طيفي سنجي

]
مدني
باتعدادي از طيف سنج هاي مشابه اما كمتر گسترده ، طيف سنج هاي تصويري را بخش مي نمايند، اين وسايل شكل هاي ابتدايي طيف سنج تصويري تجزيه بالا [ HIRLS] مي بأشد كه در اوايل دهه ۲۰۰۰ در مدار پرواز مي كنند « يخش ۳٫۱۲». جزئيات مختصات H IRIS , AVIRIS درجدول ۳٫۳ ذكر شده اند. هم اكنون رادار تصويري هوابرد به طور روزمره توسط كمپاني هاي استخراج نفت وكاني در نواحي استفاده شده است كه غالبا باابر پوشانده شده اند. تحقيقات S AR

كشوري توسط دولت ها گسترده ورايج شده اند ، كه مهمترين پروژه R ADAM برزيلي در دهه ۱۹۷۰ وبرنامه فعلي تحقيقات ژئولوژيكي . ايالات متحده ، براي كل ايالات متحه آمريكا مي باشد. تحقيقات همه جانبه چندقطبي وچند طيفي رادار توسطز NA SA بخصوص در آمريكاي شمالي، به عنوان پيشگامان سيستم هاي مدار زمين وسوئدهاي فضايي صورت گرفته اند. نمونه هاي تصاوير هوايي SAR در فصل ۷ نشان داده شده اند.

۳٫۱۰ – خصوصيات اصلي قمرهاي مصنوعي مداري «چرخشي»مدار قمر «ماهواره» بيضوي شكل مي باشد ، اما معمولا قمرهاي حسي از راه دور در مدارهايي قرار مي گيرند كه كاملا شبيه به دايره مي بأشد. قانون جاذبه تعيين مي كند كه قمر در مدار بالاتر كندتر از قمر در مدار پايين تر حركت مي كند وچون مدارهاي بالاتر طولاني تر از مدارهاي پايين مي بأشد به اين معنا است كه قمر چرخشي بالا نسبت به قمر چرخشي كوچك دايره وار حركت مي كند. براي قمري در مدار

مدور به شعاع Ro از مركز زمين ، سرعت V اين گونه بيان شده است: V=[GM/Ro] ½ [۳٫۱۰] در حالي كه G ثابت جاذبه كلي M, [6-67*10¯¹¹ Nm² kg¯² وجرم زمين است [ ۵٫۹۸*۱۰²٤kg] . زمان لازم براي تكميل كردن مدار، دوره چرخشي ، p اين گونه نشان داده شده است : p = 2Лrо/ V[ 3.11] شعاع زمين ۶۳۷۱ km, [Rе] است واز اين رو ارتفاع [h] مدار در اطراف زمين عبارتست از: h = Ro – Re [ 3.12] . زير ۱۸۰km جوزمين براي قمرها بسيار متراكم است كه بدون

گرمايش اصطكاكي غيرقابل كنترل بچرخد. بالاي ۱۸۰km ، كشش جوي كمي بردماي قمر وجوددارد. كه موجب مي شود كه مدار آن به تدريج روبه پايين به حالت مارپيچي بچرخد تا اين كه سرانجام ، به جو ضخيم تر برسد ومشتعب گردد. قمرها وارد اين مدارهاي كوچك مي شوند اما آنها خيلي زياد دوام نمي آورند. بالاي چند كيلومتر ، كشش جوي كمي وجوددارد كه قمر براي مدتي در مدار بالا باقي خواهد ماند. معمولا سطح مدار بايد از مركز زمين عبور كند اما مي تواند اين

حركت در هر جهتي باشد. اگر مدار آن در بيش از ۴۵˚ به سمت مسطح استوايي خم شود پس قمر در مدار قطبي است. مداري كه باعث تند خم شده است، مدار استوايي ناميده شده است « شكل ۳٫۲۵» . نيروهاي مختلف غير از كشش جوي مانند جاذبه زمين خورشيد وماه، مي تواند مدار را منحرف نمايد. جت هاي گازي مدار را حفظ مي كنند وهمچنين حركت فرضي قمر را كنترل مي نمايند. معمولا قمر چرخشي خود را در آسمان همواره تغيير مي دهد. از اين رو اگر

قمر دقيقا همان دوره چرخشي را داشته باشد كه زمين در همان جهت مي چرخد وبه گردش درمي آيد همانطور كه زمين مي چرخد،در مدار همزمان چرخش مي باشد. براي چنين كاري ارتفاع ودامنه چرخشي آن بايد ۳۵-۷۸۶km باشد. اگر قمر در مدار همزمان با انحراف صفر {بالاي استوا} باشد. به نظر مي رسد كه در همان نقطه برروي زمين ثابت بماند ودرمدار ثابت زمين است. مدارهاي ثابت زمين براي قمرهاي مخابراتي ومصنوعي هواشناسي مفيد مي باشند، كه لازم

است كه دوراز كره زمين قرار بگيرند كه بتواند كل نيمكره رابراساس همان مبناي تقريبا مداوم كنترل نمايند . ارتفاع قمرهاي ثابت زمين به قدري زياد است كه تجزيه زمين كم است چون كوچكترين [ FOV] حس كننده ها در منطقه انعكاسي در حدود ۲۰Л rad است، كه در ارتفاع ۳۵ ۷۸۶km برروي زمين در حدود ۷۲۰m مي باشد. بدست آوردن تصاوير تكراري در همان ساعت روز مفيد است. تا از شرايط مشابه پرتوافشاني اطمينان حاصل شود. زمان را مي توان انتخاب كرد تااز غبار هاي اول صبح يا هواي ابري بعداز ظهر در مناطق حاره اي اجتناب نمايد، تااز گدمايش روزنه وچرخه سرمايش در تحقيقات حرارتي مادون قرمز سوء استفاده

نمايد، يا از زاويه كوچك خورشيد اطمينان حاصل نمايد كه خصوصيات توپوگرافي را نشان مي دهد. براي انجام چنين كاري، قمر مصنوعي بايد ازروي تمامي نقطه در همان زمان خورشيدي محلي عبور كند. زمان بايد همزمان خورشيد باشد- قمر در مدارتند قطبي قرار گرفته است. حركتي كه آن را به سمت غرب برروي زمين در سرعت قابل قياس با چرخش زمين حركت مي دهد، كه اين حالت را برآورده مي كند. اكثر مدار ياب هاي قطبي خورشيد همزمان از شمال به جنوب به سمت

نيمكره آفتابي عبور مي كنند واز جنوب به سمت شمال در نيمكره شبانه برمي گردد . چون زمين زير سطح مداري مي چرخد، مدارهاي بعدي شيارهاي مختلف زمين را مي پوشانند. چون دوره مداري كمتر از ۱روز است، تصاوير شيارهاي مختلف زمين را مي توان طي۲۴ ساعت بدست آورد. بيشتر قمرهاي حساس ازراه دور خورشيد همزمان در مدارهايي با ارتفاع ۱۰۰۰km , 600 قرار گرفته اند. در ۸۰۰km حس كننده با فيلد لحظه اي ديدμ rad 20 سلول تجزيه زمين ۱۶m در

مقايسه با ۷۵۰m خواهند داشت كه از مدار زمين همزمان بدست آمده است. نوع پوشش زميني پيشنهاد توسط قمر همزمان خورشيد در شكل ۳٫۲۶ نشان داده شده است. زمين بسيار يهن است، شكافي بين قسمت هاي به تصوير كشيده شده زمين در مدارهاي بعدي وجوددارد. بخش طراحي سيستم هاي مداري محاسبه نمودن ژئومتري مداري مي باشد تا اطمينان حاصل گردد كه شكاف ها تاحد متفاوت پر مي شوند. سيستم هاي تجزيه بالا با پهناي ۱۰ ۲۰۰ km مي توانند كامال كره زمين رادر حدود ۲۰ روز به تصوير بكشند. در حالي كه سيستم هاي تجزيه پايين ، با پهناي بيش از ۱۰۰km مي توانند كره زمين رادر طي يك روز به تصوير بكشند . يك عيب مدارهاي خورشيد –همزمان اين است كه معمولا امكان ندارد تا تصوير به زمين منتقل كند به محض اين كه آن را در زمان واقعي

جمع مي كند. فرستادن سيگنال به طور مستقيم به زمين به اين معنا است كه قمر بايد بالاي افق باشد همانطور كه از زميني كه ايستگاه رادرباقت مي كند، مشاهده مي شود. در ارتفاعات خاص مدار، قمر بايد بين ۳۰۰km ايستگاه باشد. اگر هيچ زميني وجود نداشته باشد تا ايستگاه رادر مسير قمر دريافت كند پس

تصوير يا ازطريق قمر تاخير در موارد بالاتر، زمين همزمان به زمين فرستاده مي شود. يا برروي مدار ثبت مي شود تاقمر رابه ايستگاه زمين بفرستد زماني كه در اين دامنه قرار مي گيرد .ضبط كنندگان نوار از نيروي برق استفاده مي كنند وقمري راكه بايد به وا پرتاب شود را سنگين تر مي نمايند، از اين رو تمامي قمرهاي حساس از راه دور نمي توانند آنها را حمل ومتقل نمايند. در مورد تصوير رادار، مدار خورشيد همزمان ضروري نيست، چون پرتوافشاني نهال است، از اين رو، فقط مدارهاي قطبي كل پوشش كروي را مسير مي سازد. فضا پيمايي كه پرسنل را منتقل مي كند سنگين تر از فضا پيماهاي غير نظامي باشند، چون آنها بايد

داراي سيستم هاي ساپورت طبيعي بأشد. به اين معنا كه منتقل كردن آنها در مدارهاي بالا سخت است وقرار دادن آنها در مدار قطبي گرانقيمت مي باشد. مهمتر اين كه، ريكاور نمودن پرسنل به طور مطمئن سخت است. معمولا انحراف مدارهاي آنها در حد ارتفاع سايت پرتاب مي باشد. بيشتر ماموريت هاي نظامي كوتاه مدت مي بأشد. كه آنها رابراي كنترل نمودن زمان ثابت قطبي نامناسب وناتوان از كسب پوشش كامل حتي در محدوده هاي انحراف مداري آنها مي سازد

. ماموريت هاي نظامي ، مانند space shuttle ، به عنوان سيترهاي ازمايش براي سيستم هاي آزمايش استفاده مي شوند .براي مثال رادار تصويري هوايي به طور قابل ملاحظه اي توسط آزمايشات shattle پيشرفت نموده است. ۳٫۱۱ داده هاي فضاپيمايي نظامي فضا تهيه نموده اند. آنها تاكنون پوشش كامل كردي واثر برميناي عملي فراهم نموده اند، نه به آن منظوري كه آنها در نظر داشتند. وجود اپراتورهاي مجرب به سيستم هاي آزمايشي امكان مي دهد تادر مدارتت شوند، اما تقاضاها در مورد زمان فعاليت خدمه از فعاليت هاي ديگر، به معناي پوشش بسيار محدود بوده اند. در بيشتر موارد، دستگاه ها به طور مكرر از لحاظ

ژئولوژيكي به سمت اهداف كاملا مشخص هدايت شده اند تادرجه بندي وبرآورد اطلاعات بدست آمده در بين داده ها را مسير نمايند. به استثناي داده هاي جمع آوري شده توسط هوا وفضاي شوروي، كه هم اكنون فراوان مي باشند، تمامي آنها از برنامه ها ايالات متحده آمريكا نشات گرفته اند كه توسط اداه هوا وفضاي ملي واداه فضانوردي عمل مي كنند [ NASA] . آرشيوها براي اكثر داده هاي حس شده از راه دور مامورست هاي نظامي Nasa توسط مركز داده هاي EROS تحقيقات ژئولوژيكي ايالات متحده ودر مركز پواز هوايي Nasa Goddard نگهداري مي شوند ، كه صفحات جهاني وب در ضميميه D ، همراه با صفحات وب آژانس

هاي ديگر مشاهده مي شوند. برنامه هاي Gemini , Merary بيش از صد عمس مورب وتقريبا عمودي رنگ طبيعي ورنگ مصنوعي مادون قرمز ارائه نمودند، كه به وسيله دوربين هاي هندي كم ۱۰mm گرفته شده اند بسياري از آنها از لحاظ جغرافيايي از مناطق جانبي گرفته شده بودند. هم ماموريت هاي Gemini وچرخش زمين آپولو به مدارهايي بين ۳۵˚s , 35 ˚N محدود شده بودند. و ۷۰mm دوربين هاي رنگي، آپولو [ ۱۹۶۹] ۹ نخستين آزمايش چندطيفي مداري را

انجام داده اين آزمايش شامل آرايه اي از چهار دوربين ۷۰mm دسته ماشهاي بود كه برروي درب مدول فرمان نصب شده بودند. سه تاازاين دوربين ها در معرض فيلم سياه وسفيد قرار گرفته بودند تا تصاوير مناطق سرسبز [ ۰٫۴۷-۰-۶۲ Лm] ، قرمز [۰٫۵۹-۰٫۷۲ M m] و نزديك به مادون قرمز [۰٫۷۲-۰٫۹۰ Mm] را نشان بدهند ودوربين چهارم از فيلم رنگي مادون قرمز استفاده مي كرد. ثابت شد كه تجزيه زمين بايد در حدود ۱۰۰m باشد. اينآزمايش فقط در سايت هاي آزمايشي در

مناطق جنوبي ايالت متحده آمريكا وشمال مكزيك انجام شد وبا فضا پيماي حساس از راه دور پروزا نموده ودر همان زمان به عنوان ماموريت هماهنگ شده بود. آزمايش به عنوان تست مفهوم براي اسكتر غير نظامي چندطيفي طراحي شده بود. كه قمر فناوري منابع زميني ] جولاي ۱۹۷۲ [ گرديد، وسپي مجددا Land sot-1 ناميده شد «يخش ۳٫۱۲٫۲ » . موفقيت Land sat –۱ ناسا را تشويق كرد تااز طريق تعدادي از آزمايشات خارج از ايستگاه فضايي اهداف مداري براساس

سه مرحله دستگاه پرتاب Satarn- V قرار گرفته بود، كه بين ۵۰˚s , 50˚N در مدار گرفته بود. ۳٫۱۱٫۱ داده هاي Space shatt le برنامه پرواز هوايي نظامي NASA بر shattle قابل استفاده مجدد، ظرفيت بار دهند وانعطاف پذيري متمركز شده است كه در قياس با سيستم هاي اوليه پرتاب بزرگ وعظيم مي باشد. پرواز دوم در نوامبر ۱۹۸۱ [ [ sts-2] با ارتفاع مداري ۲۵۹km ، دو آزمايش حساس راه دور را با پتانسيل جغرافيايي انجام داد. پرتو سنج مادون قرمز چندطيفي [ SMI PR] shatle ، پرتو سنج طيفي غير مصور بود كه ضريب انعكاس رادر ۱۰گام موج در دانه ۰٫۵-۲٫۴ Mm ، از جمله سه تا با يهناي ۰٫۰۴ Mm در پيرامون شكل A1-OH

نزديك به Mm 2.2 اندازه گيري نمود {شكل ۱٫۹ }. هدف آن تست نمودن احتمالات نظري براي انتخاب صخره وكاني مدار بود { بخش ۱٫٫۳٫۲ }. سيستم دوم نخستين آزمايش رادار تصويري [ SIR – A ] shattle بود. اين سيستم ۲۳cm {ماگام} سيستم SAR را شبيه به sea sat غير نظامي ۱۹۷۸ پخش نمود {يخش ۳٫۱۲٫۱} . برخلاف sea sat ، با هدف اصلي آن كه سطح اقيانوس مي باشد، SIR-A در ابتدا براي مصارف زيستي طراحي شده براي كاهش دادن مسائل توقف

{بخش ۳٫۵} در مناطق توپوگرافي سخره اي، بدون بوجودآوردن سايه روشن زياد، STR- A اززاويه نشيب استفاده نمود كه براي پوشاندن عرض ۵۰km بخش زمين در ۴۳˚ تنظيم شده بود. تجزيه زمين در جهات زاويه سمت وجهات گستره ۴۰m بود. فيلم هاي هولوگراني مداوم كه ۸h داده ها را نشان مي دهند از لحاظ نوري بعداز ماموريت به تصاوير رادار برروي فيلم مثبت ارتباط داشتند {شكل ۳٫۲۷ فصل ۷ را ببنيد}. اين برآورد در حدود ۱۰km² ميليون زمين واقيانوس بين ۳۵°s ,

۴۱°N مي باشد { ضميمه D }. در اكتبر ۱۹۸۴ s hattle سيستم مشابه SIR-A را انجام داد كه آن را SIR-B مسير اما باشيب متفاوت از ۷۵ تا ۳۰° وتجزيه فشرده اين موضوع در زاويه هاي شيب بهينه براي انواع مصارف وتصاوير متعدد، با اختلاف ديد، متفاوت نتيجه مي دهد كه مشاهده شبه استرسكوپي را مسير مي سازد. آنت هاي قابل اتصال به اين معنا است كه سايت هاي آزمايش را مي توان از جهات مختلف ديد مشاهده كرد. داده ها در فرم هولوگرام نوري وركوردهاي

ديجيتالي بخش خاي بين ۵۷°s, 27°N را شامل مي شوند. تصور مي شود كه تصاوير از لحاظ كيفيت بهتر از تصاوير STR-A بأشد. متاسفانه ، مسائل فني در حين ماموريت مانع بسياري از آموزش هاي برنامه ريزي شده گرديدند و فقط تعداد كمي از تصاوير قابل استفاده مي بأشد. آزمايش ۱۹۹۴ SIR-C / xsAR ، كه به طور مشترك توسط ناسا وآژانس فضايي آلمان صورت گرفت، مستلزم استفاده از رادار چند طيفي { باندهاي X,C.L } با قطبش هاي مختلف {فصل ۷} ومدار

قطبي بود. در اوايل ۱۹۸۴ ، ماموريت shattle در سيستم مصور اروپايي را انجام داد كه براي مصارف جغرافيايي مفيد مي بأشد. يك مورد دوربين Metric بود، در ابتدا براي مصارف كارتوگرافي وسايز قالب ۲۳cm در ۲۳cm با تجزيه زميني ۳۰m راكه در معرض فيلم رنگ مصنوعي مادون قرمز وپاتركروماتيك قرار گرفته بود. مورد ديگر نخستين اسكنر چندطيفي نوري- الكترونيكي مدولي آلمان [ MOMS] بود كه از سيستم بوش بروم [ pushbroom] با زمينه ۲۰m , [ FoV] ودوگام [ ۰٫۸۳-

۰٫۹۸ Mm, 0-58-0.68] استفاده نمود. سپس MOMS { 1996 نوسط قمر نظامي روسيه انجام شد} از سه سيستم پوش بروم استفاده نمود، دوتا در جلو وعقب قرار گرفته بودند تا قابليت استروسكوپي پاتكروماتيك را نشان بدهد ويك مورد نيز ار لحاظ عمودي روبه پايين قرار داشت تا داده ها رابا ۲۵m تجزيه در چهار گام بين ۱٫۰۵Mm, 0.45 جمع آوري كند. MOMS تصاوير بيش از چند صفحه برنامه ريزي شده را تهيه نكرده وسيستم SIR-B ، ماموريت shattle اكتبر ۱۹۸۴ ، كه بادوربين صفحه بزرگ [ LFC] انجام شده تصاوير مادون قرمز طبيعي ومصنوعي پانكروماتيك را بوجود آورد. تجزيه موثر عكس پانكروماتيك LFC بسته به ارتفاع مدارهاي

shattle ، بين ۱۵m, 8 مي باشد، هر قالب شمال مناطق ۲۵۰*۵۰۰ تا ۳۵۰*۷۰۰ در آرشيو عكس هاي ۲۱۶۰ مي باشند، بسياري از آنها از لحاظ جغرافيايي در برگيرنده مناطق ، مناطق مورد نظر در اراضي خشك ووسيع ناشناخته است. تداخل هاي مختلف بين قالب ها پتانسيل اسرموسكوپي تمامي تصاوير LFC را نشان مي دهند، اين دستگاه هرگز پرواز نكرده است وگزارش شده است كه NASA آرشيو نگايتوها را به توزيع كننده تجاري براي مبلغ تا مميزي فروخته است. شكل ۳٫۲۸ نمونه عكس LFC براي قياس با تصاوير Landset همان منطقه است { عكس ۳٫۳ } . تصاوير مختلف LFC در فصل ۴ استفاده شده اند.