاف ماتحت السطح، لأن الرطوبة الزائدة أو المياه توهن الإشارة الرادارية وتقلل من كمية الأشعة المرتدة مما يؤدي إلى تسجيل الإشارة بشدة لونية عاتمة تدل على وجود مياه. إن تحليل الصور الرادارية يشبه تحليل الصور الفضائية ولكن الحصول على الصور الرادارية يتم بالموجات القصيرة لذلك فإن الصور الرادارية تمثل الصفات التي تؤثر في مقدرة المواد المصورة على عكس ترددات الموجات القصيرة، وربما يحصل عدم فهم هذه الصور بسبب ظهور بعض المواد المصورة التي يؤثر مظهرها في الصور الفضائية العادية، فالصور الفضائية العادية تمثل الأشعة المنعكسة عن المواد المصورة التي تتأثر بالكثير من صفات المادة.




    (الشكل6) منحنيات الانعكاس الطيفي للتربة والنبات والماء



    ومن الملاحظ ان الصور الرادارية تتأثر بخشونة السطح أو نعومته فإشارة الرادار المرتدة بقوة تظهر على الصورة بشدة لونية فاتحة وتدل على وجود مظاهر طبوغرافية مختلفة. أما الإشارة المتوسطة فتظهر بشدة لونية متوسطة تدل على المناطق المفتوحة والحقول المنبسطة، أما الإشارة الضعيفة فتظهر بشدة لونية عاتمة وتدل على المظاهر الهيدرولوجية والأجسام المائية والسطوح الناعمة ومن اهم الاجهزة المستخدمة في الاستكشاف اجهزة السونار










    شكل 8 : طائرة E-3 awacs مزودة بنظام رادار متعدد الاغراض



    مزيدا من المعلومات حول نظام الرادار :

    http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%B1%D8%A7%D8%AF%D8%A7%D8%B1#cite _note-17








    تعليق


    • #3
      رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

      تحليل الصور الفضائية _ الاقمار الاستشعارية وتقصي اغوار الفضاء


      تحليل الصور الفضائية _ الاقمار الاستشعارية وتقصي اغوار الفضاء
      القمر الصناعي:



      يحمل كل قمر صناعي أجهزة خاصة تمكنه من أداء مهمته. على سبيل المثال، يكون القمر الصناعي الذي يقوم بدراسة الكون، مزودًا بتلسكوب. بينما يحمل القمر الذي يساعد في تتبع أحوال الطقس آلات تصوير (كاميرات) لتصوير حركة السحب.

      بالإضافة إلى الأجهزة المخصصة لمهمة معينة، تزود كل الأقمار الصناعية بمنظومات فرعية أساسية، وهي مجموعة من النبائط التي تساعد الأجهزة على العمل معًا للمحافظة على أداء القمر الصناعي لعمله. على سبيل المثال، تقوم المنظومة الفرعية للقدرة بتوليد وتخزين وتوزيع القدرة الكهربائية الخاصة بالقمر الصناعي. وقد تشتمل هذه المنظومة الفرعية على ألواح الخلايا الشمسية التي تقوم بتجميع الطاقة من الشمس. وتتكون المنظومات الفرعية للقيادة وتداول البيانات، من مجموعة من الحواسيب التي تقوم بجمع ومعالجة البيانات من الأجهزة المختلفة، وتنفيذ الأوامر الصادرة من الأرض.
      يجري تصميم وبناء اختبار الأجهزة والمنظومات الفرعية الخاصة بالقمر الصناعي كل بمفرده. ويقوم العمال بتركيبها على القمر الصناعي، كل على حدة، حتى يكتمل القمر. ومن ثم يختبر القمر الصناعي تحت ظروف مشابهة لتلك الظروف التي سيتعرض لها أثناء الإطلاق، وعندما يكون موجودًا في الفضاء. وإذا اجتاز القمر الصناعي الاختبار، يصبح جاهزًا للإطلاق.


      والقمر الصناعي هو مركبة فضائية لاتتعدى الفضاء الخارجي للأرض, تحمل معدات ومجزات ومولدات طاقة ,وقد تحمل بشرا أحياناً.


      بناء القمر الصناعي

      يحمل كل قمر صناعي أجهزة خاصة تمكنه من أداء مهمته. على سبيل المثال، يكون القمر الصناعي الذي يقوم بدراسة الكون، مزودًا بتلسكوب. بينما يحمل القمر الذي يساعد في تتبع أحوال الطقس آلات تصوير (كاميرات) لتصوير حركة السحب.

      بالإضافة إلى الأجهزة المخصصة لمهمة معينة، تزود كل الأقمار الصناعية بمنظومات فرعية أساسية، وهي مجموعة من النبائط التي تساعد الأجهزة على العمل معًا للمحافظة على أداء القمر الصناعي لعمله. على سبيل المثال، تقوم المنظومة الفرعية للقدرة بتوليد وتخزين وتوزيع القدرة الكهربائية الخاصة بالقمر الصناعي. وقد تشتمل هذه المنظومة الفرعية على ألواح الخلايا الشمسية التي تقوم بتجميع الطاقة من الشمس. وتتكون المنظومات الفرعية للقيادة وتداول البيانات، من مجموعة من الحواسيب التي تقوم بجمع ومعالجة البيانات من الأجهزة المختلفة، وتنفيذ الأوامر الصادرة من الأرض.
      يجري تصميم وبناء اختبار الأجهزة والمنظومات الفرعية الخاصة بالقمر الصناعي كل بمفرده. ويقوم العمال بتركيبها على القمر الصناعي، كل على حدة، حتى يكتمل القمر. ومن ثم يختبر القمر الصناعي تحت ظروف مشابهة لتلك الظروف التي سيتعرض لها أثناء الإطلاق، وعندما يكون موجودًا في الفضاء. وإذا اجتاز القمر الصناعي الاختبار، يصبح جاهزًا للإطلاق.

      إطلاق القمر الصناعي :




      تحمل مكوكات الفضاء بعض الأقمار الصناعية لتضعها في مداراتها في الفضاء، ولكن معظم الأقمار الصناعية يجري إطلاقها بوساطة الصواريخ، التي تسقط في المحيط بعد أن ينفد وقودها. وتحتاج العديد من الأقمار الصناعية إلى تعديلات طفيفة في مداراتها قبل أن تبدأ في أداء وظيفتها. تقوم الصواريخ المدمجة، التي تسمى صواريخ الدفع، والتي يكون بعضها من الصغر بحيث يكون في حجم قلم الرسم الميكانيكي، بإجراء هذه التعديلات. وحالما يستقر القمر الصناعي في مداره، يستطيع البقاء هناك لفترة طويلة، دون حاجة لأي تعديل إضافي.


      أداء المهمة
      تعمل معظم الأقمار الصناعية تحت توجيه مركز التحكم الموجود على الأرض. يقوم العاملون والحواسيب في مركز التحكم، بمراقبة موقع القمر الصناعي، وإرسال التعليمات إلى حواسيبه، واستعادة المعلومات التي قام القمر الصناعي بجمعها. ويتم الاتصال بين مركز التحكم والقمر الصناعي بوساطة الراديو. وتقوم المحطات الأرضية بإرسال واستقبال الإشارات الراديوية. وتوجد هذه المحطات تحت مدار القمر الصناعي، أو في أي مكان آخر من الأماكن الواقعة ضمن مداه.

      ولا يتلقى القمر الصناعي عادة توجيهًا مستمرًا من مركز التحكم الخاص به. فهو مثل رجل آلي (روبوت) يدور في الفضاء. ويستطيع القمر الصناعي التحكم في ألواحه الشمسية لجعلها تتجه نحو الشمس، بالإضافة إلى المحافظة على هوائياته في حالة استعداد لتلقي الأوامر. كما أن أجهزته تقوم بجمع المعلومات تلقائيًا.
      وتكون الأقمار الصناعية الموجودة في مدار مرتفع العلو، أرضي التزامن، على اتصال مستمر بالأرض. وباستطاعة المحطات الأرضية الاتصال بالأقمار الصناعية الموجودة في مدارات منخفضة بمعدل 12 مرة في اليوم. ويقوم القمر الصناعي، خلال كل اتصال بإرسال المعلومات وتلقي التعليمات. ويجب إكمال كل اتصال خلال الفترة التي يمر فيها القمر الصناعي فوق الرأس، وهي حوالي 10 دقائق.
      وفي حالة تعرض أجزاء من القمر الصناعي للتلف، ولكنه ظل قادرًا على أداء عمل مفيد، فإن الجهة المالكة للقمر الصناعي عادة ما تستمر في تشغيله. وفي بعض الحالات النادرة، قامت أطقم مكوك الفضاء باستعادة وإصلاح الأقمار الصناعية في الفضاء. أما إذا لم يعد القمر الصناعي قادرًا على أداء مهامه بصورة مفيدة، وتعذر إصلاحه أو إعادة برمجته، فسوف يرسل المشغلون في مركز التحكم إشارة لإغلاقه.

      السقوط من المدار

      يبقى القمر الصناعي في مداره حتى تنخفض سرعته وتسحبه قوة الجاذبية إلى أسفل نحو جزء من الغلاف الجوي يتميز بكثافة مرتفعة نسبيًا. تنخفض سرعة القمر الصناعي بسبب احتكاك جسيمات الهواء في الغلاف الجوي العلوي، والضغط الخفيف الناتج عن طاقة الشمس. وعندما تسحب قوة الجاذبية القمر الصناعي إلى أسفل لمسافة كافية داخل الغلاف الجوي، يقوم القمر الصناعي بضغط الهواء الموجود أمامه بسرعة. ويصبح هذا الهواء على درجة عالية من الحرارة بحيث يؤدي إلى احتراق معظم أو كل القمر الصناعي.



      تصنيف الأقمار الصناعية :

      1) الاقمار المخصصة لدارسة الفلك.
      2) اقمار استكشاف الفضاء .
      3) أقمار الاتصالات .
      4) أقمار الطقس .
      5) أقمار التجسس أولاستكشاف.
      6) أقمار الملاحة .

      والدي يهمنا هنا اكثر في موضوعنا هو: أقمار الاستشعار عن بعد :

      تدرس أقمار الاستشعار عن بُعد سطح الأرض لمختلف الأغراض (زراعية ـ جيولوجية ـ مناخية ـ علمية)، وتستخدم عينات متعددة من الأجهزة والمستشعرات تعمل على استشعار الانعكاسات الضوئية، أو الاختلافات الحرارية لسطح الأرض، والأجسام الموجودة عليه طبقاً لنوع هذه المستشعرات، وإظهار تفاصيل المناطق/ الأهداف اعتماداً على اختلاف درجات (الانعكاس/ الانبعاث/ الامتصاص) بين هذه المناطق والأهداف. (اُنظر صورة القمر لاندسات)
      وتغطي وسائل الاستشعار عن بُعد أكثر أجزاء الطيف الكهرومغناطيسي، بدءاً من الإشعاعات الذرية (أشعة جاما) التي تستخدم في استطلاع المواد المشعة، إلى الأشعة فوق البنفسجية، التي كثيراً ما تدخل في نظم الإنذار الحديثة، ثم الجزء المرئي من الطيف، الذي يستخدم للتصوير المرئي. وانتقالاً إلى الأشعة تحت الحمراء التي تستخدم في التصوير ونظم الاستشعار الحراري، ثم حيز الموجات الملليمترية التي تُستخدم في الاستشعار الراديومتري، وأخيراً الموجات المتناهية في الصغر التي تستخدم في الاستشعار الراداري، والموجات اللاسلكية بأنواعها المختلفة.
      ونظم الاستشعار إما أن تكون نظماً سيئة، تلتقط الطاقة المنبعثة من الأهداف وسطح الأرض، سواء كانت طاقة ذاتية أو مكتسبة أو منعكسة، وذلك مثل التصوير الفوتوغرافي أو الاستشعار الذري والراديومتري، أو نظماً ايجابية تلتقط وتستقبل الموجات المرتدة من الهدف، مثل الرادارات.
      ولكل من هذه النظم مميزاتها وخصائصها، ومن ثم استخداماتها الخاصة. كما قد يستخدم أكثر من مستشعر معاً في نظام متكامل، وعلي الأخص في التصوير.
      وتدخل أقمار الاستشعار عن بُعد في العديد من التطبيقات، مثل :
      أ. مسح وتقدير الأراضي الخاصة بالمحاصيل الزراعية.
      ب. إعداد خرائط الموارد الطبيعية.
      ج. رصد ومتابعة ظواهر التصحر وزحف الرمال.
      د. متابعة الزحف العمراني على الأرض الزراعية.
      هـ. انتخاب أنسب المواقع للمدن الجديدة، والتخطيط لإنشائها.
      و. مراقبة الكوارث الطبيعية كالفيضانات وحرائق الغابات والبراكين.
      ومن أمثلة أقمار الاستشعار عن بُعد، القمر الأمريكي (Landsat) المزود بمستشعرات متعددة النطاقات الطيفية بقدرة تحليلية 30 م، والقمر الفرنسي (Spot) بقدرة تحليلية 10 م.

      يــتبعـ





      تعليق


      • #4
        رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

        وأقمار الاستشار عن بعد على نوعان هما :

        1) أقمار مأهولة : تحمل بشر وهي تسمى في الغالب مركبات فضائية,ومن أمثلتها ميركوري وجيمني وأبو للو والمعمل الفضائي وغيرها .

        2) أقمار غير مأهولة : لا تحمل بشراً كأقمار لاندسات , وسبوت , وآي آر إس , و إيكونوس , وكويك بيرد وغيرها .

        نستطيع تقسيم الاستشعار عن بعد حسب المصدر الطاقي:

        تحتاج صور الأقمار الاصطناعية مثل بقية الصور الى موجات تنعكس عن الجسم المراد تصويره, لكي تلتقط على اللوح الحساس (negative) , وبالتالي هناك نوعان من الصور:

        صور نشطة Active : تعتمد على مصدر طاقة مثبت على القمر نفسه, مثل أقمار الرادار.
        صور غير نشطةpassive: تعتمد على مصادر الطاقة الطبيعية, مثل أشعة الشمس أو الاشعاع الطبيعي.


        والجدير بالذكر بأن الاستشعار عن بعد ابتدأ مع ابتكار التصوير الفوتوغرافي (التصوير الضوئي) عام 1839م. ومع ذلك الوقت ازدهر التصوير الفوتوغرافي بواسطة استخدام البالون والطائرات الورقية في ذلك الوقت كانت تستخدم في الحصول على الصور الجوية تقدم علم الاستشعار عن بعد منذ وضع أول قمر صناعي للاندسات في عام 1972 م ، حيث يتم الحصول على ملايين المرئيات منذ ذلك الحين وحتى الآن . استخدمت هذه المرئيات لدراسة وتقييم موارد الأرض الطبيعية . وتحمل أقمار لاندسات نوعين من أجهزة المسح الرقمي ، أولهما : عبارة عن اجهزة المسح الرقمي متعددة الأطياف (Multi-Spectral Scanner) أما الثاني ، فتستخدم فيه الكاميرات التي تسجل أجهزة المسح الرقمي فيها كثافة الضوء المنعكس من الموجات المختارة ومن ثم ترسل من القمر الصناعي إلى المجطات الأرضية . وتكرر الأقمار الصناعية اللاندسات تغطية نفس المنطقة على سطح الكرة الأرضية كل 16 يوماً ، وتتراوح درجة التميز المكاني لأقمار اللاندسات بين 15-20 مترا ً ، وتوجد أعداد مقدرة من مقدرة من المرئيات في الوقت الحاضر وكذلك توجد العديد من البرمجيات الخاصة بمعالجة البيانات وتصنيفها وتفسيرها والتي تعمل على النطاق الدولي ، حيث أنها ساهمت مساهمة فاعلة في توفير بيانات الاستشعار عن بعد خلال العقود الماضية . كما طور مركز الفضاء الفرنسي القمر الصناعي أسبت ( Spot) والذي يقوم أيضا ً بجمع البيانات ، والذي تبلغ درجة تميزه المكاني 10 أمتار ، وتتكرر تغطية المنطقة الواحدة على سطح الأرض كل 26 يوم ، ويعتمد ذلك على خط العرض وزاوية جهاز المسح الرقمي ، وكل هذا يشير إلى أهمية استخدام الاستشعار عن البعد في أعمال الرصد لمنطقة التعدين . كما توجد العديد من النظم المساعدة للحاسب الآلي لتعديل المرئيات وإجراء التركيز وتحسين الألوان ، وتنقية البيانات وتدريج الكثافة وذلك لإجراء أعمال تحليل المرئية بالاعتماد على التجمع الإقليمي للمرئية بنفس مدى المستويات الرمادية أما معالجة المرئيات فتتمثل في القيام بكثافة الأعمال الخاصة من خلال تصحيح الأخطاء وإجراء التعديلات اللازمة .


        1-تفسير وتصنيف المرئيات :
        يعتبر معرفة الواقع على سطح الأرض والظروف المحيطة بها أفضل تطبيقات الاستشعار عن البعد . تعتمد كثير من استخدامات الاستشعار عن بعد على تدخل الإنسان في أعمال تحليل وتفسير وتصنيف البيانات ، وبذلك تعتمد على مقدرات وإمكانات المفسر في دمج وتكامل مخرجات الاستشعار عن بعد . ويستخدم مفسر المرئيات مكل الدلائل والمؤشرات المتاحة لدراسة المنطقة مثل الاستعانة بالخرائط الطبوغرافية والموضوعية ، والصور الجوية والبيانات الأخرى أو القيام بزيارات ميدانية للموقع . ويمكن أن يقوم المفسر بتفسير البيانات بالعين المجردة ، لكن كثيرا ً من العناصر يمكن التعرف عليها بدقة أكبر من خلال الحاسبات الآلية والبرمجيات الذكية ، كما أضافت نظم المعلومات الجغرافية وسيلة جديدة لتصنيف البيانات ، وذلك لأن هذه النظم لها مقدرة كبيرة في التحليل والتعامل مع البيانات المكانية والتي يمكن الحصول عليها من مصادر متعددة ، كالخرائط والنماذج الأرضية الرقمية والمرئيات ، مع إمكانية استخدامها لإنتاج خريطة جديدة تشتمل على البيانات المطلوبة .


        2-مميزات صور الاستشعار الحديثة

        تتميز الصور الحديثة للاستشعار عن بعد بأنها بيانات ذات نوعية عالية المستوى لأنها، تمتلك الخواص التالية:

        1. ارتفاع درجة التفريق، حيث انتقلت من 57×79م في جيل الأقمار MSS إلى 30×30م في جيل الأقمار TM، و 20×20م أو 10×10م في حالة القمر الفرنسي "سبوت"، ثم جاءت طفرة الجيل الثالث ليقدم دقة إيضاحية عالية للصورة الفضائية، وذلك بتصغير المساحة الأرضية، التي تمثل النقطة الأساسية Pixel، حيث بلغت هذه المساحة 3×3 أمتار في الأقمار Early Birds ثم 1×1 متر، و 4×4 أمتار في الأقمار Quick Birds.

        2. ارتفاع درجة الدقة الطيفية Spectral Resolution، ويقصد به ضيق المدى الطيفي، أو قصر الطول الموجي، الذي يتم خلاله التقاط الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من الأجسام الأرضية، حيث يتباين المدى الموجي من 90 إلى 110 نانومترات في القمر الفرنسي "سبوت"، ويتراوح هذا المدى في الجيل الثاني TM بين 70 نانومتراً في القمرTM-1 و250 نانومتراً بالنسبة للقمر TM-6. ثم جاء الجيل الثالث لينقلنا إلى مدى طيفي ونوعية فضائية وطيفية وتعدد طيفي آخر، وذلك عند استخدام أجهزة الاسبكترومتر، والتي تعرف باسم CASI، والتي تعتمد على ديناميكية المدى الطيفي للقنوات Spectral Band Range، وديناميكية درجة التفريق.

        3. تعدد القنوات، أو الأطوال الموجية، التي يتم عليها التقاط انبعاثات الأجسام الأرضية، فبنظرة إلى بيانات صور القمر "سبوت"، نجد أنها تلتقط فقط على ثلاث موجات، بينما يعطي الجيل الأول من أقمار "لاندسات" بياناته على أربع قنوات، وقد زادت إلى سبع قنوات، في بيانات الجيل الثاني TM، وجاء الجيل الثالث، من بيانات الاستشعار السالب، ليقفز بعدد القنوات إلى 545 قناة.

        4. بيانات الجيل الثالث لا تحتاج إلى إجراء تصحيحات هندسية، ولا تعاني الإزاحة الطبوغرافية.

        5. إمكانية تغيير المساحة الأرضية، التي تمثلها النقطة الأساسية للصورة، وذلك بتغيير ارتفاع الطيران، وكذلك سهولة تغيير عدد القنوات وأطوال موجاتها، وبالتالي تعدد مجالات الاستخدام.

        6. تتوافر الإحداثيات الجغرافية للبيانات الحديثة، وذلك بفضل وجود جهاز الملاحة الكونى GPS، المحمول على الأقمار الصناعية، وبذا، تصبح البيانات من النوعية المطلوبة، التي تمتلك إحداثيات أرضية.





        3-استخدامات وفوائد الاستشعار عن بعد في أعمال المنجم :

        تمثل تطبيقات الاستشعار عن بعد في أعمال الجيولوجيا أهم التطبيقات ؛ حيث زودت الجيولوجيين بمعلومات عن تشكيل طبقات الأرض ومعرفة أماكن الفوالق والتشققات الأرضية والمعالم الجيولوجية , كما ساعد الاستشعار عن بعد في زيادة كفاءة تصنيف أنواع الصخور باستخدام تقنيات التحليل وإعداد الخرائط من المرئيات الفضائية . تعرض معلومات الاستشعار عن بعد في خرائط بمقاييس رسم مختلفة تكون مفيدة في أعمال التنقيب عن المعادن والبترول وخلافه ، كما تعتبر مرئيات الاستشعار عن بعد ذات جدوى اقتصادية وقيمة عالية في الدراسات لتغطيتها مناطق شاسعة الأبعاد وقد تأتي بيانات غير معروفة في السابق من خلال إجراء المسوحات الأرضية ، لذا فإن المرئيات الفضائية مع بيانات التعدين الأخرى الخاصة بأعمال التنقيب والاستكشاف الجيولوجي مما ساعد في تحسين تمييز وتفسير تكوينات وتشكيل سطح الأرض . وكذلك دمج معطيات المرئيات الفضائية مع القياسات الجيوفيزيائية ، مما ساعد في الحصول على تفسيرات جيدة لجيولوجية مناطق التعدين وإجراء الدراسات التفصيلية لها .
        أضافت تقنيات الحاسب الآلي والتقدم في مجال الالكترونيات العديد من التحسينات والتعزيزات للمرئيات والمعطيات الرقمية ، وقد أدى ذلك إلى الحصول على التفسير الدوري المستمر والجيد والمنطقي لمعطيات المرئيات الفضائية .
        ومما تقدم ذكره ، يمكن إبراز فوائد الاستشعار عن بعد كمصدر لبيانات مساحة المنجم والتعدين في الآتي :-
        (1) – زيادة وتحسين البيانات في مناطق التعدين المعروفة والمناطق النائية والتي يصعب الحصول على بياناتها بالطرق الأخرى .
        (2) – انسجام وتناسق البيانات المكانية مما يسهل أعمال التحليل وتفسير البيانات والاستفادة منها .
        (3) – بيانات الاستشعار عن بعد تعتبر بيانات مكانية مستمرة مقارنة ببيانات طرق المسح الأرضي الأخرى ، كما توفر بيانات مكانية ومعلومات أكثر وأفضل .
        (4)- تكون بيانات الاستشعار في شكل يناسب إجراء معالجة البيانات بأجهزة الحاسب الآلي .
        (5)- إمكانية الحصول على بيانات بصفة دورية .
        (6) – تعتبر قياسات الاستشعار عن بعد ، مكملة للقياسات والمسوحات الأرضية الأخرى .
        (7)- يساعد الاستشعار عن بعد على الحصول بيانات كثيرة بتكلفة أقل وفي فترة زمنية مناسبة .


        ...............................................


        بعض الصور الجوية المختلفة الاغراض و الملتقطة بواسطة الاقمار الصناعية

        صورة لقمر صناعي بالاشعة فوق البنفسجية لاراضي زراعية حيث يمكن تمييز المحاصيل والاراضي المزروعة وتقيمه حجمها بواسطة اللون

        صورة لاحدى المنشأت النووية المراقبة بواسطة الاقمار الصناعية (مفاعل فوكوشيما باليابان الدي تدمر جزئيا بزلزال تسونامي خلال 2011)

        صورة لاحدى اقمار USGS (هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية). توضح توضع الاحزمة الزلزالية بالعالم.

        شكل يوضح معدل انزياح نهرالكتل الجليدية ملتقطة لمدة يوم حيث تدرج الالوان يعطي المعدل التقريب للانزياح ب 2.8 سم في اليوم



        ثار بركان كليوتشيڤسكوي (المنطقة الحمراء) في كامتشاتكا بروسيا بتاريخ 30/9/1994. وحدثت آخر ثورتين عنيفتين له في عامي 1737 و 1945. ويجري نهر كامتشاتكا (في الأعلى) مخترقا هذه المنطقة المتفجرة حيث يغرق لوح الباسيفيكي في اللوح الأوروبي الآسيوي. وإلى الشمال من النهر توجد براكين خامدة (الأخضر)، وإلى الجنوب منه توجد مستوطنات زراعية (الخطوط). وتشير الأشرطة الضيقة (الصفراء-الخضراء) الموجودة على منحدرات بركان كليوتشيڤسكوي إلى جريانات لابيَّة جديدة. وفي هذه الصورة لمنطقة طولها 37 ميلا وعرضها 18.5 ميل كان الإشعاع المرسل يستقطَب أفقيا. وكان الإشعاع ذو النطاق L (الطول الموجي 24 سنتيمتر) يُستقبل أفقيا ويستقطَب رأسيا، ويسمى LHH (الأحمر) و LHV (الأخضر) على الترتيب. وتوضح الصورة أيضا المركبة المستقطبة رأسيا للإشعاع ذي النطاق C (الطول الموجي 6 سنتيمتر)، وتسمى هذه المركبة CHV (الأزرق).




        شكل يوضح مدى دقة الرؤية والتغطية التفصيلية لاحدى الموانئ النشطة مما يجعلها اهم الميزات لمراقبة نشاط الدول



        صور ملتقطة بالقمر الصناعي التابع لوكالة ناسا تبين أن منطقة الصحراء العربية كانت أيضاً مغطاة بالأنهار والبحيرات والمراعي، ويقول العلماء إن هذه المناطق أهملها الناس خلال مئات السنين لأنهم اعتقدوا أنها صحراء منذ أن خُلقت ولا يمكن لشيء أن يوجد فيها.؟؟ وهدا من بين الأشياء العجيبة التي حدثنا عنها النبي عليه الصلاة والسلام .


        جبال أطلس – المغرب Atlas Mountains جزء من جبال أطلس في جنوب المغرب، وتعتبر هذه المنطقة من أكثر مناطق العالم ثراءاً بالمعادن المنوعة، التي لم يلمسها أحد من قبل!



        صور قمر صناعي حراري لوكالة ناسا يوضح الشكل الحقيقي لسطح الارض




        صورة ملتقطة بواسطة احدى الأقمار الصناعية الملاحية لسحابة بركان ايسلندا الثائر 2011 حيث توضح مسار الغبار والغازات البركانية وامتدادها الكبير على مجال الملاحة الجوية على قارة اروبا بالكامل تقريبا.



        صورة للمريخ تابعة لاحدى اقمار وكالة ناسا للاستشعار عن بعد و تبين وجود قناة ربما كانت تحتوي على المياه في عصور سابقة لتاريخ





        تعليق


        • #5
          رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

          اولا : بسم الله والصلاة والسلام على رسول الله محمد وعلى آله وصحبة آجمعين ومن تبعهم بأحسان الى يوم الدين .. الحمدلله تم الانتهاء من الموضوع

          ثانيا : الموضوع تعبت فيه كثيرااا لأني اضطررت الى البحث في عدة موسوعات وعدة مواقع لكي اجد افضل شرح معمق وبعد ايجادي له اضطررت الى اضافة الكثير من مصادر اخرى ليظهر بصورة كاملة وجميلة والكمال لله وحدة سبحانه .. مع العلم ان الفضل لله سبحانه اولا وعبدالعالي علي ثانيا والذي ارتكز اغلب الموضوع على منهج بحثه الجميل والذي نشر ايضا في مجلة الفيزياء العصرية .. وبقية المصادر من بعده وانا لست الا منسق ومجمع من هنا وهناك ليكتمل الموضوع ويظهر بحلة تليق بكم أن شاء الله .

          أخيرا وليس آخرا : المصادر :

          عبدالعالي علي
          http://www.hazemsakeek.info/vb/showt...Remote-Sensing

          ايضا
          مركز الاستشارات الجيولوجية والجيوفيزيائية
          http://www.gcc-oman.com/Geophysics-Tech5-ar.html

          google.com
          http://www.google.com.sa/imghp?hl=ar&tab=ii

          ويكبيديا
          http://ar.wikipedia.org/wiki/%D8%A7%...A8%D8%B9%D8%AF




          اتمنى من القراء الكرام ان ارادوا نقل الموضوع كما هو بهذا الشكل ان يذكروا المصادر اعلاه اولا ومن ثم اخيرا
          3z000z-24

          والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته





          تعليق


          • #6
            رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

            غريبة موضوع كهذا لا يوجد به اي تفاعل !!!!





            تعليق


            • #7
              رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

              ما شاء الله تسلم يالذيب على المواضيع الحصرية و المميزة

              استفدنا واستفاد المنتدى من الفضاوة اللي انت فيها

              ما شاء الله لا حول و لا قوة الا بالله
              55

              تعليق


              • #8
                رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

                ببساطه هاذا هو مفهوم الموضوع الدسم

                تستحق كل التقدير والاحترام ياعزوز على الموضوع الجميل

                تقيم لك وسنستمع بالقراءه

                تعليق


                • #9
                  رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

                  المشاركة الأصلية بواسطة الخليج العربي مشاهدة المشاركة
                  ما شاء الله تسلم يالذيب على المواضيع الحصرية و المميزة

                  استفدنا واستفاد المنتدى من الفضاوة اللي انت فيها

                  ما شاء الله لا حول و لا قوة الا بالله
                  سلمت يالذيب
                  والله ماني فاضي لكن سويته من أجلكم .. لكن الان تعلمت الدرس وبأذن الله لن أضيع وقتي مره اخرى

                  المشاركة الأصلية بواسطة Warrior Prince مشاهدة المشاركة
                  ببساطه هاذا هو مفهوم الموضوع الدسم

                  تستحق كل التقدير والاحترام ياعزوز على الموضوع الجميل

                  تقيم لك وسنستمع بالقراءه
                  الله لا يهينك ويبيض وجهك يا صاحبي على الاطراء الجميل .. لكن صدقني ما يثير السعادة في قلبي هو مروركم وتأكدي بأنكم قرأتم الموضوع لأنه فعلا مفييد جدا





                  تعليق


                  • #10
                    رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد


                    روعة عزوز يعطيك العافية

                    شكلك متخصص بالجيلوجيا

                    أو في أقل الإحتمالات عاشق لها

                    أشكر جهدك ووقتك وفعلاً قرائته وحدها تحتاج لوقت فما بالكم بإضافته والتنقيب في المواقع لتكامل الموضوع
                    sigpic


                    لاتخدعك المظاهر ... فهدوء المقابر لايعني أن جميع من فيها في جنة ونعيم ..!!

                    تعليق


                    • #11
                      رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

                      المشاركة الأصلية بواسطة elsa3b مشاهدة المشاركة

                      روعة عزوز يعطيك العافية

                      شكلك متخصص بالجيلوجيا

                      أو في أقل الإحتمالات عاشق لها

                      أشكر جهدك ووقتك وفعلاً قرائته وحدها تحتاج لوقت فما بالكم بإضافته والتنقيب في المواقع لتكامل الموضوع
                      الله يعافيك
                      لا والله ماني متخصص جولوجيا لكن احب هذا التخصص من لما كنت صغير وكنت عاشق لما قبله وهي الجغرافيا
                      لكن هكذا موضوع يتحدث عن تقنية الاستشعار عن بعد سيجلب نظر كل شخص يهتم بالشأن العسكري وليس فقط بمن يهتم بالجلوجيا فـ لك في تقريبا كل التقنيات العسكرية ابتداء من الصواريخ والقنابل الى آخره تعمل عن طريق الجي بي اس الذي يعمل عن طريق الاقمار الصناعية طبعا مع اختلاف أدوار الاقمار واهدافها لكن فقط ما ذكرت على سبيل المثال

                      في الاخير ارحب فيك وفي الاخوان الي شرفوا الموضوع





                      تعليق


                      • #12
                        رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

                        سيتم تثبيت الموضوع ليكون في الاعلى لكي يسهل رؤيته لكل مهتم ومحب لما يتعلق بالاستشعار عن بعد





                        تعليق


                        • #13
                          رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

                          موضوع مميز اخى 3z000z-24
                          اضافة بسيطة للموضوع الرائع







                          تعليق


                          • #14
                            رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

                            المشاركة الأصلية بواسطة Dark Energy مشاهدة المشاركة
                            موضوع مميز اخى 3z000z-24
                            اضافة بسيطة للموضوع الرائع






                            بارك الله فيك آضافه آكثر من رائع وفديوهآت جميلة تتحدث عن صلب الموضوع ..

                            +

                            تقييم لمساهمتك





                            تعليق


                            • #15
                              رد: شَـرح تقنية الاستشعار عن بعد

                              موضوع جميل جدا تشكر علية

                              تعليق

                              ما الذي يحدث

                              تقليص

                              الأعضاء المتواجدون الآن 2. الأعضاء 0 والزوار 2.

                              أكبر تواجد بالمنتدى كان 170,244, 11-14-2014 الساعة 09:25.

                              يعمل...
                              X