ما هو الاستشعار عن بعد

ظهر في الآونة الأخيرة اهتمام عالمي كبير في أجهزة المراقبة ذات التحكّم عن بعد في المناطق التي يصعب الوصول البشري إليها، هل تساءلت عن ما هو الاستشعار عن بعد؟

4 إجابات

الاستشعار عن بعد هو علم أو يمكن اعتباره تقنية للحصول على معلومات تخص شيء معين دون الحاجة إلى الاقتراب منه ويمكن اعتبار الطائرات بدون طيار  الأقمار الصناعية من أهم وسائل الاستشعار عن بعد، وهناك الكثير من الاستخدامات لتقنية الاستشعار عن بعد كاستكشاف طبقات الغلاف الجوي وأعماق البحار والمحيطات والثروات في باطن الأرض والكواكب وما ينتج عن هذه الدراسات من البيانات المسجلة ونتائج محددة يُستفاد منها في مجالات علمية مختلفة.

يضم الاستشعار عن بعد نوعين أساسيين من حيث المادة المدروسة وتأثرها، وهما الاستشعار المنفعل أو السلبي (PASSIVE) والاستشعار الفعال أو النشط (ACTIVE).

وللمستقبلات الفاعلة مصدر خاص من الإشعاع أو الضوء أو الإنارة، حيث تعمل هذه المستقبلات على ضبط كمية الطاقة التي تدخل إلى المستشعر وهذا ما يوافق آلية ملء الكاميرا التي تصدر الفلاش، بينما نجد أن المستشعر السلبي أو المنفعل يتعامل مع الضوء الصادر من الشمس والذي يرتد على السطح المدروس.

بالنسبة لصور الاستشعار عن بعد التي تلتقطها الأقمار الصناعية هي عبارة عن عروض للبيانات المأخوذة وتقسم دقة الصورة الملتقطة إلى ما يلي:

  • الدقة المكانية: توضح تفاصيل الصورة بالبيكسيل فكلما كانت الدقة عالية تكون التفاصيل أوضح وحجم البيكسيل أقل.
  • الدقة الزمنية: وهي الفاصل الزمني بين عمليتي بحث متماثلتين لنفس المنطقة أو ما يسمى بمعدل التكرار، وتنخفض هذه الدقة عبر الغيوم.
  • الدقة الطيفية: تعبر عن التفاصيل الطيفية في حزمة ما وتهدف إلى تحديد الاختلاف في خواص الانعكاس بين الأسطح المختلفة.
  • الدقة الراديومترية: عبارة عن قياس للإشعاعات وتحدد قيمة الاختلاف بين السطوح في الصورة ويتم هذا القياس عبر اللون الرمادي ويستند إلى أطوال الموجات الضوئية ونوع المطياف.

أكمل القراءة

الاستشعار عن بعد (Remote sensing) من التقنيات الجغرافية، حيث تقوم بجمع الإشعاعات الكهرومغناطيسية المنبعثة والمنعكسة من النظام البيئي، سواء كان الأرضي أو الجوي أو المائي، ومن خلالها تستطيع الكشف عن مختلف الخصائص الفيزيائية للمنطقة ومراقبتها من مسافات طويلة دون الحاجة إلى الاتصال المباشر بها، وتقوم بجمع بيانات ومعلومات عن المنطقة الجغرافية أو غيرها عن طريق تقنيات تعتمد على الطائرات والأقمار الصناعية، ويمكن تصنيف أجهزة الاستشعار عن بعد إلى: فعّالة، والمنفعلة.

  • أجهزة الاستشعار عن بعد المنفعلة (Passive sensors): تستجيب إلى المنبهات الخارجية والتجمعات الشعاعية المنبعثة أوالمنعكسة عن جسم ما أو الفضاء المحيط به، والمصدر الأكثير شيوعًا لهذه الإشعاعات التي يتم قياسها عبر الأجهزة المنفعلة هو أشعة الشمس، ومن الأمثلة الأخرى الاقل أهمية: أجهزة اقتران الشحنة، وتصوير الأفلام، وأجهزة القياس الإشعاعي، والأشعة تحت الحمراء.
  • أجهزة الاستشعار عن بعد الفاعلة (Active sensors): وهو يستخدم المنبهات الداخلية لجمع المعلومات، حيث يقوم بمسح الطاقة المنبعثة من الأشياء أو الأماكن (أي لها مصدرها الخاص)، وقياسها بشكل مباشر. ومن الأدوات النموذجية في الاستشعار عن بعد: الرادار (RADAR)، والليدار (LiDAR)، اللذان يقومان بحساب الفارق الزمنين بين زمن إصدار الإشعاع وزمن انعكاسه وعودته، وتستخدم في تحديد المواقع والاتجاهات والسرعة التي تتحرك بها الأجسام، حيث تقوم أجهزة الاستشعار وبرامج الحاسوب بجمع هذه البيانات وتحليلها.

أكمل القراءة

مع تطور العلم يومًا بعد يوم يَصل العلماء إلى الكثير من الاكتشافات والاختراعات التي تخدم مختلف الفئات والأشخاص في المجتمع، ومن أهم ما وصل إليه العلم طُرق الاستشعار عن بعد.
الاستشعار عن بعد هو إمكانية الحصول على معلومات حول مكان معين أو شيء معين دون الحاجة للتواجد بالقرب منه أو الاتصال به بشكلٍ مباشر. ومن أكثر وسائل الاستشعار عن بعد شيوعًا الطائرات و الأقمار الصناعية والطائرات بدون طيار.

الاستشعار عن بعد يشبه عملية الرؤية عند الانسان لكن بشكل متطور أكثر،حيث يمكن للعين البشرية رؤية جزء بسيط من الطيف الكهرومغناطيسي للأشياء من حولنا فقط، ويمكن وصفُ أو قياس الطيف الكهرومغناطيسيّ عن طريقِ التردد (بالهرتز) أو الطول الموجي( ميكرومتر أو نانومتر)، وهناك أطوال موجية مختلفة للطيف الكهرومغناطيسي تبدأ بالأطوال الموجية القصيرة (موجات الأشعة السينية) وصولًا إلى الطويلة (موجات الراديو)،وباستخدام أجهزة الاستشعار عن بعد يمكنك رؤية ما لا تستطيع رؤيته بالعين البشرية.

وللإستشعار عن بعد نوعين أساسيين من حيث تأثر المادة المدروسة، هما الاستشعار السلبي أو المنفعل (PASSIVE)، والاستشعار النشط أو الفعال (ACTIVE)، والمستقبلات الفاعلة لها مصدرها الخاص من الضوء أو الإشعاع وتضبط كمية الطاقة المرتدة إلى المستشعر،وهذا يشبه آلية عمل الكاميرا والفلاش.
أما المستقبلات السلبية تستقبل الضوء المنبعث من أشعة الشمس والذي يرتد عن الاسطح.
لأجهزة الاستشعار عن بعد دور كبير في إدارة الكثير من الأزمات البيئية والصحية والمناخية وأيضًا لها دور في الحروب، وأصبحت جزءًا مهمًا في الكثير من العلوم في وقتنا الحاضر.

أكمل القراءة

يعتبر الاستشعار عن بعد أحد العلوم الأكثر تطورًا في العالم، بحيث يعتمد بشكل أساسي على جمع المعلومات في أي مجال معين دون الحاجة للتواجد الفيزيائي أو التواصل الفعلي مع مصادرها. وتأتي أهميته الكبرى في إمكانية الحصول على المعلومات من مناطق يصعب الوصول إليها مثل الفضاء الخارجي، وطبقات الجو، ومناطق الكوارث، وأعماق المحيطات، وثروات الأرض، مما يساعد في إنشاء إحصائيات، ودراسة تغيرات في مختلف المجالات. ولعل من أكثر وسائل الاستشعار البعد شيوعًا هي الطائرات دون طيار، والأقمار الصناعية.

الاستشعار عن بعد

وبشكل عام، ينقسم الاستشعار عن بعد إلى نوعين أساسيين يختلفان عن بعضهما باختلاف المادة المدروسة، وهما: الاستشعار المنفعل (السلبي) الذي يتعامل مع الأشعة المنعكسة عن السطح المدروس أو المنبعثة من أشعة الشمس، والاستشعار الفعّال (النشط) الذي يتشابه عمله مع آلية عمل الكاميرات، حيث يكون لها مصادر خاصة للضوء، لضبط كمية الطاقة الواردة إلى المستشعر.

كما ينقسم أيضًا الاستشعار النشط إلى نوعين يختلفان عن بعضهما البعض بعدد الحزم وضيقها، وهما: الاستشعار متعدد الأطياف الذي يتراوح عدد حزمه بين 3 و10 حزم، والاستشعار الطيفي الفائق الذي يمتاز بحزمه الضيقة (10-20 نانومتر).

وباعتبار أن القمر الصناعي أحد أهم تطبيقات الاستشعار عن بعد، حيث نحصل من خلاله على معلومات خاصة بالأرض والفضاء الخارجي عن طريق مجموعة من الصور الملتقطة، لا بد من التعرف على مقدار الدقة التي تعطيها هذ الأجهزة، حيث تنقسم دقة الصورة إلى أربعة أقسام أساسية هي:

  • الدقة المكانية: التي تعني تفاصيل الصورة من حيث عدد البكسلات التي تحويها وحجمها، حيث تعني الدقة العالية تفاصيلًا أكثر مع حجم بكسيلات أصغر.
  • الدقة الزمانية: هي الفاصل الزمني عند القيام بعمليتي بحث متشابهتين فوق المنطقة ذاتها، وتُحدد بارتفاع ومدار القمر الصناعي، بالإضافة إلى زاوية الرؤية، وخصائص المستشعر.
  • الدقة الطيفية: التي تشمل عدد النطاقات الطيفية خلال الحزمة الضوئية، فكلما كانت الحزمة أكثر ضيقًا، كانت أكثر دقة طيفية، والعكس صحيح. ويستفاد من هذه الدقة في تحديد الاختلافات المتعلقة في خصائص الانعكاس لمختلف الأسطح.
  • الدقة الراديومترية: التي تتعلق بمقياس الإشعاع، حيث يتحدد من خلالها مدى سطوع الصورة، وتدرس عادة بمعرفة مستويات اللون الرمادي، مع الأخذ بعين الاعتبار نوع المطياف المستخدم، والأطوال الموجية.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو الاستشعار عن بعد"؟