مقاله “کاربرد نقشه برداری”
نقشه برداری
به طور کلی نقشه برداری را می توان علم تهیه و پیاده کردن نقشه دانست، ولی به دلیل گستردگی زیاد این علم در دنیا تعریف بالا را نمی توان جامع دانست.کنترل کارهای اجرایی و تعیین میزان نشست ساختمان ها در عملیات ساختمانی و مونتاژ واحدهای تولیدی و صنعتی،طرح های مربوط به تسطیح اراضی در شهرسازی و کشاورزی ، کنترل دائمی انحراف سدها از نظر فشار آب در تاسیسات آب، انتقال نقاط و امتداد در معادن و راه های زمینی،بررسی تغییرات پوسته زمین در زمین شناسی،تعیین میزان عمق آب و تهیه نقشه ابنیه و آثار تاریخیدر باستان شناسی، شناسایی انرژی هسته ای پیکره های دیگر از دامنه فعالیت ها نقشه برداری را تشکیل می دهند.
شاخه های نقشه برداری عبارتند از:
نقشه برداری مسطحاتی یا پلانی متر
نقشه برداری توپوگرافی
نقشه برداری دریاها
نقشه برداری ثبت املاکی
نقشه برداری مسیر
نقشه برداری معدنی(زیرزمینی)
نقشه برداری هوایی(فتوگرامتری)
ژئودزی
سنجش از دور
نقشه برداری ساختمانی
در سال های اخیر تهیه نقشه در سرتاسر گیتی با سرعت زیادی روبه پیشرفت بوده است و احتیاج به تهیه نقشه ها از آنجا مورد اهمیت قرار می گیرد که کشورهای مختلف به منظور بهره برداری بیشتر و صحیح تر از منابع طبیعی کشورشان و توسعه زندگی خویش ناگریزند که بهتر و عمیق تر سرزمینی را که در آن زندگی می کنند،بشناسند و از ثروت طبیعی و منابع اقتصادی به منظور تامین احتیاجات ملی به طور منطقی تر استفاده نمایند.
حال که کشور عزیزمان در تلاش و تکاپوی فراوان برای به دست آوردن تکنولوژی هسته ای می باشد،خالی از لطف نبوده که بدانیم علم نقشه برداری چه تاثیرات و کاربرد در این تکنولوژی دارد.ازجمله کاربردهای نقشه برداری در تکنولوژی هسته ای می توان به کاربردR.S در این زمینه اشاره کرد به کمک R.S می توان محل تشکیلات هسته ای و همچنین اثرات پس از آزمایش های هسته ای را ردیابی و کنترل کرد.
ماهواره ها
انواع گوناگونی دارند و هریک برای هدف خاصی به فضا پرتاب می شوند.در اینجا به طور خلاصه نام ماهواره ها ذکر می شوند:
۱-ماهواره های مساحی منابع زمینی که به گروه های زیر تقسیم می شوند:
الف-ماهواره اسپات:اهداف اصلی این ماهواره عبارتند از:
الف-۱-مطالعه استفاده از اراضی
الف-۲-برآورد موجودی منابع طبیعی تجدید شونده
الف-۳-کمک به مطالعه مواد معدنی و نفت
الف-۴-تهیه نقشه های مقیاس متوسط و تهیه نقشه های جدید و به هنگام نمودن یا تصحیح نقشه های ۱:۵۰۰۰۰
ب-ماهوارهMOSI : هدف از پرتاپ این ماهواره بهره وری موثر از منابع طبیعی و حفاظت محیط زیست است.
ج-ماهواره سری لندست
۲-ماهواره هواشناسی: هدف از پرتاب این ماهواره مطالعه محیط زیست،جمع آوری اطلاعات از زمین،مطالعه وضع هوا و وضعیت جوی است.
۳-ماهواره اقیانوس شناسی
موارد استفاده یا کاربرد اطلاعات ماهواره ای
امروزه اکثر کشورهای در حال رشد و پیشرفته جهان از اطلاعات ماهواره ای و تفسیر آنها در موارد گوناگون استفاده می کنند که اهم آنها عبارتند از:
۱-مطالعه جنگل و بررسی تغییرات آن
۲-مطالعات مراتع و بررسی تغییرات آن
۳-تهیه نقشه های مختلف از جمله کاربری اراضی و قابلیت های اراضی و …
۴-شناسایی محصولات کشاورزی و برآورد سطح زیر کشت آنها
۵-مطالعه آب های سطحی و شبکه رودخانه و بررسی تغییرات آب های ساحلی
۶-شناسایی مناطق دستخوش آفات و بیماری های گیاهی و مناطق آتش سوزی
۷-شناسایی معادن و مطالعه تغییرات حوزه های معدنی
۸-کنترل مناطق شهری و گسترش شهرها
۹-بررسی سیل و طغیان های آبی و خسارت ناشی از آنها
۱۰-پیش بینی محصولات کشاورزی
۱۱-مطالعه مربوط به شیلات و آبزیان
۱۲-تهیه و تدارک اطلاعات مورد نیاز سیستم های اطلاعات جغرافیایی
۱۳-مطالعه آب و بررسی آلودگی آن
۱۴-شناسایی منابع هسته ای
سنجش از دور یا(remote sensing)
سنجش از دور عبارت است از علم و هنر کسب اطلاعات در مورد اجسام، اراضی یا پدیده ههای مختلف ، به کمک جمع آوری اطلاعات از آنها ،البته بدون تماس با پدیده های تحت بررسی و به طور خلاصه((علم و هنر کسب اطلاعات از پدیده ها یا اجسام بدون تماس با آنها)).در منابع زمینی سنجش از دور عبارت است از بکارگیری عکس های هوایی،عکس های فضایی و تصاویر تهیه شده از اطلاعات ماهواره ها برای تفسی و شناسایی و کسب اطلاعات از پدیده ها.به بیان دیگر با استفاده از هولپیما یا فضاپیما،تصاویری از منابع زمینی تهیه می شود و مورد تفسیر واقع می گردد.و در حالت دیگر،اطلاعات حاصل از ماهواره ها به عکس تبدیل شده و یا مستقیماً به کمک کامپیوترمورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند.
به طور کلی اطلاعات مورد استفاده سنجش از دور در منابع زمینی،یا ماهیت تصویری دارند که شامل عکس های هوایی و فضایی هستند بدین معنی که انعکاسات اشعه الکترومغناطیسی از روی اجسام بر صفحه فیلمی که در دوربین هواپیما یا فضاپیما قرار گرفته،ماهیت رقومی دارند.یعنی انعکاسات اشعه الکترومغناطیسی از پدیده های منابع زمینی،به وسلیه سنجنده های ماهواره ها ثبت شده و پس از ارسال به ایستگاه های زمینی و انجام تصحیحات و پردازش لازم،تبدیل به تصاویر شده و مورد تفسیر قرار می گیرند و یا به کمک کامپیوتر،مستقیماً تجزیه و تحلیل می شوند.
گیرنده های جی پی اس(GPS)
جی پی اس یا سیستم موقعیت یابی جهانی (Global Positioning System)،یک سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره است که از شبکه ای باحداقل ۴۰ ماهواره تشکیل شده است.این ماهواره ها بهسفارش وزارت دفاع ایلات متحده ساخته و در مدارزمین قرار داده شده است.جی پی اس در ابتدا برای مصازف نظامی تهیه شده، ولی از سال ۱۹۸۰ استفاده عمومی آن آزاد و آغاز شد،خدمات این مجموعه در هر شرایط آب و هوایی و در هر نقطه از کر زمین در تمام شبانه روز در دستری است و استفاده ازآن رایگان است.ماهواره هایی که هر کدام در مدارهای خود به دور زمین می گردندن با ایستگاه های ویژه بر روی زمین در تماس اند و همواره موقعیت آنها در فضا مشخص است.دستگاه گینده جی پی اس شما،با ارتباط با تعدادی از این ماهواره ها،فاصله شما را تا آن ها تعیین می کند و سپس موقعیت دقیق شما روی زمین بدست می آید.در واقع اساس کار این سامانه،فرستادن سیگنال های رادیویی با فرکانس بالا و به طور پیوسته است که زمان و مکان ماهواره را نسبت ب زمین مشخص می کند و یک گیرنده جی پی اس روی زمین،با گرفتن این اطلاعات از سه ماهواره یا بیشتر،آنها را پردازش می کند و موقعیت کاربر را در هر نقطه زمین،در هر ساعتی از شبانه روز و در هر وضعیت آب و هوایی به او نشان می دهد.هرچند گیرنده شما به ماهواره های بیشتری وصل شود، اطلاعات دقیق تری را برای شما محاسبه می کند.
ماهواره های جی پی اس
۲۴ عدد ماهواره جی پی اس در مدارهایی به فاصله۲۴۰۰۰هزار مایل از سطح دریا گردش می کنند.هر ماهواره دقیقاً طی ۱۲ ساعت یک دور کامل به دور زمین می گردد.سرعت هر یک ۷۰۰۰ هزار مایل بر ساعت است.این ماهواره ها نیروی خود را از خورشید تامین می کنند.همچنین باتری هایی نیز برای زمان های خورشید گرفتگی و یا مواقعی که در سایه زمین حرکت می کنند به همراه دارند.راکت های کوچکی نیز ماهواره ها را در مسیر صحیح نگاه می دارند.به این ماهواره ها NAVSTAR نیز گفته می شود.از GPS به طریق مختلف در نقشه برداری می توان استفاده کرد.مهم ترین کاربرد های GPS در نقشه برداری عبارتند از:
۱-نقشه برداری هیدرو گرافیک
۲-نقشه برداری سینماتیکی خیلی دقیق بر روی زمین
۳-فتوگرامتری بدون کنترل زمینی
۴-انبوه سازی شبکه ژئودتیک
۵- نفشه برداری کارامتری
۶-فتوگرامتری به صورت REAL TIME
فضا و علم سنجش از دور(ISR2)
سنجش از راه دور در ماهواره ها و سفینه ها از طریق نور و اشعه مادون قرمز انجام می گیرد و در روی زمین تحت حمایت ماموریت های محیطی و غیز تکثیری می باشد.مشاهده MTI برای تشزیح توسعه شبیه ساز گرمایی چند طیفی،فرایند شکل دهی و تکنولوژی های مرتبط به آن به کار می رود که می تواند در سیستم های آینده برای آشکار سازی و مشخص شدن تسهیلات تولید سلاح های کشتار جمعی استفاده شود.یک طرح کلیدی از MTI،ایجاد زمینه ای برای پیشبرد تکنولوژی درجه بندی شده مداری است که اندازه گیری های دقیق و کاملی را طراحی می کند که منجر به دسیتیابی به دماهای سطحی این چشم انداز می گردد.
MTI تصاویری از دولت های سازمان یافته،صنعت و مکان های طبیعی را در ۱۵ نوار طیفی ضبط می کند که به وضع موج های بلندی از اشعه مادون قرمز دور تا دور آن را احاطه کرده. نوار طبیعی MTI با دقت خاصی انتخاب شده که اطلاعات جمع آوری شده مربوط به آن را دسته بندی می کند از سلسله های عریضی از اطلاعات و امکانات و فعالیت هایی که شامل دماهای سطحی،مصالح،کیفیت،آب و سلامت نمو گیاهان است،ناشی می شود.
این شبکه ها گرد هم آمده هرزمان اطلاعاتی درباره بخار آب در اتمسفر و تعلیق مایع چگونگی تشکیل ابر را به ما می دهند.ثبت سریع رخدادهای گذر ماهوارهای(FORTE) مدار مدئری است که در ارتفاع ۸۰۰ کیلومتری از سطح دریا و با انحنای ۷۰ درجه از خط استوا قرار گرفته است.FORTR حامل رشته های نوری و ابزار RF موارد استفاده آن در مطالعه آذرخش(نور) از فضا به مانند رویدادهای کشف سیستم انرژی هسته است ،می باشد.فرکانس بسامدهای رادیوییFORTE وماهوارهای میکرواپتیکال تشعشعاتی با بسامدهای بسیار ببالا را به ثبت سادنده اند که هم به تنهایی وهم با شراکت نوری هر دو فرکانس های (رادیویی و میکرواپتیکال)صورت گرفته است.سنسورهای EMPکه ردیاب های انفجاری نامیده می شوند،برای شناسایی منابع هسته ای کشورها بکار می روند
ادغام داده ها در (R.S)
بسیاری از کاربردهای پردازش رقومی تصاویر از طریق ادغام کننده مجموعه داده های چندگانه که پوشش دهنده یک منطقه جغرافیایی نظیر هستند انجام می شوند.این مجموعه داده ها می توانند اشکال متغیر نا محدودی به لحاظ ظاهری داشته باشند.به همین صورت، ادغام کننده داده ممکن است در قالب سیستم اطلاعات جغرافیایی پدید آید.برای مثال یکی از اشکال ادغام کننده که اغلب بکار می رودعبارت است از ترکیب داده هایی که دارای قدرت تفکیک های مختلف می باشند و با یم سنجنده نظیر اخذ شده اند.
روش های آشکارسازی تغییر
آشکار سازی تغییر شامل کتاربرد مجموعه داده های چند زمانه به منظور جدایی بین مناطقی پوشش زمینی آنها در تاریخ هی مختلف تصویربرداری تغییر یافته می باشد.انواع تغییراتی که ممکن است مدنظر باشد می تواند ناشی از پدیده های کوتاه مدت نظیر پوشش برف و سیلاب تا پدیده های بلند مدت نظیر توسعه های شهری یا کویر باشد.
به طور ایده آل روش های آشکار سازی تغییرات باید شامل داده های اخذ شده به وسیله یک سنجنده(یا سنجنده مشابه)باشد و با استفاده از قدرت تفکیک فضایی(زاویه)دید هندسی باندهای طیفی و زمین زمان روز،مشابه ثبت شود.یکی از روش های تمایز تغییرات بین دو تاریخ تصویربرداری،بکارگیری مقایسه طبقه بندی غیر زنده(تاخیری)می باشد.در این روش دو تاریخ تصویربرداری به طور مستقل طبقه بندی و ثبت می شوند.سپس یک الگوریتم می تواند برای تعیین پیکسل های دارای تغییر در طبقه بندی بین دو تاریخ بکار گرفته شود.
روش دیگر برای آشکار سازی تغییر،با استفاده از درک و شناخت الگوریتم طیفی،طبقه بندی محموعه داده های چند زمانی است.در این روش جایگزین یک طبقه بندی به تنهایی کنترل شده و یا کنترل نشده برای رده بندی طبقات پوشش زمینی در تصویر ترکیب شده بکار برده می شود.
تفاضل زمانی تصویر همچنین یک روش متداول دیگر برای آشکار سازی تغییر می باشد.در روش تفاضل تصویر ارزش های رقومی یک تاریخ به سادگی از ارزش های رقومی تاریخ دیگر کسر می شوند.اختلاف در مناطقی که دارای هیچ گونه تغییری نیستند بسیار کوچک خواهد بود(به صفر نزدیک می شود)و مناطق دارای تغییر مقادیر مثبت یا منفی بزرگتری را آشکار خواهند کرد.اگر تصاویر هشت بیتی بکار برده شوند محدوده ممکن مقادیر(ارزش های رقومی)برای تصویر تفاضلی بین۲۵۵- تا ۲۵۵+ خواهد بود.
بنابراین به طور عادی یک عدد ثابتی(مانند ۲۵۵)به هر مقدار از (ارزش های رقومی)ناشی از تفاضل دو تصویر برای اهداف نمایشی اضافه می شود.((نسبت گرفتن تصویر زمانی))شامل محاسبه نسبت داده های حاصله از دو تاریخ تصویربرداری است.نسبت ها برای مناطق بدون تغییر به سمت ۱ میل می کنندو مناطق دارای تغییر داری مقادیر نسبی بزرگتر و یا کوچک تر خواهند بود مجدداً داده های تقسیم شده معمولاً برای اهداف نمایشی دارای مقیاس می گردند.یکی از مزایای روش تقسیم(نسبت گیری) عبارت است ازتمایل به نرمال نمودن داده برای تغییرات در عوامل بیرونی همچون زاویه خورشید،سایه و غیره .
ادغام داده های تصویری با داده های کمکی
احتمالاًیکی از مهم ترین اشکال ادغام کننده های داده بکار رفته در پردازش رقومی تصویر عبارت است از ثبت داده های تصویر با داده های غیر تصویری یا مجموعه های داده کمکی.تنها نیاز جوابگویی داده های کمکی تطبیق دقیق با زمین می باشدتا اینکه آنها بتوانند با داده های تصویر بر روی یک مبنای جغرافیایی مشترک ثبت گردند.
از آنجائی که تصاویر لندست استاندارد تناه یک اثر استرسکوپی ضعیف را در مناطق نسبتاً کوچ همپوش بین مسیر های مداری نشان می دهند،تصویر مصنوعی می تواند به صورت استریو بر روی تمامی آن با میزان اغراق مشخص شده در ارتفاع توسط تجزیه و تحلیل کننده مشاهده شود.این تصاویر به روشی شبیه به روش بکار رفته برا یتولید استرئومات برای تصاویر قائم تولید می شوند.به این معنی که ارتفاع موقعیت هر پیکسل برای جابه جایی پیکسل بر طبق ارتفاع نسبی آن بکار برده می شود.هنگامی که این تصویراعوجاج یافته بوسیله استرسکوپ با تصویر اصلی مشاهده می شود یک اثر سه بعدی درک می شود.چنین تصاویری به ویژه در کاربردهایی که تجزیه و تحلیل شکل زمین فرآیند اصلی تعبیر و تفسیر می باشد،ارزشمند است.این روش همچنین برای بازاریابی اطلاعات توپوگرافی از دست رفته هنگام آماده نمودن تصاویر نسبی طیفی مفید می باشد.
ادغام اطلاعات توپوگرافی و داده های تصویری اغلب در طبقه بندی تصویر مفید می باشند.برای مثال اطلاعات توپوگرافی اغلب در تهیه نقشه های مناطق جنگلی در مناطق کوهستانی مهم می باشند. در چنین شرایطی گونه هایی که دارای خصوصیات طیفی بسیار مشابهی هستند ممکن است محدوده های ارتفاعی شبیه یا مناظرکاملاً مختلفی را اشغال کنند.بنابراین اطلاعات توپوگرافی ممکن است به عنوان یکی دیگر از کانال های داده در طبقه بندی به طور مستقیم یا به عنوان مبنای طبقه بندی تاخیری غیر هم زمان که بر اساس آن تمایز بین طبقات مشابه طیفی در یک تصویر امکان پذیر است بکار گرفته می شود.در هر حالت کلید بهبود بخشیدن به طبقه بندی توانایی تعریف و مدل نمودن ارتباطات گوناگون بین انواع پوشش های موجود در یک منظره می باشد.
تلفیق داده های R.S در طبقه بندی خودکار پوشش زمین
بدیهی است اطلاعات توپوگرافی صرفاًتنها نوع داده های کمکی که ممکن است در سیستم اطلاعات جغرافیایی قرار گیرد و به عنوان کمک در طبقه بندی تصویر مفید واقع شود،نیست.برای مثال داده های متغیری نظیر انواع خاک ها،آمارهای مالیاتی،حدودد مالکیت و تحدید حدود به طور گسترده در فرآیند طبقه بندی بکار برده شده اند.فرض اصلی چمیم عملیتی آن است که دقت و یا جزئیات رده بندی یک طبقه بندی مبتنی بر تصویر و دادهه های کمکی بهبودی بر کا طبقه بندی مبتنی بر هریک از منابع داده به تنهایی خواهد بود.
تعداد نا محدودی منابه داده و راه های ترکیب آنها در فرآینده طبقه بندی وجود دارد.و به همین صورت داده های کمکی می تواند در ابتدا یا در طول پردازش یا بعد از فرآیند طبقه بندی تصویر بکار روند یا حتی نوع ترکیب این اتخاب ها ممکن است در یک کاربرد داده شده مورد استفاده قرار گیرد.منابع خاص داده بکار رفته و چگونگی و زمانی که آنهی بکار می روند معمولاً از طریق فرمول نمودن وانین تصمیم گیری طبقه بندی تصویر چند منبعبه وجود آمده بوسیله تجزیه تحلیل کننده تصویر تعیین می گردند.این قوانین اغلب حسب مورد از طریق بررسی دقیق شکل کیفیت و روابط منطقی بین منابع داده آماده شکل بندی(فرموله)می شوند.برای مثال((جاده ها)) در یک طبقه بندی پوشش زمین،ممکن است به جای تصویر از داده های گرافیکی خطی رقومی موجود استخراج گردند.
نتیجه گیری
همانطور که مشاهده می کنیم علم بشری روز به روز در حال پیشرفت است و علم نقشه برداری نیز از این پروسه بی نصیب نیست و با استفاده از ماهواره هایی که در مدار زمین قرار گرفته اند،به تهیه نقشه،تجزیه و تحلیل عکس ها و نقشه ها و نتیجه گیری از آنها پرداخته است ازجمله سنجنده هایی که مورد استفاده این امر قرار می گیرند عبارتند از:
KFA-1000 | ۱/۵۰۰۰۰ | ۸۰km*80km |
KFA3000 | ۱/۱۰۰۰۰ | ۲۲km*22km |
KVA1000 | ۱/۱۰۰۰۰ | ۴۰km*180km |
TK350 | ۱/۱۰۰۰۰۰ | ۲۰۰km*200km |
LANDSAT-TM | ۱/۲۰۰۰۰۰ | ۱۸۵km*185km |
LANDSAT-ETM | ۱/۱۰۰۰۰۰ | ۱۸۵km*185km |
SPOT | ۱/۵۰۰۰۰ | ۶۰km*60km |
۰ | ۰ | ۰ |
با توجه به مقیاس و اندازه های عکس هایی که این ماهواره و ماهواره های مشابه به ما می دهند می توانیم به تجزیه و تحلیل و نتیجه گیری از آنها بپردازیم.