مقدمه
پیشرفت مهم در عرصه تکنولوژی، به وجود آمدن وسایل تطبیقپذیر و قدرتمندی است که توانایی نمونهبرداری پیوسته فواصل بزرگ طیف را دارد که تصویربرداری ابرطیفی نامیده میشود. تصویربرداری ابر طیفی امکان توصیف ویژگیهای خاص از مواد و اشیاء در هوا، زمین و آب بر مبنای بازتابشهای منحصر بفرد (بازتابش هر ماده در مکانی خاص از طیف الکترومغناطیسی است) فراهم میکند. سنجش از دور ابرطیفی آمیخته با اندازه گیری، تجزیه و تحلیل، تعبیر و تفسیر طیف بدستآمده از صحنه یا شیء از فواصل زیاد، متوسط و کوتاه به وسیله سنجنده فضابرد یا هوابرد مستقر در فضاپیما یا هواپیما میباشد. ایدهی سنجش از دور ابرطیفی به سال1980بر میگردد. زمانی که آقای دکتر Alexander F. H.
Goetz و همکارانشان در آزمایشگاه رانش جت با طراحی وسایلی جدید مانند AVIRIS، شروع به انقلابی در سنجش از دور نمودند. از آن زمان حدود سه ده میگذرد و اکنون شاهد پیشرفتهای سریع و گسترده در این نوع از سنجندهها هستیم. .
در سنجندههای نسل آتی ماهوارهای، سنجندههای ابر طیفی نقشی برجسته خواهند داشت. آنها قادرند بسیار بهتر و دقیقتر از سنجنده های چند طیفی کلاسهای مختلف مواد را تشخیص دهند. از طرف دیگر، به علت حرکت سریع فضاپیما و هواپیما، زمان کافی برای طیف سنج به منظور صرف وقت روی ناحیهای کوچک از سطح زمین یا هدف هوایی وجود ندارد. سنجندههای ابرطیفی با فواصل نمونهبرداری بسیارکوچک خود و رزولوشن مکانی بالا امکان داشتن تصاویری دقیق از نواحی کوچک را فراهم نمودهاند. همچنین این تکنولوژی قابلیت ترکیب با تکنولوژیهای دیگر چون
سار و چند طیفی را دارد و بر قابلیتهای آن افزوده است. .
مجموع این عوامل دلیل علاقه اصلی این جانب به مطالعه تکنولوژی ابر طیفی بوده است.

تصویربرداری ابرطیفی در سنجش از دور

تصویربرداری ابرطیفی در سنجش از دور

فهرست مطالب

چکیده ………………………………………………………………………………………………………….. ١

مقدمه ………………………………………………………………………………………………… ٢
فصل اول : گذشته و آینده سنجش از دور …………………………………………………….. ٣

1-١) تاریخ سنجش از دور ………………………………………………………………………………… ۴
١-٢) تاریخ پیشرفت ماھواره ای مشاھده زمین ……………………………………………………… ۶
١-٣) محموله ھای پرتاب جدید ……………………………………………………………………………… ٨

فصل دوم : اصول سنجش از دور …………………………………………………… ١٣

مقدمه : سنجش از دور و کاربرد ھای آن …………………………………………………………… ١۴
٢-١ ) تعاریف ……………………………………………………………………………………………. ١۴
٢-٢ ) نواحی طیف الکترومغناطیسی مرئی و مادون قرمز بر حسب نانومتر ………………………. ١٧
٢-٣ ) حساس گر ھای غیر فعال در مقابل فعال …………………………………………………… ١٧
٢-۴ ) سکو ھای سنجش از دور ………………………………………………………………….. ١٨
٢-۵ ) چگونگی جمع آوری تصاویر در پردازش از دور ……………………………………………………… ١٨
٢-۶ ) دقت طیفی – مکانی – رادیومتری ………………………………… ……………………… ٢١

فصل سوم : انواع سنجنده ھای ابر طیفی ……………………………………. ٢۴

3 ) مقدمه …………………………………………………………………………………… ٢۵
3-1) آغاز سنجنده ھای ابر طیفی ………………………………………………………………. ٢۵
3-2) ) طبقه بندی سنجنده ھا ………………………………………………………………………… ٢۵
3-2-1 ) بر اساس تعداد کانال ……………………………………………………………………….. ٢۵
3-2-2 ) بر اساس دقت مکانی ……………………………………………………………… ٢۶
3-2-3 ) بر اساس نوع سنجنده ……………………………………………………………………………… ٢۶
3- ٢-۴ ) بر اساس قابلیت استفاده …………………………………………………………………………….. ٢۶
٣-٣ ) معرفی سنجنده ھای ابر طیفی ……………………………………………………………………….. ٢٧
٣-۴ ) معرفی خصوصیات سنجنده ھای ابر طیفی ………………………………………………………….. ٣٢

فصل چھارم : سنجنده ھای چند طیفی ……………………………………………. ۶٣ 

مقدمه ……………………………………………………………………………………. ٣٧
۴-١) انواع سنجنده ھای چند طیفی …………………………………………………………………… ٣٧
۴-٢ ) طبقه بندی سنجنده ھای چند طیفی بر اساس دقت مکانی …………………………………………… ۴٣

فصل پنجم : کاربرد ھای ابر طیفی …………………………………………………………………………. ۴٧
مقدمه : کاربرد ھای سنسور ھای ابر طیفی بر حسب اھمیت و در صد ………………………..48
۵-١ ) کاربرد ھای جنگل بانی ……………………………………………………………………………..49
۵-٢ ) کاربرد ھای محیطی …………………………………………………………………………………….. ۵۶
۵-٣ ) کاربرد ھای کشاورزی ……………………………………………………………………………… ٢۶

فصل ششم : مقایسه سنجنده ھای ابر طیفی و چند طیفی ……………………. ۶٧

فصل ھفتم : مقایسه برخی سنجنده ھای ابرطیفی با چند طیفی و سار و رادار در تعداد کانال و محدوده طیفی …… ٧٢

فصل ھشتم : نتیجه گیری ………………………………………………………………… ۴٧

پیوست ١ :واژگان فارسی به انگلیسی …………………………………………………………………….. ٧۶

پیوست ٢ : واژگان انگلیسی به فارسی………………………………………………………………………… ٧٩

فھرست منابع ……………………………………………………………………………………………………… ٨٢

سایت ھای اطلاع رسانی ………………………………………………………………………………………. ٨۶

چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………. ٨٧

فهرست جدول ها

١-٣ : جدول١: تاریخچه پیشرفت سنجش از ابتدا تا سال ٢٠١٠ …………………………………………9
٢-٢ : جدول ٢: نواحی طیف الکترومغناطیسی مرئی و مادون قرمز برحسب میکرو متر……………. ١٧
٣-٢-١ : جدول ٣: طبقه بندی سنجنده های ابرطیفی بر اساس تعداد کانال………………………. ۵٢
٣-٢-٢ : جدول ۴: طبقه بندی سنجنده های ابرطیفی بر اساس دقت مکانی……………………. ۶٢
٣-٢-٣ : جدول ۵: طبقه بندی سنجنده های ابرطیفی بر اساس نوع سنجنده…………………… ۶٢
٣-۴ : جدول ۶ : لیست سنجنده های ابر طیفی و خصوصیات آن ها……………………………… ٣٢
۴-١ : جدول ٧ : باند ها و خصوصیات Landsat 4,5ا………………………………………………..38
۴-١ : جدول ٨ : تاریخ پرتاب و انواع اسکنر Landsatا……………………………………………..39
1-4جدول٩: خصوصیاتThematic Mapper…………………………………………………..  ٣٩
۴-٢ : جدول١٠ : ماهواره های چندطیفی با رزولوشن متوسط………………………………. ٣۴
۴-٢ : جدول١١ : ماهواره های چندطیفی با دقت(رزولوشن) مکانی بالا………………………. ٣۴
۴-٢ : جدول12 : ماهواره های چندطیفی با دقت(رزولوشن) مکانی بالای دیگر………………… ۴۴
۴-٢ : جدول ١٣: دقت (رزولوشن) مکانی سنسورهای چند طیفی مهم……………………… ۴۵
۴-٢ : جدول ۴١: سنسورهای چندطیفی بر سکوهای فضاپیما و کاربرد های آن ها …………..۴۵
۴-٢ : جدول۵١ : تاریخ پرتاب و انواع اسکنر چندطیفی از ٢٠٠٧-١٩٧٢ ………………………….۴۶
۵ : جدول ۶١: کاربرد های سنسورهای ابر طیفی مهم بر حسب درصد……………………. ٨۴
۵-٣-٢ : جدول ١٧: طبقه بندی محصول بر حسب آفت و نشانه های آن ……………………..۶۵
۶ : جدول 18 : تفاوت سنجش ابر طیفی و چند طیفی …………………………………………٧١

فهرست شکل ها

١-١-١ : شکل ١ :عکسی از یک بادبادک در سال ١٨٨٩ به وسیله یک مکانیزم دور ، فرانسه Labrugauere پوشش ناحیه ،توسط Mr. A. Balut ا………5
١-١-١ : شکل ٢ : عکس برداری منظره هوایی جهت شناسایی نظامی ………………………۵
٢-١ : شکل ٣: طیف الکترومغناطیسی و محدوده پوشش طیفی ابر طیفی و چند طیفی ………….۵١
٢-١ : شکل ۴: مفھوم مکعب ابر طیفی………………………………………………………………….. ۶١
٢-١ : شکل ۵: مفهوم مکعب ابر طیفی از بعدی دیگر…………………………………………………. ۶١
٢-٣ : شکل ۶ : تصویر برداری فعال در برابر غیر فعال………………………………………………… ١٨
٢-۵ : شکل ٧ : انواع اسکنر ها و چگونگی کار آن ها………………………………………………… ١٩
٢-۵ : شکل ٨ : چگونگی جمع آوری تصاویر ……………………………………………………………٢٠
٢-۶ : شکل 9 : مفهوم دقت (رزولوشن) طیفی ……………………………………………………….٢١
٢-۶ : شکل 10 : مفاهیمIFOV, FOV…………………………………………………………………. ٢٢
٢-٧ : شکل 11 : اثرات اتمسفر ………………………………………………………………………٢٣
۵ : شکل ١٢:کاربرد های سنسورهای ابر طیفی بر حسب اهمیت……………………………… ٨۴
۵-١-١ -٢ : شکل ١٣:چگونگی جمع آوری اطلاعات از بازتابش………………………………….. ٢۵
۵-١-٢ : شکل ۴١: گروه بندی جواب های طیفی بدست آمده از درختان وتقسیم بندی.طیف بر اساس ساختار برگ…………………………..56
۶ : شکل 15: تفاوت سنجش ابر طیفی و چند طیفی ٩۶-………………………٧٠
٧ : شکل 16: مقایسه سنجنده های ابرطیفی با چند طیفی و سار و راداردر تعداد کانال و محدوده طیفی……………………………….٧٣

تصویربرداری ابرطیفی در سنجش از دور

تصویربرداری ابرطیفی در سنجش از دور

فصل اول
گذشته و آینده سنجش از دور

سنجش از دور می تواند تحت عنوان هنر بدست آوردن اطلاعات فیزیکی ( تشخیص ، مشاهده ، شناخت ) بدون تماس مستقیم با شیء با استفاده از سنسور تعریف شود . واژه سنجش از دور اولین بار در ایالات متحده آمریکا در سال ٠۵١٩ توسط آقای Evelyn Pruittاز اداره تحقیقات نیروی دریایی آمریکا به کار رفت [[١]]. تصویر برداری از سطح زمین به اوایل قرن ١٨ بر می گردد ، زمانی که آقای Louis Daguerre به طور عمومی و آشکار گزارش تصاویری از تجربیات عکس برداری خود را ارائه کرد . در سال ٨۵١٨ نخستین منظره هوایی از بالون تولید می شود و در سال ١٩١٠ ، آقای Wilber Smith هواپیمایی را به پرواز در می آورد که چندین عکس سینمایی ( متحرک ) از Centocelli ایتالیا بدست می آید . تصاویر عکس برداری شده در طی یک جریان دائمی در زمان های جنگ جهانی اول و دوم جمع آوری می شود .این در حالی است که در زمان جنگ دوم جهانی ، اجزاء غیر قابل دیدن از طیف الکترومغناطیسی برای اولین بار استفاده شد و تکنولوژی رادار معرفی شد . در سال ٠۶١٩، ماهواره هواشناسى اول پرتاب شد ، اما تصویر واقعى به زمانی زودتر توسط ماهواره های جاسوسى مختلف بر می گردد . در سال ١٩٧٢، باپرتاب اولین ماهواره مشاهده زمین به نام ( ١ ERTS-Landsat1 ) پرتاب شد که توسط آن ، مشاهدات مکرر و اصولی بدست آمد . خیلى ماموریت های اختصاصى مشاهده زمین با Landsat1 ادامه یافت و در سال ١٩٨٠ ، ناسا شروع به پیشرفت در زمینه وسائل با رزولوشن طیفی بالا ( Hyperspectral) کرد وتوسط آن قادر به پوشاندن قسمت هاى قابل دید و وابسته به اشعه مادون قرمز موج کوتاه ،از طیف الکترومغناطیسی گردید، با باندهاى باریک که به طیف هاى پیکسل ها اجازه بدهند تصویرشوند (Goetz 1985) . .
در محدوده سیستم های سنجش از دور ِمایکروویوى ِ فعال ، تحقیقات منجر به پیشرفت سیستمهاى رادار چندین قطبی ( Multi-Polarization ) و سیستم های تداخل سنج می شود (( Massonnet 1994 .
با به کاربردن سیستم های فضا پیمای Hyperspectral اجازه خواهیم داشت به جزئیات اندازه گیری طیفی –فیزیکی ، تقریباً در هر نقطه ای از سطح زمین دست یابیم .
1- 1) تاریخ سنجش از دور :
١-١- ١)سنجش از دور از طریق عکس برداری هوایی
آنچنان که گفته شد ، عکس بردارى ِسطح زمین از بالا یا به اصطلاح عکس هوائى، در ٠۶١٨ با عکس هایی از بالون ها پدیدارشد . موفقیت اول، عکسی از دره، توسط فردی فرانسوى به نام آقای فلیکس تورناچون است. یکى از قدیمی ترین این چنین عکس ها، از بوستون آمریکا است . اولین پرواز آزاد به جهت عکس برداری به وسیله آقای مونسیر تریبولت در ١٨٧٩ انجام داده شد. در این اثناء، یک راه دیگر که استفاده از دوربین هاى عکاسى نصب شده روى بادبادک ها است که توسط آقای ئى-آرکیبالد از انگلستان در سال ١٨٨٢ شروع کرد و در آخرین دو دهه هاى قرن ١٩ام مشهور بود .

تصویربرداری ابرطیفی در سنجش از دور

تصویربرداری ابرطیفی در سنجش از دور


مقطع : کارشناسی ارشد

قیمت 25 هزار تومان

250,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید

خرید فایل word

قیمت 35 هزار تومان

350,000RIAL – اضافه‌کردن به سبدخرید