سنجش از دورچیست؟
بطورکلیRemote Sensing یا سنجش از دور را میتوان تکنولوژی کسب اطلاعات و تصویربرداری از زمین با استفاده از تجهیزات هوانوردی مثل هواپیما، بالن یا تجهیزات فضایی مثل ماهواره نامید. به عبارت دیگر سنجش از دور علم و هنر بدست آوردن اطلاعات در مورد هر موضوع تحت بررسی به وسیله ابزاری است که در تماس فیزیکی با آن نباشد. مزیت برتر اطلاعات ماهواره ای نسبت به سایر منابع اطلاعاتی، پوشش تکراری آنها از نواحی معین با فاصله زمانی مشخص است.
در سنجش از دور، انتقال اطلاعات با استفاده از تشعشعات الکترو مغناطیسی(EMR) انجام می گیرد.
تصویر فوق بطور شماتیک فرآیند کلی و عناصر مؤثر در سنجش از دور الکترومغناطیس
ی منابع زمین را نشان می دهد. دو فرآیند مبنایی، شامل اخذ داده و تجزیه و تحلیل آنهاست.
A – منبع انرژی
B – انتشار انرژی از میان جو
C – فعل و انفعالات انرژی بر اثر برخورد با عوارض سطحی زمین
D – سنجنده های هوایی و یا فضایی
E – انتقال اطلاعات کسب شده
F – دریافت اطلاعات اولیه و تولید داده بصورت رقومی و یا تصویری
G – فرآیند
تجزیه و تحلیل داده، شامل بررسی و تعبیر و تفسیر داده ها با بکارگیری
وسایل مختلف دیداری و کامپیوتری به منظور آنالیز داده های حاصل از سنجنده.
تجزیه و تحلیل کننده(user) با
کمک داده هایی که توسط سنجنده جمع آوری شده اطلاعات مربوط به نوع، میزان،
موقعیت و شرایط منابع مختلف زمین را استخراج می نماید، سپس این اطلاعات(
بصورت نقشه ها، جداول چاپی یا فایل‌های کامپیوتری) با لایه های دیگر
اطلاعات در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) ادغام و برای مصرف کاربران آماده می‌شود
سنجش از دور در یک نگاه سنجش از دور یعنی تشخیص و جمع‌آوری داده از فاصله
دور و عمدتاً به عنوان فناوری و علمی تعریف می‌شود که به وسیله آن میتوان
بدون تماس مستقیم، مشخصه‌های (مکانی، طیفی، زمانی) یک شیء یا پدیده را
تعیین، اندازه‌گیری و یا تجزیه و تحلیل نمود. با نداشتن تماس مستقیم، باید
روشی برای انتقال اطلاعات از طریق فضا مورد استفاده قرار گیرد. برای این
منظور، واسطههای مختلفی مانند میدان جاذبه، میدان مغناطیسی، امواج صوتی و
انرژی الکترومغناطیسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این وجود، فناوری رایج
در سنجش از دور، استفاده از امواج الکترومغناطیس است.
سنجش از دور این امکان را فراهم می‌کند که از مناطق غیرقابل دسترس و خطرناک اطلاعات جمع‌آوری شود. نمونه‌هایی از کاربرد های سنجش از دور شامل پایش جنگل‌زدایی، بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر روی یخچال‌ها در مناطق قطبی، تعیین عمق بدنه‌های آبی و جمع‌آوری اطلاعات نظامی از مناطق پرخطر مرزی است. همچنین سنجش از دور می‌تواند جایگزین روش‌های پرهزینه جمع‌آوری اطلاعات میدانی شود.
فرآیند سنجش از دور
فرآیند سنجش از دور از هفت مولفه تشکیل شده است:
منبع
انرژی یا روشنایی: اولین لازمه سنجش از دور، یک منبع انرژی است که عمل
روشن‌سازی یا تهیه انرژی الکترومغناطیس بر روی هدف تحت مطالعه را به عهده
داشته باشد.
تابش و اتمسفر: در هنگام
عزیمت انرژی از منبع به هدف، انرژی با اتمسفری که از آن عبور می‌کند، تعامل
دارد. این پدیده ممکن است بار دومی نیز هنگامی که انرژی از هدف به سنجنده
عزیمت می‌کند، اتفاق بیافتد.
تعامل با هدف: بعد از رسیدن انرژی به هدف، با توجه به خصوصیات انرژی و هدف، تعامل صورت می‌گیرد.
ثبت
انرژی به وسیله حسگر: بعد از اینکه انرژی توسط هدف پراکنده یا از آن ساطع
شد، سنجنده دوردستی تشعشع الکترومغناطیس حاوی اطلاعات سطح را جمع‌آوری و
ضبط می‌کند.
انتقال، دریافت و پردازش:
انرژی ضبط‌شده توسط سنجنده به شکل الکترونیکی به یک ایستگاه دریافت و
پردازش برای بازسازی تصویر اخذشده انتقال می‌یابد.
تفسیر و تحلیل: تصویر به صورت بصری و یا رقومی تفسیر شده و اطلاعات لازم درباره هدف استخراج می‌شوند.
کاربرد:
جزء پایانی فرآیند سنجش از دور عبارتست از استفاده از اطلاعات استخراج شده
برای درک بهتر، کشف اطلاعات جدیدتر و یا کمک به حل یک مساله خاص.
براساس
نوع منبع انرژی مورد استفاده، سنجش از دور به دو دسته سنجش از دور فعال و
سنجش از دور غیرفعال تقسیم می‌شود. سنجش از دور غیرفعال هنگامی مطرح می‌شود
که یک منبع طبیعی انرژی که عمدتاً خورشید است، مورد استفاده قرار گیرند.
سنجنده‌های فعال، امواجی را از خود تولید می‌کنند و با تاباندن آن به سمت
هدف مورد‌نظر و دریافت بازتابش حاصل از آن، به هندسه یا ویژگی‌های هدف پی
می‌برند. انواع سنجنده‌های راداری یا لیزری نمونه بارز این نوع هستند
با توجه به محدوده‌های انرژی الکترومغناطیس به کار رفته و خصوصیات آنها در
محدوده‌های طیفی نوری، حرارتی و مایکروویو، سنجش از دور نوری، سنجش از دور
حرارتی و سنجش از دور مایکروویو مطرح می‌شوند. سنجش از دور اشعه ایکس و
گاما در مقیاس محدودتری مطرح هستند
اگر از کاربرد قدیمی سنجش از دور در حوزه شناسایی نظامی
صرف‌نظر کنیم، سنتی‌ترین و معروف‌ترین کاربرد سنجش از دور در نقشه‌برداری و
سامانه اطلاعات جغرافیایی(GIS) است. اصولاً اختراع هواپیما و به‌ویژه دستیابی بشر به ماهواره، دنیای نقشه‌برداری را متحول کرد.
امروزه
این امکان وجود دارد که دقیق‌ترین نقشه‌های جغرافیایی در حداقل زمان ممکن
در مقیاس‌های محلی و جهانی تهیه شده و تغییرات آن بطور مداوم ثبت و ضبط
شوند. با پیشرفت فناوری سنجنده‌ها و پردازش داده، سنجش از دور علاوه بر
نقشه‌برداری توانست دنیای هواشناسی را نیز با جهش مواجه کند. امروزه سنجش
از دور طیف بسیار وسیعی از کاربردها را پیدا کرده است.
بررسی و شناخت فضای بیکران، پایش محیط زیست، اقیانوس‌شناسی، رصد و کمک به پیشگیری و مدیریت بلایای طبیعی (سیل، زلزله، سونامی و …)، کویرزدایی، اکتشاف و استخراج منابع زیرزمینی، امداد و نجات و رصد تغییرات آب و هوای جهان از دیگر زمینه‌های کاربردهای سنجش از دور هستند.
سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS)
سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) مجموعه ای سازمان یافته از سخت افزار ، نرم افزار ، داده های مکانی- توصیفی
، افراد متخصص و الگوریتم هاست که به منظور گردآوری ، ذخیره سازی ، بهنگام
سازی ، پردازش، بازیافت و تجزیه و تحلیل اطلاعات طراحی شده و به بیان
مشخصات جغرافیائی داده ها می پردازد.
وظیفه سیستم اطلاعات جغرافیائی(GIS)
وظیفه اصلی یک سیستم اطلاعاتی، انجام نوعی عملیات بر روی داده هاست که به
کمک آن بتوان سریعتر،دقیق تر و بهینه تر بر روی مسائل مربوط به این داده ها
تصمیم گیری کرد. این مراحل از جمع آوری داده ، تغییر فرمت و ذخیره سازی
آنها آغاز شده و شامل مسائل مدیریت ، تجزیه و تحلیل ، مدلسازی می گردد و ما
را در جستجو( search) و تهیه فضای پرسش و پاسخ(Query) بر روی حجم بالای اطلاعات و نمایش داده های توصیفی در مدت زمان بسیار کوتاه یاری می کند. در واقع یک سیستم اطلاعات جغرافیائی(GIS) تمامی وظایف یک سیستم اطلاعاتی را بر روی داده های جغرافیائی بر عهده دارد.
اجزاء اصلیGIS
سیستم اطلاعات جغرافیائی از سه جزء اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:
الف) نیروی متخصص: نیروی متخصص وظیفه طراحی، پیاده سازی و همچنین به روز رسانی داده ها و اطلاعات را بر عهده دارد.
ب) کامپیوتر: کامپیوتر شامل سخت افزار و نرم افزار مناسب است که جهت ذخیره سازی ، بهنگام سازی و تجزیه و تحلیل داده ها مورد استفاده قرار می گیرد.
ج) داده: داده
ها در سیستم اطلاعات جغرافیائی به دو دسته تقسیم می شوند: داده های مکانی
که نشان دهنده موقعیت و شکل عوارض بوده و داده های توصیفی که بیانگر ویژگی
ها و خصوصیات عوارض می باشند.
کاربردGIS در برنامه ریزی شهری و حوزه های شهرسازی و شهرداریها
با افزایش جمعیت،شهر به عنوان یک عنصر پویا پیوسته دچار تحولات و دگرگونی
های بسیار بوده و هدف نهایی برنامه ریزان نیز بالا بردن سطح رفاه و آسایش
مردم و حل مشکلات و معضلات جوامع شهری عنوان شده است . امروزه با توجه به
ابعاد پیچیده مسائل شهری و دخالت متغیرهای مختلف در برنامه ریزی شهری از
مدل ها و نرم افزارهای مختلف برای برنامه ریزی استفاده شده که سیستم
اطلاعات جغرافیایی(GIS) یکی از ابزارهای قدرتمند در پاسخگویی به نیازهای مطالعاتی و کاربردی محسوب می شود.
از سامانه GISدر حوزه های مختلف می توان بهره برد از جمله مدیریت شهری و شهرسازی، مدیریت بحران، مدیریت منابع طبیعی، مدیریت سلامت و بهداشت جامعه، مدیریت ترافیک و حمل و نقل و … که در اینجا برخی از کاربرهای GISدر حوزه مختلف، بیان شده است :
کاربرد GISدر حوزه برنامه ریزی شهری و شهرداریها
– مسیریابی (تعیین نزدیکترین مسیر آتش نشانی به محل حریق- تعیین نزدیکترین مسیر از مرکز امداد (بیمارستان) به محل حادثه و…)
– مکان یابی بهینه (مکانیابی ایستگاه های آتشنشانی –تعیین مکان مناسب فضاهای سبز، مدارس و دیگر کاربری ها با توجه به استانداردها و…)
– تعیین دقیق بافت قدیم شهری و شناسایی و کدبندی این بافت جهت بازسازی و حفظ بافت سنتی
– مشخص کردن تراکم ساخت و ساز شهری
– سهولت در منطقه بندی ومحله بندی شهر
– تعیین وضعیت مالکیت شهری(استیجاری، خصوصی، دولتی)
– تعیین سرانه های شهری و مشخص کردن کمبودها در هر نقطه از شهر(سرانه های آموزشی، فضای سبز، آتشنشانی و…)
– تسریع و دقت در امور اجرایی، نظیر اخذ مجوز ها، درصد پیشرفت، اصلاحات ممیزی، صدور پروانه ساخت و غیره
– تعیین حریم و حوزه نفوذ هر یک از تأسیسات مهم شهری نظیر ایستگاه های آتشنشانی، فضای سبز، پاسگاه های نظامی …)
– تفکیک عوارض بر اساس خصوصیات مختلف
– قابلیت اعمال ویرایش و تفکیک یا تجمیع عوارض با یکدیگر
– ایجاد انیمیشن های تبلیغاتی برای نمایش موقعیت های جغرافیایی
– لینک تصاویر و فیلم ها به محل پروژه های عمرانی انجام شده در شهر
– به روز رسانی نقشه موجود شهر از طریق انطباق برنامهGPS وGIS
– تعیین بهترین جهت برای توسعه آینده شهر
– تعیین بهترین مکانها جهت احداث مناطق مسکونی
– ارزیابی مراکز تجاری در جهت تعیین نمایندگی های جدید در شهر و منطقه بر اساس تراکم جمعیت
– مشخص نمودن ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺗﺤﺖ ﭘﻮﺷﺶ و ﻣﺴﻴﺮﻫﺎی ﺧﺪﻣﺎت رﺳﺎﻧﻲ
– و …
کاربرد GISدر علم طراحی شهری
– تفکیک و جداسازی اراضی با کاربری های متفاوت
– مطالعات مهندسی در زمینه کارهای عمرانی از قبیل شهرک سازی و برج سازی و…
– مکانیابی مناسب برای احداث سدها، پلها، جاده هاو..
– احیای بافت فرسوده شهری
– و…
کاربردهای GISدر حوزه ی شهرسازی و معماری
– مطالعه و بررسی به کارگیری قوانین، مقررات، ضوابط و دستاوردهای جدید در زمینه ی شهرسازی و معماری
– تدوین و نظارت بر اجرای مقررات شهرسازی ، برنامه ریزی و اجرای طرح های شهری
– و…
معرفی کاربردهای GISدر حوزه ی خدمات شهری
۱) کاربردهای GISدر سازمان آتش نشانی و خدمات ایمنی
– تهیه ی نقشه ی تماتیک (موضوعی) و طبقه بندی نواحی شهری بر اساس ضریب خطر
– در اختیار داشتن اطلاعات مورد نیاز در زمینه ی تجهیزات ایمنی موجود در ساختمان ها و مجتمع های مسکونی و تجاری بزرگ
– تعیین نزدیک ترین ایستگاه آتش نشانی به منظور امداد رسانی در یک محل خاص
– تعیین بهترین و نزدیکترین مسیر بین دو نقطه عرضه و تقاضای خدمات
– و…
۲) کاربردهای GISدر سازمان تنظیف و بازیافت مواد
– تقسیم نواحی خدماتی به نواحی تفکیکی نظافت معابر شهری
– تعیین مسیر بهینه ی ماشین های جمع آوری و حمل زباله
– تعیین مسیر ویژه ی بهینه ی جمع آوری زباله
– و…
۳) کاربردهای GISدر سازمان فضای سبز
– تعیین محل بهینه جهت احداث پارک و توزیع بهینه ی پارک ها در سطح شهر
– مدیریت پارک ها و نمایش پلان داخلی پارک ها به همراه گونه های گیاهی و امکانات و تجهیزات موجود درآن
– رد یابی ﺟﺮﻳﺎن رودﺧﺎﻧﻪ ها در جهت ﻳﺎﻓﺘﻦ ﻣﻨﺸﺎء و ﻣﻨﺎﺑﻊ اﺣﺘﻤﺎﻟﻲ آﻟﻮده ﻛﻨﻨﺪه
– و…
۴) کاربردهای GISدر اداره ی سامان دهی معابر :
– مشخص شدن تراکم و محل استقراردست فروشان
– انتخاب بهترین محل برای برگزاری بازارهای هفتگی
– انتخاب بهترین مکان برای احداث معبر جدید
– تعیین بهترین ﻣﺴﻴﺮ ﻫﺎی وﻳﮋه جهت دوﭼﺮﺧﻪ سواری ، پیاده روی و…
– تنظیم سلسله مراتب شبکه ی دسترسی ها و جداسازی معابر ویژه ی عابرین پیاده
– و…
کاربرد GISدر میراث فرهنگی و صنعت گردشگری
ثبت اطلاعات بررسی‌های میدانی استان‌ها به منظور تهیه‌ی نقشه‌ی باستان‌شناسی کشور
تکمیل اطلاعات موجود و تشکیل بانک اطلاعات GIS(شکل، قدمت، موقعیت، اطلاعات توصیفی بررسی های انجام شده، وضعیت مرمت و …) از محوطه
تهیه نقشه پراکندگی آثار باستانی
مدل سازی GISجهت یافتن مدل و نقشه دقیق باستان شناسی
و…
کاربرد GISدر حوزه ی حمل و نقل و مدیریت ترافیک
– استفاده از تکنولوژیGISدر مدیریت شهری در قالب شهر الکترونیک در جهت کاهش هزینه ها
– مدیریت موقعیت و زمان حرکت اتوبوسهای شهری و بیرون شهری
– مسیریابی بهینه برای ارائه ی خدمات حمل و نقل و خدمات اضطراری
– تنظیم آنالیز شبکه به منظور یافتن بهترین مسیر
– مکان یابی بهینه برای ایجاد معابر جدید و ارائه ی امکانات و خدمات حمل و نقل
– مدیریت بهینه ی حمل و نقل عمومی و ترافیک
– توسعه ی سامانه های GISپویا، به منظور ناوبری هوشمند وسایل متحرک
– و…