Τηλεπισκόπηση – Περιβάλλον, Εφαρμογές και Οφέλη

Σε αντίθεση με την επιτόπια παρατήρηση ή την επιτόπια παρατήρηση, η τηλεπισκόπηση είναι η διαδικασία συλλογής πληροφοριών για ένα θέμα ή φαινόμενα που δεν περιλαμβάνει την άμεση φυσική επαφή με το εν λόγω θέμα ή γεγονός. Η φράση χρησιμοποιείται ιδιαίτερα όταν αναφέρεται στη διαδικασία συλλογής γνώσεων για τη Γη και άλλους πλανήτες. Η πλειοψηφία των κλάδων που εμπίπτουν στην ομπρέλα της επιστήμης της Γης κάνουν επίσης χρήση της γεωγραφίας τηλεπισκόπησης. Μερικά από αυτά τα θέματα περιλαμβάνουν τη γεωγραφία και την τοπογραφία. Έχει επίσης εφαρμογές στη στρατιωτική νοημοσύνη, το εμπόριο, την οικονομία, τον σχεδιασμό και την ανθρωπιστική εργασία, μεταξύ άλλων.

Τι είναι η Τηλεπισκόπηση;

Στη γεωχωρική τεχνολογία, η τηλεπισκόπηση συλλέγει δείγματα που εκπέμπονται μέσω ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και αντανακλώνται από τα ατμοσφαιρικά, χερσαία και υδάτινα οικοσυστήματα της Γης. Αυτό επιτρέπει τον εντοπισμό και την παρακολούθηση των φυσικών χαρακτηριστικών μιας περιοχής χωρίς την ανάγκη άμεσης φυσικής επαφής με την περιοχή.

Η ακτινοβολία που ανακλάται ή απελευθερώνεται από ένα αντικείμενο ή την περιοχή γύρω από αυτό μπορεί να συγκεντρωθεί χρησιμοποιώντας παθητικούς αισθητήρες, οι οποίοι είναι αισθητήρες που αντιδρούν σε εξωτερικά ερεθίσματα. Το ανακλώμενο ηλιακό φως είναι το πιο διαδεδομένο είδος πηγής ακτινοβολίας που παρακολουθείται χρησιμοποιώντας τεχνικές παθητικής τηλεπισκόπησης. Συσκευές σύζευξης φόρτισης, ραδιόμετρα, φωτογραφία φιλμ και υπέρυθρες είναι μερικά γνωστά παραδείγματα δημοφιλών τύπων τηλεπισκόπησης.

Τηλεπισκόπηση του περιβάλλοντος

Η μελέτη του περιβάλλοντος που πραγματοποιείται σε απόσταση μέσω δορυφορικής απεικόνισης, αεροφωτογράφησης και ραντάρ είναι ένα περιβάλλον τηλεπισκόπησης. Λαμβάνοντας μετρήσεις ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, οι απομακρυσμένοι αισθητήρες μπορούν να λάβουν πληροφορίες. Η δημοσίευση ερευνητικών ευρημάτων σχετικά με τη θεωρία, την επιστήμη, τις εφαρμογές και την τεχνολογία της τηλεπισκόπησης του περιβάλλοντος παρέχει μια υπηρεσία στην κοινότητα των ανθρώπων που εργάζονται στην τηλεπισκόπηση.

Πώς λειτουργούν οι δορυφόροι τηλεπισκόπησης;

Οι δορυφόροι παρατήρησης της Γης, συχνά γνωστοί ως δορυφόροι τηλεπισκόπησης, είναι ένα άλλο όνομα για τους δορυφόρους τηλεπισκόπησης. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για περιβαλλοντική παρακολούθηση, μετεωρολογία και χαρτογράφηση, εκτός από το ρόλο τους ως κατασκοπευτικοί δορυφόροι. Το πιο διαδεδομένο είδος είναι οι δορυφόροι απεικόνισης της γης, οι οποίοι καταγράφουν φωτογραφίες από το διάστημα αρκετά παρόμοιες με αυτές που λαμβάνονται από αεροπλάνα. Η τηλεπισκόπηση του περιβάλλοντος χρησιμοποιείται από ορισμένους δορυφόρους EO που μπορούν να το κάνουν χωρίς να δημιουργούν εικόνες, όπως με την απόκρυψη ραδιοφώνου GNSS.

Τι είναι η Ενεργή Τηλεπισκόπηση;

Η ενεργητική και η παθητική τηλεπισκόπηση είναι οι δύο κύριες κατηγορίες τηλεπισκόπησης, καθεμία από τις οποίες κατηγοριοποιείται ανάλογα με την πηγή του σήματος που χρησιμοποιείται για τη διερεύνηση ενός αντικειμένου. Οι συσκευές ενεργής τηλεπισκόπησης παράγουν την πηγή εκπομπής τους ή το φως για να λειτουργήσουν, σε αντίθεση με τα παθητικά όργανα, τα οποία εξαρτώνται από το ανακλώμενο.

Ενεργά όργανα τηλεπισκόπησης

Όταν κάνετε τηλεπισκόπηση, κάθε ενεργός αισθητήρας στέλνει πρώτα το σήμα του στο αντικείμενο προορισμού και στη συνέχεια εξετάζει την απόκριση, γνωστή και ως λαμβανόμενο ποσό. Τα μικροκύματα χρησιμοποιούνται στη συντριπτική πλειονότητα των συσκευών επειδή είναι ανθεκτικά στις καιρικές συνθήκες σε μεγάλο βαθμό. Οι διαφορετικές μέθοδοι ενεργής τηλεπισκόπησης μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ανάλογα με το τι εκπέμπουν (φως ή κύματα), καθώς και με το τι καθορίζουν.

1. Ραντάρ

Αναφέρεται σε έναν αισθητήρα που βοηθά στην εμβέλεια χρησιμοποιώντας ραδιοσυχνότητες. Διακρίνεται από τους παλμούς που εκπέμπονται από την κεραία. Όταν η ροή ενέργειας στην ενεργή τηλεπισκόπηση ραντάρ έρχεται σε επαφή με ένα εμπόδιο, μέρος αυτής της ενέργειας διασκορπίζεται πίσω στον αισθητήρα. Είναι δυνατό να εκτιμηθεί η απόσταση από τον στόχο με βάση το συνολικό κόστος και το χρόνο που χρειάζεται για να φτάσετε εκεί.

2. Φως 

Χρησιμοποιείται στη διαδικασία προσδιορισμού της απόστασης στο lidar. Η μετάδοση των παλμών φωτός και η ανάλυση της ποσότητας που συλλέγεται είναι και τα δύο απαραίτητα βήματα στη διαδικασία ενεργού τηλεπισκόπησης Lidar. Όταν ο χρόνος πολλαπλασιάζεται με την ταχύτητα του φωτός, μπορεί να υπολογιστεί η απόσταση και η θέση του στόχου. Για τη μέτρηση του υψομέτρου χρησιμοποιείται ένα υψόμετρο λέιζερ με βάση το lidar. Η απόσταση μεταξύ δύο σημείων μπορεί να προσδιοριστεί με τη χρήση οργάνων που χρησιμοποιούν είτε μία είτε δύο παρόμοιες συσκευές τοποθετημένες σε ξεχωριστές πλατφόρμες που μεταδίδουν σήματα μεταξύ τους. Το Sounder διερευνά τις κατακόρυφες συνθήκες του καιρού στέλνοντας παρορμήσεις εάν ανήκει στην ενεργή κατηγορία.

3. Σκεπτόμετρο

Είναι ένα εξειδικευμένο όργανο που μετρά την ακτινοβολία που αναπηδά ή οπισθοσκεδάζεται.

Εφαρμογές και οφέλη

Εκτός από τους πολλούς τρόπους με τους οποίους μπορούν να εφαρμοστούν, οι ενεργοί απομακρυσμένοι αισθητήρες ουσιαστικά δεν έχουν κανέναν περιορισμό όσον αφορά τις συνθήκες της μελέτης. Τα ενεργά συστήματα τηλεπισκόπησης είναι πλήρως λειτουργικά καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, καθώς δεν χρειάζονται ηλιακό φως και είναι σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητα από τη διασπορά του αέρα. Οι παθητικοί τύποι συστημάτων τηλεπισκόπησης λειτουργούν μόνο όταν υπάρχει ηλιακό φως.

Τι είναι η παθητική τηλεπισκόπηση;

Σε αντίθεση με τους ενεργούς ομολόγους τους, οι αισθητήρες παθητικής τηλεπισκόπησης δεν μεταφέρουν καμία από την εσωτερική τους ενέργεια στο αντικείμενο ή την επιφάνεια που μελετάται. Η ανακλώμενη φυσική ενέργεια, όπως το ηλιακό φως, είναι η πηγή πληροφοριών για την παθητική τηλεπισκόπηση. Λόγω αυτής της ανάγκης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο όταν υπάρχει επαρκής ηλιοφάνεια. Διαφορετικά, δεν θα υπάρχει φως για ανάκλαση.

Στην παθητική τηλεπισκόπηση, πολυφασματικοί ή υπερφασματικοί αισθητήρες χρησιμοποιούνται για τη λήψη μετρήσεων της ποσότητας στόχου χρησιμοποιώντας διάφορες διαμορφώσεις ζώνης. Ο αριθμός των καναλιών σε κάθε έναν από αυτούς τους συνδυασμούς τα κάνει μοναδικά. Το εύρος των ζωνών περιλαμβάνει φασματικές περιοχές που είναι τόσο ορατές όσο και αόρατες στο ανθρώπινο μάτι.

Εφαρμογές τηλεπισκόπησης

1. Χαρτογράφηση χρήσεων γης

Είναι χρήσιμο να αποκτήσετε ένα ενημερωμένο πρότυπο χρήσης γης σε ευρείες περιοχές ανά πάσα στιγμή χρησιμοποιώντας δεδομένα γεωγραφίας τηλεπισκόπησης. Αυτά τα δεδομένα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση αλλαγών που συμβαίνουν κατά καιρούς. Οι χάρτες των δρόμων, οι συνθήκες ασφάλτου και τα όρια των υγροτόπων μπορούν όλα να ενημερωθούν με τη βοήθειά του. Οι περιφερειακοί σχεδιαστές και διαχειριστές χρησιμοποιούν αυτές τις πληροφορίες όταν διαμορφώνουν μέτρα πολιτικής για τη διευκόλυνση της συνολικής ανάπτυξης σε ολόκληρη την περιοχή.

2. Πρόγνωση Καιρού

Η πρακτική της πρόγνωσης καιρού στην Ινδία κάνει ουσιαστική χρήση της τεχνολογίας τηλεπισκόπησης. Επιπλέον, χρησιμοποιείται για να παρέχει στους ανθρώπους προειδοποίηση για κυκλώνες που πλησιάζουν.

3. Περιβαλλοντική Μελέτη

Η αποψίλωση των δασών, η υποβάθμιση των εύφορων εδαφών, η ρύπανση της ατμόσφαιρας, η ερημοποίηση, ο ευτροφισμός τεράστιων υδάτινων μαζών και οι πετρελαιοκηλίδες από πετρελαιοφόρα είναι μερικά από τα περιβαλλοντικά ζητήματα που μπορούν να διερευνηθούν με τη βοήθειά του.

 4. Μελέτη Φυσικών Κινδύνων

Η χρήση της τηλεπισκόπησης επιτρέπει τη διερεύνηση των ζημιών που προκαλούνται από φυσικές καταστροφές όπως σεισμοί, ηφαίστεια, κατολισθήσεις, πλημμύρες και το λιώσιμο των πάγων σε πολικές περιοχές. Η χρήση της τηλεπισκόπησης μπορεί συχνά να χρησιμοποιηθεί κατά την προσπάθεια πρόβλεψης της εμφάνισης φυσικών καταστροφών.

5. Εξερεύνηση πόρων

Η χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης είναι σημαντική για την ανίχνευση αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων, την ταχεία προετοιμασία γραμμικών και τεκτονικών χαρτών, τον εντοπισμό περιοχών για εξόρυξη ορυκτών και την ενημέρωση των υπαρχόντων γεωλογικών χαρτών. Επιπλέον, τα δεδομένα τηλεπισκόπησης είναι χρήσιμα για την ενημέρωση των υπαρχόντων γεωλογικών χαρτών.

Εφαρμογές Γεωγραφίας Τηλεπισκόπησης

Αυτά τα είδη δεδομένων μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη διαδικασία διαμόρφωσης σχεδίων για χρήση τόσο πριν όσο και μετά από φυσικές καταστροφές. Το σύστημα είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την περιβαλλοντική παρακολούθηση και τη διαχείριση των φυσικών πόρων. Επιπλέον, αναλύει την επιρροή του ανθρώπου στο περιβάλλον. Η ωκεανογραφία είναι ένας άλλος τομέας που μπορεί να ωφεληθεί από την τηλεπισκόπηση, καθώς παρακολουθεί την κυκλοφορία των ωκεανών, τη θερμοκρασία και τα ύψη των κυμάτων για να αποκτήσει μια βαθύτερη κατανόηση των ωκεανικών πόρων. Η μέθοδος έχει εφαρμογές στη γεωλογία, την εξερεύνηση ορυκτών, τη γεωργία και τη δασοκομία.

Περιορισμοί Τηλεπισκόπησης

Η ανάλυση των εικόνων που λαμβάνονται από τους δορυφόρους μπορεί συχνά να είναι πολύ χαμηλή για να γίνει διάκριση μεταξύ μικροσκοπικών περιοχών σε αντίθεση και να πραγματοποιηθεί ολοκληρωμένη χαρτογράφηση. Η ερμηνεία των δεδομένων που λαμβάνονται είναι δύσκολη, χρονοβόρα και δαπανηρή και η αβεβαιότητα των μετρήσεων είναι συχνά σημαντική.

Συμπέρασμα

Οι άνθρωποι μπορούν να λάβουν πληροφορίες για τη Γη μέσω της χρήσης τηλεπισκόπησης. Είναι επομένως απαραίτητο για την αξιολόγηση των κινδύνων, καθώς και την παρακολούθηση της υποβάθμισης της γης και τη διατήρηση των φυσικών πόρων. Το σύστημα παρακολουθεί ακραία καιρικά φαινόμενα όπως τυφώνες, σεισμούς και πλημμύρες και τα δεδομένα που λαμβάνονται μπορεί να υποβληθούν σε επεξεργασία για να παρέχουν μια ανάλυση των ζημιών που προκαλούνται από φυσικές καταστροφές. Οι δαπάνες που σχετίζονται με τη λειτουργία ενός συστήματος τηλεπισκόπησης μπορεί να είναι αρκετά υψηλές, ιδιαίτερα για μικρότερες και λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες με περιορισμένους οικονομικούς πόρους, τεχνολογικά κενά και έλλειψη μορφωμένων υπαλλήλων.

Συχνές ερωτήσεις

1. Τι είναι η τηλεπισκόπηση και τα παραδείγματα;

Η επιστήμη της συλλογής πληροφοριών για ένα αντικείμενο ή ένα φαινόμενο με την ανίχνευση της ακτινοβολίας που παράγεται και ανακλάται από αυτό αναφέρεται ως τηλεπισκόπηση. Υπάρχουν δύο βασικές κατηγορίες εξοπλισμού που χρησιμοποιούνται για τηλεπισκόπηση.

2. Ποια είναι τέσσερα παραδείγματα τηλεπισκόπησης;

Η φωτογραφία φιλμ, οι υπέρυθρες συσκευές, οι συσκευές σύζευξης φορτίου και τα ραδιόμετρα είναι μερικά παραδείγματα πολλών τύπων παθητικών αισθητήρων τηλεχειρισμού. Η ενεργή συλλογή, από την άλλη πλευρά, περιλαμβάνει την εκπομπή ενέργειας προκειμένου να σαρώσει διαφορετικά πράγματα και μέρη. Μετά από αυτό, ένας αισθητήρας ανιχνεύει και αναλύει την ακτινοβολία που ανακλάται ή διασκορπίζεται από το αντικείμενο ή την περιοχή-στόχο.

3. Ποια είναι τα χαρακτηριστικά της τηλεπισκόπησης;

Ένα σύστημα τηλεπισκόπησης ορίζεται από τα κύρια στοιχεία του, τα οποία είναι μια ηλεκτρομαγνητική πηγή ενέργειας, μια γραμμή μετάδοσης, ένας στόχος και ένας αισθητήρας. Αυτά τα τέσσερα στοιχεία συνεργάζονται για να δημιουργήσουν το σύστημα. Ο Ήλιος είναι ένα από τα πολλά μέρη όπου μπορεί να βρεθεί ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.