پژوهشکده پاییزان

 

مقدمه

ماهواره، یا «قمر مصنوعی»، به دستگاه‌های ساخت بشر گفته می‌شود که در مدارهایی در فضا به گرد زمین یا سیارات دیگر می‌چرخند.

اهمیت ماهواره‌ها برای مخابرات و بررسی منابع زمینی و پژوهش و کاربردهای نظامی و جاسوسی روزافزون است. بخشی از پژوهشهای علمی و تخصصی که در آزمایشگاه‌های مستقر در فضا انجام می‌شود، هرگز نمی‌توانست روی کره زمین جنبه عملی به خود گیرد.

تاریخچه

ظاهرا نخستین اشاره به ماهواره در ادبیات، نوشته‌ای از ادوارد اورت هیل است. او در سال ۱۸۶۹ در داستانی بنام «ماه آجری» از ماهواره‌ای حامل انسان نام می‌برد که به دور زمین می‌گردد. ژول ورن نیز در داستان «میلیون‌های بگم» در سال ۱۸۷۹ از گلوله توپی نام می‌برد که بطور ناخواسته در مدار زمین به گردش درآمده‌است. کنستانتین سیولخوسکی نیز در رساله خود بنام «اکتشاف فضای کیهانی با وسائل عکس‌العملی» در میان انبوهی از اندیشه‌های نو در مورد فضانوردی، از ماهواره نیز نام می‌برد. در سال ۱۹۴۵ آرتور سی. کلارک نویسنده داستان‌های علمی، برای اولین بار پیشنهاد کرد که ماهواره‌های ارتباطی برای تامین ارتباط در سراسر زمین در مدار زمین‌هم‌زمان کره زمین قرار گیرند.

تاریخچه ماهواره‌های مصنوعی: اولین ماهواره مصنوعی اسپوتنیک ۱ (Sputnik ۱) بود که توسط شوروی در ۴ اکتبر ۱۹۵۷ شروع به کار کرد. که این باعث به راه افتادن یک رقابت فضایی بین شوروی و آمریکا شد. آمریکا نیز اولین ماهواره خود را در ۳۱ ژانویه ۱۹۵۸ به فضا پرتاب کرد. بزرگترین ماهواره مصنوعی که هم اکنون به دور زمین می‌چرخد ایستگاه بین المللی فضایی می‌باشد.

انواع ماهواره

•ماهواره ضد سلاح: که بعضی مواقع ماهواره‌های کشنده نیز خوانده می‌شوند، که ماهواره‌هایی هستند که برای خراب کردن ماهواره‌های دشمن و دیگر سلاح‌های مداری و اهداف دیگر طراحی شده‌اند. که هم آمریکا و هم روسیه از این نوع ماهواره دارند.

•ماهواره‌های ستاره‌شناختی: که برای مشاهده فاصله سیاره‌ها و کهکشان‌ها و دیگر اشیای خارجی فضا استفاده می‌شود.

•ماهواره‌های زیستی : ماهواره‌هایی هستند که برای حمل ارگانیسم‌های زنده طراحی شده‌اند، عموماً برای آزمایش‌های علمی استفاده می‌شوند.

•ماهواره‌های مخابراتی : ماهواره‌هایی هستند که برای اهداف ارتباط راه دور در فضا قرار گرفته‌اند. ماهواره‌های مخابراتی مدرن نوعاً از مدارهای زمین‌همگام، مولنیا (Molniya) و پایین‌زمینی استفاده می‌کنند.

•ماهواره‌های مینیاتوری : ماهواره‌هایی هستند که دارای وزن کم و سایز کوچک به طور غیر عادی می‌باشند. طبقه بندی جدیدی که برای گروه بندی این ماهواره‌ها استفاده می‌شود عبارت است از : ماهواره‌های کوچک (۵۰۰-۲۰۰kg)، ماهواره‌های میکرو (زیر ۲۰۰kg) و ماهواره‌های نانو (زیر ۱۰ کیلوگرم)

•ماهواره‌های هدایت‌کننده : ماهواره‌هایی هستند که از پخش کردن سیگنال‌های رادیویی استفاده می‌کنند تا دریافت کننده‌های موبایل را در زمین فعال نمایند تا مکان دقیق آن‌ها مشخص شود.

•ماهواره‌های اکتشافی : ماهواره‌های مشاهداتی زمین یا ماهواره‌های مخابراتی می‌باشند، که برای کاربردهای نظامی و جاسوسی مستقر شده‌اند. • ماهواره‌های زمین شناسی : ماهواره‌هایی هستند که برای نظارت بر محیط، هواشناسی و ساختن نقشه و... استفاده می‌شوند.

•ایستگاه فضایی : یک ساختار ساخته دست بشر می‌باشد که برای زندگی انسان در فضای خارج طراحی شده‌است. یک ایستگاه فضایی از انواع فضاپیماها به وسیله نقصش در نیرو محرکه زیاد یا امکانات بر زمین نشستن، متمایز می‌شود-به جای موتورهای دیگر به عنوان جابه جایی به و از ایستگاه استفاده می‌شود. ایستگاه‌های فضایی برای باقی ماندن در مدار برای مدت کوتاهی طراحی شده‌اند، برای قسمتی از هفته یا ماه یا حتی سال.

•ماهواره‌های تتر (Tether) : ماهواره‌هایی هستند که به وسیله یک کابل که به آنها تتر (افسار) می‌گویند، به ماهواره‌های دیگر وصل می‌شوند.

•ماهواره‌های هوا شناسی : که به طور ابتدایی برای نشان دادن آب و هوای کره زمین به کار می‌روند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سنجش از راه دور

سنجش از دور در بسیاری از زمینه های علمی و تحقیقاتی کاربردهای گسترده ای دارد. از جمله کاربردهای فن سنجش از دور می توان به استفاده از آن در زمین شناسی، آب شناسی، معدن، شیلات، کارتوگرافی، جغرافیا، مطالعات زیست شناسی، مطالعات زیست محیطی، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، هواشناسی، کشاورزی، جنگلداری، توسعه اراضی و به طور کلی مدیریت منابع زمینی و غیره اشاره کرد.

مقدمه
سنجش از دور در بسیاری از زمینه های علمی و تحقیقاتی کاربردهای گسترده ای دارد. از جمله کاربردهای فن سنجش از دور می توان به استفاده از آن در زمین شناسی، آب شناسی، معدن، شیلات، کارتوگرافی، جغرافیا، مطالعات زیست شناسی، مطالعات زیست محیطی، سیستم های اطلاعات جغرافیایی، هواشناسی، کشاورزی، جنگلداری، توسعه اراضی و به طور کلی مدیریت منابع زمینی و غیره اشاره کرد. سنجش از دور می تواند تغییرات دوره ای پدیده های سطح زمین را نشان دهد و در مواردی چون بررسی تغییر مسیر رودخانه ها، تغییر حد و مرز پیکره های آبی چون دریاچه ها، دریاها و اقیانوسها، تغییر مورفولوژی سطح زمین و غیره بسیار کارساز است. افزون بر این یک سیستم سنجش از دور با توجه به این که بر اساس ثبت تغییرات و اختلافهای بازتابش الکترومغناطیسی از پدیده های مختلف کار می کند، میتواند حد و مرز پدیده های زمینی اعم از مرز انواع خاکها، سنگها، گیاهان، محصولات کشاورزی گوناگون و ... را مشخص کند. سنجش از دور در پیش بینی وضع هوا و اندازه گیری میزان خسارت ناشی از بلایای طبیعی کشف آلودگی آبها و لکه های نفتی در سطح دریا، اکتشافات معدنی نیز کاربرد دارد. بدون شک استفاده از این فن در مطالعات اکتشافی و منابع طبیعی و سایر موارد پیش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بیشتر می کند بلکه از نظر دقت و هزینه و نیروی انسانی نیز بسیار با صرفه تر است.

 

بطورکلی از زمانهای گذشته تا کنون روشهای مختلفی برای جمع آوری داده های مبتنی بر مکان وجود دارد که از آن جمله می توان به مشاهدات نجومی، فتوگرامتری، نقشه برداری و سنجش از دور اشاره نمود. سنجش از دور از زمره روشهای جمع آوری داده محسوب می گردد که در آن کمترین میزان تماس مستقیم با اشیاء و عوارض مورد اندازه گیری را داشته و برخلاف سایر روشها که عوامل انسانی در گردآوری و تفسیر داده های زمینی نقش دارند، در روش سنجش از دور این وظیفه بر عهده سنجنده ها خواهد بود.
در ادامه تعاریف متعددی از سنجش از دور (Remote Sensing) ارائه می گردد:
· سنجش از دور دانش پردازش و تفسیر تصاویری است که حاصل ثبت تعامل انرژی الکترومغناطیس
و اشیاء می باشند (Sabins 1997).
· سنجش از دور علم و هنر به دست آوردن اطلاعات درباره یک شیء منطقه یا پدیده، از طریق پردازش
و آنالیز داده های اخذ شده بوسیله یک دستگاه (بدون تماس مستقیم با شیء منطقه یا پدیده
مورد مطالعه) است(ASP, 1983).
· سنجش از دور بر سنجیدن اشیاء از مسافتی خاص، یعنی تشخیص و اندازه گیری ویژگیهای یک جسم
بدون تماس بالفعل با آن جسم، دلالت دارد(Harper و Dorothy nv1983).
1- منبع انرژی
منبع انرژی که خود تولید کننده حجم وسیعی از موج الکترومغناطیس است، سبب پراکنش این امواج به اشیاء و پدیده های روی زمین شده که باز تابش آن به سنجنده ها می رسد. بزرگترین منبع انرژی خورشید محسوب می گردد. در بعضی از موارد سنجنده ها خود امواج الکترومغناطیس را تولید و به سمت عوارض گسیل می دهند.
2- اتمسفر
هنگامیکه انرژی الکترومغناطیس از منبع خورشید منتشر شد در را رسیدن به اشیاء و پدیده های روی زمین از محیطی بنام اتمسفر عبور می کند. اتمسفر از لایه های مختلفی تشکیل یافته که روی عبور امواج الکترومغناطیس تاثیر می گذارد. این تاثیر بصورت جذب و تفرق انرژی ظاهر می گردد. یکی از پدیده های متداول که در تصاویر مشاهده می گردد، ابرها بوده که از ملکولهای بخار آب تشکیل شده اند. این ملکولها سبب جذب بخش بزرگی از امواج الکترومغناطیس می گردند. لذا برای رهایی از این پدیده، سنجنده ها به گونه ای طراحی می گردند تا برای دریافت امواج کمتر در محدوده جذب اتمسفر قرار گیرند. معمولا طول موجهای بلند (در محدوده ماکرویو) کمتر از لایه های اتمسفر تاثیر می پذیرند. بهمین دلیل در مناطقی که در بیشتر روزهای سال آسمان ابری است، از سنجنده های راداری استفاده می گردد.
3- اشیاء و عوارض
امواج الکترومغناطیس پس از عبور از لایه های اتمسفر به اشیاء و پدیده های روی زمین رسیده و دست خوش تغییرات جدیدی خواهد شد. بدین صورت که قسمتی از امواج به پدیده ها برخورد کرده و جذب آنان می گردد. قسمتی از آنها عبور نموده و قسمتی منعکس می شوند. بخش انعکاس یافته امواج که در فضا منتشر می گردد، توسط سنجنده ها دریافت می گردد.
4- سنجنده
جمع آوری امواج الکترومغناطیس جهت اندازه گیری و ثبت، از وظایف سنجنده ها محسوب می شوند. بطور کلی سنجنده ها از لحاظ منبع انرژی به دو دسته سنجنده های فعال (Active) و سنجنده های غیر فعال(Passive) تقسیم می گردند. سنجنده های غیر فعال از آن دسته سنجنده هایی هستند که به منبع نور خورشید و سایر پارامترهای مرتبط با آن وابستگی شدت دارند. در مقابل سنجنده های فعال قرار داشته که از لحاظ تامین انرژی الکترومغناطیس و سایر عوامل جوی و اتمسفری کاملا مستقل عمل می نمایند. بعنوان مثال سنجنده های راداری از این نوع می باشند.
مراحل رشد تاریخی سنجش از دورمراحل رشد تاریخی سنجش از دور
1- در سال 1859 اولین عکس هوایی توسط گاسپارد فلیکس از یک بالون هوایی تهیه شد.
2- در سال 1903 از کبوترهای جاسوس در ماموریت های نظامی استفاده شد.
3- در سال 1908 ویلبررایت اولین هواپیمای عکاس را رهبری نمود و بونویلان عکسهای هوایی را تهیه کرد.

4- در سالهای آخر جنگ جهانی اول عکسهای هوایی به سرعت برای اهداف شناسایی بکار گرفته شدند. اما جنگ جهانی دوم دوره جدیدی برای عکسبرداری های هوایی به همراه داشت.پیشرفتهای مهمی در صنعت عکسبرداری حاصل شد.استفاده از فیلمهای حساس مادون قرمز رایج گردید.
5- در دهه 1960 آمریکا از طریق ماهواره های جاسوسی خود شروع به جمع آوری اطلاعات بر علیه کوبا و شوروی سابق نمود. در سال 1972 ناسا اولین ماهواره ارزیابی منابع زمینی بنام ERTS-1 را به فضا پرتاب کرد که بعدها تحت نام لندست شناخته شد.
6- در سال 1972 اولین سری ماهواره های لندست با دوربین و سنجنده های RBV (Return Beam Vidicon)، MSS (Multi spectral sensor) و TM(Thematic Mapper) در چهار و هفت باند توسط ایالات متحده آمریکا در مدار زمین قرار گرفته، از این مرحله که تصویربرداری از حالت آنالوگ خارج و بصورت رقومی درآمد، دریچه ای جدید برای پردازش تصاویر و نهایتا " تعبیر و تفسیر آنها به روی بشر گشوده شد. .
7- فرانسه در سال 1986 اولین سری ماهواره های SPOT خود را با قدرت تفکیک 10 و 20 متر (درسه باند) در مدار کره زمین قرار داد.
8- هندوستان سری ماهواره های IRS (Indian Remote Sensing) را در سال 1988 تکمیل نمود.
9- در این میان کشور ژاپن و آژانس فضایی اروپا در سال 1991 به ترتیب اقدام به ساخت سری ماهواره های ERS(European RS Satellites), MOS (Marine Observation Satellites) نموده ماهواره های خود را در مدار کره زمین قرار دادند.
10- در سال 1991، کشور کانادا سری ماهواره های Radar-sat (Radio Detection & Ranging Satellite) را تکیمل و به فضا پرتاب نمود.
11- در سال 1995، با مشارکت کشورهای برزیل و چین، ماهواره CBERS(China-Brazil Earth Resource Satellite) به فضا
پرتاب شد.
12- با پرتاب ماهواره هایIKONOS (قدرت تفکیک 8/. متر و 2/3 متر) در سال 1999و Quick-Bird (قدرت تفکیک ./6 متر و 44/2 متر) درسال 2001، قدم بزرگی در جهت تولید و بکارگیری تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا برداشته شد.
13- در سال 2003 با ساخت و پرتاب ماهواره پیشرفته Orbview (قدرت تفکیک 1 متر و 4 متر) قدم جدیدی در عرصه تصویر برداری ماهواره ای برداشته شد.
14- سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO)، در حال تحقیق درباره پروژه ماهواره هایی است که دارای قابلیت ارسال به فضا و بازگشت مجدد به زمین هستند. این پروژه در حال سپری کردن سیر تکاملی خود در ISRO است و انتظار می رود در سال 2005 بهره برداری شود.
15- در سال 2008 ماهواره Geo-eye (قدرت تفکیک 4/0 متر و 6/1 متر) در مدار زمین قرار گرفت. تاکنون این ماهواره جزو مدرنترین ماهواره های با قدرت تفکیک بالا محسوب می گردد که کاربردهای فراوانی در سنجش از دور دارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

تاریخچه سنجش از راه دورتاریخچه سنجش از دور سازمان فضایی ایران
به دنبال پرتاب اولین ماهواره مطالعه منابع زمینی آمریکا که بعدها به سری لندست تغییر نام داد، دفتر جمع آوری اطلاعات ماهواره ای در سازمان برنامه و بودجه وقت در سال 1353 تاسیس گردید. پس از مطالعات اولیه و کسب نتایج مطلوب از تصاویر ماهواره ای و بمنظور دسترسی مستقیم به تصاویر ماهواره ای، دفتر مذکور به مرکز سنجش از دور تغییر نام داد. در سال 1355 در قالب "طرح استفاده از ماهواره " با هدف دریافت مستقیم اطلاعات ماهواره ای، پردازش، تکثیر و توزیع اقدام به خرید و نصب یک ایستگاه گیرنده تصاویر ماهواره ای در ماهدشت کرج گردید. در ایستگاه مذکور سیستمهای زیر پیش بینی گردید:
1- سیستم ردیابی و دریافت اطلاعات
2- سیستم فرایند و تصحیح اطلاعات
3- سیستم تفسیر اطلاعات
4- سیستم مدیریت اطلاعات
5- سیستم تکثیر و چاپ اطلاعات
در سال 1371 طبق ماده واحده مصوب مجلس شورای اسلامی، مرکز سنجش از دور ایران در قالب یک شرکت دولتی به وزارت پست و تلگراف و تلفن سابق واگذار شد. متعاقبا " در تاریخ 19/9/1382 به منظور انجام مصوبات شورای عالی فضایی کشور، تمامی فعالیتهای حاکمیتی مرکز سنجش از دور ایران به سازمان فضایی ایران محول گردید.

 

 

 

 

اولين ماهواره هاي سنجش از دور

اولين ماهواره هاي سنجش از دور به نام لندست(LANDSET) يا ماهواره هاي منابع زميني در سال 1972 توسط ايالات متحده ي آمريكا به فضا فرستاده شد.اين سري ماهواره ها در پيشرفت فن سنجش از دور نقش مؤثري داشتند. اكنون لندست 7 هنوز در حال كار است. اين ماهواره در ارتفاع 705 كيلومتري فراز زمين حركت مي كند و در هر 16 روز يك بار داده ها را از سراسر زمين جمع آوري مي كند. بايد بگوييم كه ماهواره ها در مدارهاي معين، در ارتفاع هاي مختلف و در مسيرهاي گوناگون به دور زمين گردش مي كنند

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ماهواره هاي ديگري به نام اسپات (SPOT) توسط فرانسه به فضا پرتاب شده اند كه مدار آنها در ارتفاع 830 كيلومتري زمين قرار دارد و داراي ويژگي برجسته نمايي و تصوير برداري مايل نيز هستند.

ماهواره ها وظايف گوناگوني دارند؛ براي مثال ماهواره هاي نوآ(NOAA)، يكي از ماهواره هايي است كه در مطالعات هواشناسي از آن استفاده مي شود. اين ماهواره كه در ارتفاع 870 كيلومتري قرار گرفته است، هر 101 دقيقه يك بار به دور زمين مي چرخد (شكل زير) و داده هايي چون ميزان دما، رطوبت، ويژگي لايه هاي ابر و ... را در ارتفاعات مختلف جوّ دربافت كرده و به ايستگاه هاي زميني مخابره مي كند. ص 82و83

 

 

 

 

 

 

مهمترین قابلیتهای داده های سنجش از دور
داده های سنجش از دور به دلیل یکپارچه و وسیع بودن، تنوع طیفی، تهیه پوشش های تکراری و ارزان بودن، در مقایسه با سایر روشهای گردآوری اطلاعات از قابلیت های ویژه ای برخوردار است که امروزه عامل نخستین در مطالعه سطح زمین و عوامل تشکیل دهنده آن محسوب می شود. امکان رقومی بودن داده ها موجب شده است که سیستم های کامپیوتری بتوانند از این داده ها به طور مستقیم استفاده کنند و سیستم های داده ها جغرافیایی و سیستم های پردازش داده ها ماهواره ای با استفاده از این قابلیت طراحی و تهیه شده است. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسی سریع به نقاط دور افتاده و دقت بالای آنها از امتیازات خاص این فن محسوب می شود.
مراحل تاریخی رشد سنجش از دور
1- در سال 1859 اولین عکس هوایی توسط گاسپارد فلیکس از یک بالون هوایی تهیه شد.
2- در سال 1903 از کبوترهای جاسوس در ماموریت های نظامی استفاده شد.
3- در سال 1908 ویلبر رایت اولین هواپیمای عکاس را رهبری نمود و بونویلان عکسهای هوایی را تهیه کرد.
4- در سالهای آخر جنگ جهانی اول عکسهای هوایی به سرعت برای اهداف شناسایی بکار گرفته شدند. اما جنگ جهانی دوم دوره جدیدی برای عکسبرداری های هوایی به همراه داشت.
5- در دهه 1960 آمریکا بر علیه کوبا و شوروی سابق شروع به جمع آوری اطلاعات از طریق ماهواره های جاسوسی نمود.
6- در سال 1972 ناسا اولین ماهواره ارزیابی منابع زمینی بنام ERTS-1 را به فضا پرتاب کرد که بعدها تحت نام لندست شناخته شد. در سال 1972 اولین سری ماهواره های لندست با دوربین و سنجنده های RBV (Return Beam Vidicon)، MSS (multispectral sensor) و TM(Thematic Mapper) در چهار و هفت باند توسط ایالات متحده آمریکا در مدار زمین قرار گرفته، از این مرحله که تصویربرداری از حالت آنالوگ خارج و بصورت رقومی درآمد، دریچه ای جدید برای پردازش تصاویر و نهایتا" تعبیر و تفسیر آنها به روی بشر گشوده شد.
7- فرانسه در سال 1986 اولین سری ماهواره های SPOT را با قدرت تفکیک 10 و 20 متر (در سه باند) به فضا فرستاد.
8- هندوستان سری ماهواره های IRS (Indian Remote Sensing) را در سال 1988راه اندازی نمود.
9- ژاپن در سال 1990 سری ماهواره های MOS (Marine Observation Satellites) و آژانس فضایی اروپا سری ماهواره های ERS را به فضا فرستادند.
(European Remote-Sensing Satellites)
10- در سال 1991، کانادا سری ماهواره هایRadar-sat را در مدار زمین قرار داد. (Radio Detection and Ranging-Satellite )
11- در سال 1995، مشارکت برزیل و چین جهت پرتاب ماهواره CBERS
(China-Brazil Earth Resource Satellite)
12- در سال 1996، آمریکا با پرتاب ماهواره IKONOS با قدرت تفکیک 1 متر و 4 متر
13- در سال 1999و پرتاب ماهواره های QuickBird با قدرت تفکیک 61 سانتیمتر و 44،2 متر
14- در سال 2001 و OrbView با قدرت تفکیک 1 متر و 4 متر
در سال 2003 و سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO)، در حال تحقیق درباره پروژه ماهواره هایی است که دارای قابلیت ارسال به فضا و بازگشت مجدد به زمین هستند. این پروژه در حال سپری کردن سیر تکاملی خود در ISRO است و انتظار می رود در سال 2005 بهره برداری شود. ماهواره های مهم و مشخصات آنان در جدول آمده است. امروزه تعداد زیادی از ماهواره ها مجهز به انواع سنجنده ها بدور زمین گردش می کنند و انبوهی از اطلاعات متنوع را در بارة سیارة زمین در اختیار متخصصان قرار می دهند.
در زمینه کاربردهای داده های ماهواره ای می توان به طور اختصار به موارد زیر اشاره کرد:

 

كاربرد هاي مهم  سنجش از دور 
       سنجش از دور در بسياري از زمينه هاي علمي و تحقيقاتي كاربردهاي گسترده اي دارد. از جمله كاربردهاي فن سنجش از دور مي توان به استفاده از آن در زمين شناسي، آب شناسي، معدن، شيلات، كارتوگرافي، جغرافيا، مطالعات زيست شناسي، مطالعات زيست محيطي، سيستم هاي اطلاعات جغرافيايي، هواشناسي، كشاورزي، جنگلداري، توسعه اراضي و به طوركلي مديريت منابع زميني و غيره اشاره كرد.
        سنجش از دورمي تواند تغييرات دوره اي پديده هاي سطح زمين را نشان دهد و در مواردي چون بررسي تغيير مسير رودخانه ها، تغيير حد و مرز پيكره هاي آبي چون درياچه ها، درياها و اقيانوسها، تغيير مورفولوژي سطح زمين و غيره بسيار كارساز است. افزون بر اين يك سيستم سنجش از دور با توجه به اين كه بر اساس ثبت تغييرات واختلافهاي بازتابش الكترومغناطيسي از پديده هاي مختلف كار مي كند، ميتواند حد و مرز پديده هاي زميني اعم از مرز انواع خاكها، سنگها، گياهان، محصولات كشاورزي گوناگون و ... را مشخص كند. سنجش از دور در پيش بيني وضع هوا و اندازه گيري ميزان خسارت ناشي ازبلاياي طبيعي،كشف آلودگي آبها و لكه هاي نفتي در سطح دريا، اكتشافات معدني نيز كاربرد دارد. بدون شك استفاده از اين فن در مطالعات اكتشافي و منابع طبيعي و ساير موارد پيش گفته نه تنها سرعت انجام مطالعات را بيشتر مي كند،بلكه از نظر دقت و هزينه و نيروي انساني نيز بسيار با صرفه تر است. 
برخی از پدیده ها و عوارض سطح زمین در طی دوره زمانی تغییر می یابد. علت این تغییرات می تواند عوامل طبیعی مانند سیل، آتشفشان، زلزله، تغییرات آب و هوایی، یا عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در محیط زیست باشد. برای مثال تغییر سطح آب دریای خزر در طی یک دوره 10 تا 20 ساله، تغییر میزان سطح پوشش و جنگلها درشمال کشور و تغییر پوشش گیاهی نخل در جنوب کشور و میزان آسیب آنها در دوران جنگ را می توان با استفاده از داده های ماهواره ای با دقت بسیار زیادی مطالعه کرد.
با استفاده از داده های ماهواره ای می توان مرزهای بسیاری از سازندهای زمین شناسی را از یکدیگر تفکیک کرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه های گوناگون زمین شناسی تهیه کرد. از جمله نقشه های زمین شناسی گوناگون که با استفاده از داده های ماهواره ای می توان تهیه کرد، نقشه گسله ها و شکستگی ها، نقشه سازندهای سنگی مختلف، نقشه خاکشناسی و نقشه پتانسیل ذخایر تبخیری سطحی را میتوان نام برد. افزون براین با توجه به گستره بسیار وسیع زیر پوشش هر تصویر ماهواره ای، چنین تصاویری برای مطالعات کلان منطقه ای برای زمین شناسان بسیار مفید است.
تشخیص وتمایزگونه های گیاهی مختلف، محاسبه سطح زیر کشت محصولات کشاورزی، مطالعه مناطق آسیب دیده کشاورزی براثرکم آبی یا حمله آفتهای مختلف به آنها از جمله مهمترین کاربردهای داده های ماهواره ای است. تهیه نقشه جامع پوشش گیاهی هر منطقه، تهیه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدکشت و برآورد میزان محصول زیر کشت از کاربردهای دیگر چنین اطلاعاتی است. لازم به ذکر است که وزارت بازرگانی و کشاورزی کشور ایالات متحده آمریکا از ابتدای تکوین تکنولوژی سنجش از دور همه ساله محصول کشاورزی کشور آمریکا وتمام کشورهای جهان را با استفاده ازتصاویر ماهواره ای برآورد می کند تا برای برنامه ریزی بازار و تولید اطلاعات مفید و لازم را بدست آورد. افزون بر این مطالعه میزان انهدام جنگلها و یا میزان پیشرفت جنگل کاری از کاربردهای دیگر این تصاویر است.

مطالعه آبهای سطحی منطقه و تهیه نقشه آبراهه ها، بررسی تغییر مسیر رودخانه ها بر اثر عوامل طبیعی یا مصنوعی، تخمین میزان آب سطحی هر منطقه از جمله جالبترین کاربرد داده های ماهواره ای است.کشور ما از جمله کشورهایی است که با وجود داشتن منابع آبهای سطحی در بسیاری مناطق از مشکل کم آبی رنج می برد، که استفاده از تکنولوژی نوین وبه دست آوردن اطلاعات دقیق می تواند راهگشای استفاده بهتر ازمنابع آب کشور باشد.
اهمیت آب به عنوان یکی از چهار عنصر اصلی حیات و جایگاه خاص آن در آبیاری، تولید انرژی و صنعت و ... بر همگان کاملاً مشخص است و تحقیق در خصوص کیفیت، آلودگی و یا خلوص آن، برنامه ریزی برای استفاده معقول از آب را میسر می سازد. تصاویر ماهواره ای، به دلیل ویژگی های خود و بخصوص تکراری بودن، زمینه های مناسبی را برای مطالعه آب به عنوان یکی از منابع زمینی، فراهم نموده اند. به طور کلی بیشترین مقدار اشعه خورشید، در لایه های فوقانی (حدود دو متری آب) جذب می شوند و این خاصیت، بستگی زیادی به نوع طول موج دارد. اشعه مادون قرمز انعکاسی در چند سانتی متری از سطح آب جذب می شود و موجب ظهور زمینه سیاه بر روی تصاویر ماهواره ای می شود. موج آبی، هر چند بطور محسوس در آب نفوذ می کند ولی در عین حال در لایه های فوقانی به سرعت متفرق می شود و رنگ آبی را برای آب، موجب می گردد.
با استفاده از طول موجهای مختلف مورد استفاده در سنجش از دور بویژه در فاصله 6/0- 48/0 میکرو متر می توان اختلاف های سطوح مختلف آب را از نظر زمینه به وضوح مشاهده نمود.
تمام آبهای طبیعی دارای مقادیر مختلف ناخالصی هستند. هرگاه میزان نا خالصی آب در حدی باشد که مصارف آن به صورت آب مشروب و یا برای مقاصد آبیاری و صنعتی ناممکن باشد، آلوده به حساب می آید. آلودگی آب ممکن است در اثر فعالیتهای انسان یا از منابع طبیعی ناشی شود که در هر حال بسته به میزان ناخالصی، اختلاف زمینه در تصاویر ماهواره ای حاصل می شود و از این خاصیت برای مطالعه آب استفاده می گردد. برای مطالعه آلودگی آب، دو نوع عامل یا منبع آلودگی را می توان مورد توجه قرار داد. یکی منابع محدود در مناطقی خاص، نظیر فاضلاب های صنعتی، دیگر منابع غیر محدود، مانند مازاد حاصل از فعالیتهای کشاورزی و نیز موادی که پس از بارندگی یا به وسیله جریان آب رودخانه ها حمل می شوند.
تشخیص میزان آلودگی آب با استفاده از تصاویر ماهواره ای بسیار مشکل است، لیکن با بررسی و مطالعه تصاویر تکراری و تغییراتی که در زمینه سطوح آبی ظاهر می شود، می توان منابع آلودگی را شناسائی کرد. مثلاً زمینه نسبتاً روشنی که در نواحی نزدیک به ساحل، بر روی تصاویر دیده می شود، از ورود پساب های صنایع و یا فعالیتهای کشاورزی در مناطق نزدیک به دریا و بالا رفتن میزان انعکاس از لایه های آلوده در نواحی نزدیک به ساحل و اطراف جزیره ها ناشی می شود. حال آنکه، در نواحی دور از ساحل که عمق بیشتری هم دارند، معمولاً میزان آلودگی کمتر است و عدم انعکاس امواج این گونه آبها، زمینه تیره ای را بر روی تصاویر موجب می شود و براحتی از مناطق آلوده قابل تشخیص می باشند.
موارد دیگر استفاده از تصاویر ماهواره ای، مطالعه و بررسی طغیان آب و آثار آن بر مناطق سیل زده می باشد. معمولاً هنگام طغیان آب رودخانه ها، بالا آمدن آب دریا و پیشروی آب در نواحی ساحلی و سرانجام پس از جاری شدن سیل، سطوح کوچک و بزرگی از نواحی مجاور دریا و رودخانه ها به زیر آب می روند که با بررسی تصاویر تکراری ماهواره ای، می توان مناطق مورد طغیان را به سهولت تشخیص داده و نقشه های اراضی خسارت دیده را ترسیم نمود. پس از پایان طغیان آب، با مطالعه تصاویر تکراری، مدت لازم برای نفوذ آب در زمین، زه کشی طبیعی و تبخیر آب، می توان تا حدود زیادی در مورد جنس خاک و نفوذ پذیری آن قضاوت نمود و تشکیل دشت های سیلابی را در مجاورت رودخانه ها مشاهده کرد.
از تکنولوژی سنجش از دور بخصوص در چند زمینه مهم کاربردهای دریایی می توان استفاده کرد که ازآن جمله مطالعات دوره های پیشروی و پسروی کرانه دریا؛ مطالعات عمومی ویژگیها و خصوصیات توده های آبی مثل نقشه دمای سطح و رنگ آب و نقشه تراکم میزان کلروفیل و پلانکتون و مطالعات مربوط به تأثیر سایر پدیده ها بر دریا، از جمله وضعیت حرکت وتندی امواج دریا و غیره هستند. تابحال اقیانوسها طراحی وساخته شده است. مهمترین این ماهواره ها عبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن و ماهواره “ سی ست” آمریکا. برای آگاهی بیشتر از جزئیات سنجنده ها و کاربردهای آن به بخش مربوط به این ماهواره در همین گزارش رجوع کنید.
امروزه برآورد میزان خسارت ناشی از بلایای طبیعی از قبیل سیل، زلزله، آتشفشان، طوفان و غیره با استفاده از داده های ماهواره ای بسیار متداول است. تعیین راهبرد مناسب برای جلوگیری و کاهش خسارت بلایای طبیعی از جمله دیگر کاربردهای داده های ماهواره ای است.
بطور کلی با توجه به خصوصیات اطلاعات ماهواره ای، امروزه در موارد گوناگون در زمینه منابع طبیعی از این اطلاعات استفاده می شود که اهم آنها عبارتند از:
- مطالعات جنگل و بررسی تغییرات آن.
- مطالعات مراتع و بررسی تغییرات آن.
- تهیه نقشه های مختلف از جمله کاربری اراضی، قابلیت اراضی و غیره.
- شناسائی محصولات کشاورزی و برآورد سطح زیر کشت آنها.
- مطالعه آبهای سطحی و شبکه رودخانه ها و بررسی تغییرات آبهای ساحلی.
- شناسائی مناطق دستخوش آفات و بیماریهای گیاهی و مناطق آتش سوزی.
- شناسائی معادن و مطالعه تغییرات حوزه های معدنی.
- کنترل مناطق شهری و نحوه گسترش شهرها.
- بررسی سیل و طغیان های آبی و خسارات ناشی از آنها.
- پیش بینی محصولات کشاورزی.
- مطالعه مربوط به شیلات و آبزیان.
- تهیه و تدارک اطلاعات مورد نیاز سیستم های اطلاعات جغرافیایی. 
     الف: مطالعه تغييرات دوره اي  
       برخي از پديده ها و عوارض سطح زمين در طي دوره زماني تغيير مي يابد. علت اين تغييرات مي تواند عوامل طبيعي مانند سيل، آتشفشان، زلزله، تغييرات آب و هوايي، يا عوامل مصنوعي مانند دخالت انسان در محيط زيست باشد. براي مثال تغيير سطح آب درياي خزر در طي يك دوره ۱۰ تا ۲۰ ساله، تغيير ميزان سطح پوشش  و جنگلها درشمال كشور و تغيير پوشش گياهي نخل در  جنوب كشور و ميزان آسيب آنها در دوران جنگ را مي توان با استفاده از داده هاي ماهواره اي با دقت بسيار زيادي مطالعه كرد. 
ب: مطالعات زمين شناسي 
     با استفاده از داده هاي ماهواره اي مي توان مرزهاي بسياري از سازندهاي زمين شناسي را از يكديگر تفكيك كرد، گسله ها را مورد مطالعه قرار داد ونقشه هاي گوناگون زمين شناسي تهيه كرد. از جمله نقشه هاي زمين شناسي گوناگون كه با استفاده از داده هاي ماهواره اي مي توان تهيه كرد، نقشه گسله ها و شكستگي ها، نقشه سازندهاي سنگي مختلف، نقشه خاكشناسي و نقشه پتانسيل ذخاير تبخيري سطحي را ميتوان نام برد. افزون براين با توجه به گستره بسيار وسيع زير پوشش هر تصوير ماهواره اي، چنين تصاويري براي مطالعات كلان منطقه اي براي زمين شناسان بسيار مفيد است. 
ج: مطالعات كشاورزي وجنگلي 
       تشخيص وتمايزگونه هاي گياهي مختلف، محاسبه سطح زير كشت محصولات كشاورزي، مطالعه مناطق آسيب ديده كشاورزي براثركم آبي يا حمله آفتهاي مختلف به آنها از جمله مهمترين كاربردهاي داده هاي ماهواره اي است. تهيه تقشه جامع پوشش گياهي هر منطقه، تهيه نقشه آبراهه ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدكشت  و برآورد ميزان محصول زير كشت از كاربردهاي ديگر چنين اطلاعاتي است. لازم به ذكر است كه وزارت بازرگاني و كشاورزي كشور ايالات متحده آمريكا از ابتداي تكوين تكنولوژي سنجش از دور همه ساله محصول كشاورزي كشور آمريكا وتمام كشورهاي جهان را با استفاده ازتصاوير ماهواره اي برآورد مي كند تا براي برنامه ريزي بازار و توليد اطلاعات مفيد و لازم را بدست آورد. افزون بر اين مطالعه ميزان انهدام جنگلها و يا ميزان پيشرفت جنگل كاري از كاربردهاي ديگر اين تصاوير است. 
     د- مطالعات منابع آب
         مطالعه آبهاي سطحي منطقه و تهيه نقشه آبراهه ها، بررسي تغيير مسير رودخانه ها بر اثر عوامل طبيعي يا مصنوعي، تخمين ميزان آب سطحي هر منطقه از جمله جالبترين كاربرد داده هاي ماهواره اي است.كشور ما از جمله كشورهايي است كه با وجود داشتن منابع آبهاي سطحي در بسياري مناطق از مشكل كم آبي رنج مي برد، كه استفاده از تكنولوژي نوين وبه دست آوردن اطلاعات دقيق مي تواند راهگشاي استفاده بهتر ازمنابع آب كشور باشد. 
    ح- مطالعات دريايي 
      از تكنولوژي سنجش از دور بخصوص در چند زمينه مهم كاربردهاي دريايي مي توان استفاده كرد كه ازآن جمله مطالعات دوره هاي پيشروي و پسروي كرانه دريا؛ مطالعات عمومي ويژگيها و خصوصيات توده هاي آبي مثل نقشه دماي سطح و رنگ آب و نقشه تراكم ميزان كلروفيل و پلانكتون و مطالعات مربوط به تأثير ساير پديده ها بر دريا، از جمله وضعيت حركت وتندي امواج دريا و غيره هستند. 
   تابحال سنجنده ها و ماهواره هاي مخصوصي فقط براي مطالعات درياها و اقيانوسها طراحي وساخته شده است. مهمترين اين ماهواره هاعبارتند از ماهواره “ موس” ژاپن وماهواره “ سي ست” آمريكا. 
    و- مطالعه بلاياي طبيعي 
     امروزه برآورد ميزان خسارت ناشي از بلاياي طبيعي از قبيل سيل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغيره با استفاده از داده هاي ماهواره اي بسيار متداول است. تعيين راهبرد مناسب براي جلوگيري وكاهش خسارت بلاياي طبيعي از جمله ديگر كاربردهاي داده هاي ماهواره اي است.
مهمترين قابليتهاي داده هاي سنجش از دور
      داده هاي سنجش از دور به دليل يكپارچه و  وسيع بودن،تنوع طيفي، تهيه پوشش هاي تكراري و ارزان بودن، درمقايسه با ساير روشهاي گردآوري اطلاعات از قابليت هاي ويژه اي برخوردار است كه امروزه عامل نخستين در مطالعه  سطح زمين و عوامل تشكيل دهنده آن محسوب مي شود. امكان رقومي بودن داده ها موجب شده است كه سيستم هاي كامپيوتري بتوانند از اين داده ها به طور مستقيم استفاده كنند وسيستم هاي داده ها جغرافيايي و سيستم هاي پردازش داده ها ماهواره اي با استفاده از اين قابليت طراحي و تهيه شده است. سهل الوصول بودن داده ها، دسترسي سريع به نقاط دور افتاده و دقت بالاي آنها  از امتيازات خاص اين فن محسوب مي شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

منابع

سالگشت پرتاب نخستین ماهواره فضایی

ماهواره مخابراتی ایران

توضیحاتی درباره ماهواره اسپوتنیک-1

آشنایی با ماهواره ها

سایت سازمان فضایی ایران