دلیل اینکه این مطلب را تهیه کرده ایم این است که دو رشته سنجش از دور و فتوگرامتری علاوه بر اینکه خیلی شباهت ها و اشتراکات زیادی با هم دارند، اما در بسیاری از موارد کاربردهای متفاوتی دارند و به هیچ وجه نمی توانند جایگزین یکدیگر شوند. نکته ای که گاهی اوقات به دلیل ناآگاهی برخی از کارشناسان این دو رشته نادیده گرفته می شود. همچنین به دلیل نداشتن اطلاعات کافی و وجود یک اعتماد کاذب و کورکورانه و بدون طی مراحل صحت سنجی و دقت سنجی، موجب تهیه داده های اشتباه توسط برخی از کارشناسان می شود.
از طرف دیگر، شباهت ها و اشتراکات بالای سنجش از دور و فتوگرامتری به قدری زیاد است که این دو رشته می توانند در خیلی از موارد مکمل همدیگر باشند و محدودیت های هر یک از این رشته ها در دیگری نهفته است. ولی متاسفانه باز هم به دلیل نداشتن آگاهی و اطلاعات کافی توسط کارشناسان هر یک از این رشته ها از دیگری، چه بسا که بسیاری از پروژه ها با کیفیت پایین تر انجام پذیرفته یا اینکه نیمه کاره رها می شوند.
بنابراین، وجود این خلا آگاهی نسبت به این دو رشته در میان برخی از کارشناسان این رشته ها یا همه کسانی که به نوعی با سنجش از دور و فتوگرامتری ارتباط داشته یا به آن ها علاقه دارند، گروه کلوزرنج را بر آن داشت که طی مطلبی جامع، این دو رشته را معرفی کرده، کاربردهای آن ها را بیان کنیم و شباهت ها و تفاوت هایشان را به شما عزیزان نشان دهیم.
به طور کل سنجش از دور و فتوگرامتری را می توان دو رشته متفاوت از هم؛ اما با شباهت ها و اشتراکات خیلی زیاد نسبت به هم تلقی کرد. به دلیل مفصل بودن بحث مقایسه این دو رشته، امکان بیان شباهت ها و تفاوت های سنجش از دور و فتوگرامتری در یک جمله یا پاراگراف وجود ندارد. لذا در این مطلب تصمیم داریم تا مرحله به مرحله این دو رشته را معرفی کرده و شباهت ها و تفاوت های آن ها را بیان کنیم.
به طور خیلی خلاصه هر دو رشته به بررسی عوارض و انجام مشاهدات، از راه دور و بدون تماس مستقیم با آن شیء یا عارضه می پردازند.
در هردو این ها به طور عمده از تصاویر به عنوان داده های اولیه استفاده می شود اما ماهیت این تصاویر در سنجش از دور و فتوگرامتری اندکی از هم متفاوت است.
“در سنجش از دور عمده ترین منبع تهیه داده ها ماهواره ها هستند در حالی که در فتوگرامتری هوایی داده ها معمولا از طریق ابزارهای هوایی مثل هواپیما یا پهپادها بدست می آیند.”
فتوگرامتری دانش بدست آوردن اندازه های هندسی هر پدیده، شیء یا عارضه ای بدون تماس مستقیم با آن، تنها از طریق “عکس برداری با پوشش مشترک بین آن ها” می باشد.
در حالی که؛
سنجش از دور فرآیند به دست آوردن اطلاعات رادیومتریکی و هندسی مربوط به یک پدیده، شیء و یا هر عارضه ی دیگری با استفاده از تصاویر سنجنده های چندطیفی عمدتا سوار بر ماهواره ها است.
در واقع بر خلاف فتوگرامتری که جنبه های فیزیکی اجسام و عوارض را (به صورت دقیق تر و با کیفیت تر نسبت به سنجش از دور) بررسی می کند، سنجش از دور علاوه بر شکل و اندازه، جنبه های رادیومتریکی عوارض را نیز به صورت تخصصی مورد بررسی قرار می دهد.
مطالب فوق چند نمونه از شباهت ها و تفاوتهای بین سنجش از دور و فتوگرامتری هوایی بودند اما برای شناختن مرزهای جدایی این دو شاخه جذاب علمی به هیچ عنوان کافی نیستند. پس لطفا با ما همراه باشید تا بیشتر با این دو رشته آشنا شویم و شباهت ها و تفاوت های آن ها را بشناسیم.
معمولا از نقشه برداری به عنوان رشته مادر این دو رشته یاد می شود اما در برخی دانشگاه ها افرادی از رشته های دیگر نیز وارد سنجش از دور و فتوگرامتری می شوند.
معرفی فتوگرامتری:
اگر از علاقه مندان وبسایت مان بوده باشید حتما از ده ها مطلب مفید پیرامون فتوگرامتری مواردی را مطالعه کرده اید و اطلاعات خوبی راجع به این دانش به دست آورده اید. ما در اینجا به صورت کلی اطلاعاتی در مورد فتوگرامتری خدمتتان بیان می کنیم.
فتوگرامتری به عنوان دانش به دست آوردن اطلاعات و المان های فیزیکی و رنگی هر عارضه ای بدون داشتن تماس مستقیم با آن عارضه و عمدتا با کمک جفت عکس و دوربین تعریف می شود. هر چند این تعریف خیلی کلی و اندکی ناقص می باشد اما بیان بیشتر جزئیات در حوصله این مطلب نمی گنجد. جهت کسب اطلاعات بیشتر و دقیق تر میتوانید دوره رایگان نقشه برداری با پهپاد را شرکت کنید.
این اطلاعات و المان های فیزیکی اشاره شده می توانند برای هر عارضه یا پدیده ای در جهان به دست بیایند اما معمولا دو دسته از آن ها کاربردهای بیشتری نسبت به بقیه دارند که فتوگرامتری را به دو شاخه ی زیر تقسیم می کنند:
الف) فتوگرامتری هوایی: تمرکز این شاخه از فتوگرامتری بیشتر بر روی تهیه داده از عوارض طبیعی و مصنوعی سطح زمین مانند شهرها، جاده ها، کوه ها، جنگل ها، مزارع و غیره که اتفاقا مساحت بزرگی نیز دارند قرار دارد. روش کار فتوگرامتری هوایی معمولا بدین صورت است که با استفاده از سنجنده های مختلف – که غالبا دوربین های عکسبرداری با قدرت تفکیک مکانی بالا می باشند – و بر روی سکوهایی مثل هواپیما، پهپاد یا گاها بالون سوار شده، منطقه ی وسیعی از سطح زمین را با همپوشانی مشترک بین عکس ها تصویر برداری می کنند. پس از انجام پردازش های متعدد خروجی های مختلفی از قبیل ارتوفتو، ابر نقاط، مدل های سه بعدی و یا مدل های رقومی سطح زمین با دقت و کیفیت خیلی بالا تولید می شوند که در پروژه های گوناگون با اهداف مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند.
فتوگرامتری هوایی در کنار صدها کاربرد مختلف، اشتراکات زیادی نیز با نقشه برداری زمینی دارد که به دلیل داشتن سرعت، دقت و کیفیت و برد عملیاتی بیشتر نسبت به نقشه برداری زمینی و همینطور هزینه و زمان کمتر، امروزه بخش های بزرگی از نقشه برداری سنتی را در دست گرفته است.
فتوگرامتری هوایی علاوه بر نقشه برداری در حوزه های دیگر مثل کشاورزی، سنجش از دور، دریانوردی، هوافضا، مدیریت بحران، GIS، جنگلداری، پایش های زیست محیطی، شناسایی تغییرات و ده ها حوزه دیگر نقش های به سزایی را ایفا می کند که تمامی این موارد با جزئیات بیشتر در مطالب دیگری در همین سایت خدمت شما ارائه خواهند شد.
ب) فتوگرامتری برد کوتاه: این شاخه از فتوگرامتری نسبت به فتوگرامتری هوایی از نظر عوارض مورد هدف، تنوع بیشتری دارد اما غالبا بر روی اشیاء با اندازه های کوچکتر کار می کند؛ بدین معنی که در فتوگرامتری برد کوتاه تمامی اشیاء با اندازه های کوچکتر، از یک سمعک یا حتی یک مورچه گرفته تا اندازه های بزرگتر مثل کفش، میز، ماشین حتی یک بنای تاریخی یا داخل یک اتاق می توانند تنها به کمک یک دوربین عکاسی معمولی، با دقت بالا و مشابه واقعیت به صورت سه بعدی مدلسازی شده و تمامی اندازه گیری های دقیق بر روی آن ها بدون نیاز به تماس مستقیم با شیء انجام گیرد.
فتوگرامتری برد کوتاه در زمینه های مختلف از جمله مهندسی معکوس، پزشکی، فروشگاه های مجازی، میراث فرهنگی، جرم شناسی، مجسمه سازی، پرینترهای سه بعدی، واقعیت افزوده (AR)، بازی های کامپیوتری، دستگاه های CNC و شاید صدها کاربرد دیگر می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
برای آشنایی بیشتر و حرفه ای تر با فتوگرامتری برد کوتاه می توانید دوره آشنایی با فتوگرامتری برد کوتاه را به صورت رایگان شرکت کنید.
البته این نکته را نیز در نظر داشته باشید که امروزه دانش فوگرامتری با سرعت خارق العاده ای در حال پیشرفت بوده و به عرصه ی معرفی نوآوری ها و گسترش محدوده ی توانایی ها بدل شده است؛ که گاهی آنچنان در حوزه ی کاری سایر رشته ها از جمله همین سنجش از دور، نقشه برداری و یا مدلسازی سه بعدی ورود پیدا می کند که گوی سبقت را نیز از خود آن ها در انجام کارهای تخصصی شان می رباید. بنابراین محدود کردن فتوگرامتری به عوارض فیزیکی چندان هم کار آینده نگرانه ای به نظر نمی رسد.
اگر بگوییم که سنجش از دور به مانند اقیانوس پهناوری است که با خیلی از خشکی های جهان ساحل مشترک دارد چندان هم اغراق نکرده ایم. بدین معنی که این دانش نوین در بسیاری از حوزه های زندگی بشری به کمک انسان ها آمده است. بنابراین بدیهی است که در این مطلب امکان معرفی جزئیات کامل سنجش از دور وجود نداشته باشد و لذا در آینده ای نزدیک به معرفی و آموزش سنجش از دور و کاربردهای مختلف آن در این وبسایت آموزشی خواهیم پرداخت. مطلب زیر تلاشی است جهت ارائه ی تصویری کلی از سنجش از دور برای دوستانی که تازه با این رشته جذاب آشنا می شوند؛
سنجش از دور، علم به دست آوردن اطلاعات مربوط به جنس و شکل یک عارضه یا پدیده، به ویژه عوارض روی سطح زمین، بدون ایجاد تماس فیزیکی مستقیم با آن با توجه به میزان تابش یا بازتاب انرژی در طیف های مختلف از سطح اجسام است.
با اینکه تعریف بالا خیلی کلی می باشد اما احتمالا برایتان آشنا به نظر برسد. این تعریف خیلی شبیه به تعاریفی است که معمولا از فتوگرامتری بیان می کنند و شاید یکی از دلایلی باشد که گاهی اوقات برخی افراد فتوگرامتری را با سنجش از دور اشتباه می گیرند.
نکته ظریفی که در تعریف بالا جای گرفته است، وجود دو کلمه مهم جنس و شکل می باشد.
در فتوگرامتری تاکید اصلی بر روی بررسی عوارض با توجه به شکل پدیده ها از نظر فیزیکی می باشد. اما در سنجش از دور این بررسی ها علاوه بر شکل، بر روی جنس پدیده ها نیز متمرکز است که این کار عمدتا با کمک پردازش تصاویر چندطیفی یا ابرطیفی صورت می گیرد.
سنجش از دور یا Remore Sensing ، از نظر محدوده فعالیتی، دامنه بسیار وسیعی دارد و عمدتا تصاویر تهیه شده توسط سنجنده های مختلف که تنوع زیادی دارند، مورد پردازش قرار می گیرند.
تصاویری که به غیر از باندهای مرئی قرمز، سبز و آبی که در عکس های معمولی وجود دارند، محدوده های مختلفی از طول موج را نیز شامل می شوند. مانند مادون قرمز، مادون قرمز نزدیک، دامنه حرارتی، رادار و غیره.
هرچه قدر تعداد باندهایی که یک سنجنده قادر به ثبت آن ها (انرژی های ساطع یا بازتاب شده از جسم) است بیشتر باشد، آن سنجنده اصطلاحا قدرت تفکیک طیفی بالاتری دارد. بنابراین با ترکیب این باندها می توان به اطلاعات بیشتری نسبت به جنس و ماهیت پدیده ها با استفاده از آن تصاویر دست یافت.
به عنوان مثال در یک تصویر اخذ شده توسط سنجنده OLI-TIRS که بر روی ماهواره لندست 8 نصب شده است، انرژی های بازتاب شده از یک جسم در 11 باند مختلف ثبت و ذخیره شده است که اندازه هر پیکسل آن در تمامی باندها 30 متر می باشد. (به غیر از باند پانکروماتیک که قدرت تفکیک مکانی 15 متر دارد). هر پدیده روی زمین معمولا بر روی یک یا چند طیف خاص، رفتار منحصر به فردی از خود نشان می دهد. مثلا برگ های گیاهان طیف الکترومغناطیسی نور قرمز را بیشتر از سایر طیف ها جذب می کنند که در تصویر لندست 8 باند شماره 4 می باشد. و همچنین طیف مادون قرمز نزدیک (باند 5 در لندست 8) را غالبا بازتابش می کنند. در نتیجه با ترکیب این دو مقدار ثبت شده توسط هر پیکسل می توان به گیاه بودن یا نبودن عوارض موجود در آن پیکسل پی برد. ترکیب باندهای قرمز و مادون قرمز نزدیک به کمک فرمول هایی انجام می شود که به آن شاخص پوشش گیاهی یا NDVI گفته می شود. هرچقدر تعداد باندها در یک تصویر ماهواره ای زیاد باشد، توانایی آن تصویر در بررسی ماهیت پدیده ها بیشتر است. برای پدیده های مختلف با جنس و ماهیت های متفاوت، شاخص های منحصر به فردی توسعه داده شده است که از باندهای متفاوتی استفاده می کنند.
در هر دو این علوم یعنی فتوگرامتری و سنجش از دور هدف ما به دست آوردن اطلاعاتی از پدیده های مختلف از فاصله دور و بدون نیاز به مشاهدات فیزیکی مستقیم در محل می باشد.
این شاید اولین وجه تشابه سنجش از دور و فتوگرامتری باشد اما این قضیه به همین سادگی ها نیست، لذا در ادامه به مقایسه سنجش از دور و فتوگرامتری و بررسی شباهت ها و تفاوت های این دو شاخه علمی می پردازیم؛
نکته: طبق آنچه که قبلا گفته شد، فتوگرامتری شامل دو بخش اساسی فتوگرامتری هوایی و فتوگرامتری برد کوتاه می شود که با توجه به اینکه منطقه مورد مطالعه در فتوگرامتری هوایی به مانند سنجش از دور عمدتا سطح زمین می باشد، لذا مقایسه سنجش از دور با فتوگرامتری هوایی، بیش از مقایسه آن با فتوگرامتری برد کوتاه توجیح پذیر است.
هم در فتوگرامتری و هم در سنجش از دور ابزارهایی برای جمع آوری داده های خام اولیه مورد استفاده قرار می گیرند. پس از جمع آوری، این داده ها مورد پردازش های اولیه قرار گرفته و خطاهای موجود در آن ها حذف می شود تا بتوان از آنها در پردازش های بعدی استفاده کرد. این مرحله را به اصطلاح مرحله پیش پردازش می نامند. سپس داده های اصلاح شده در مرحله پیش پردازش وارد پردازش های تخصصی می شوند که خروجی آن ها داده های جدیدی هستند که در حوزه های مخلف مورد استفاده قرار می گیرند. این مرحله اصطلاحا مرحله پردازش نامگذاری شده است. نهایتا این داده ها قبل از ارائه به کاربر نهایی صحت سنجی یا اصلاح نهایی می شوند که این مرحله را پس پردازش می نامیم.
نکته: فتوگرامتری و سنجش از دور هر دو در مرحله پردازش به دو قسمت تقسیم می شوند:
اول) شامل تولید داده های اولیه مختص خود این رشته ها است. این داده ها در انجام پردازش ها یا محاسبات مختلف، در مرحله دوم مورد استفاده قرار می گیرند. مانند: ارتوفتو، DEM، یا ابر نقاط در فتوگرامتری و یا داده های شاخص های مختلف مثل NDVI، یا داده های گرانشی زمین، حرارت سطح زمین، هواشناسی، رطوبت خاک، نقشه های طبقه بندی شده، تغییرات و غیره.
دوم) این مرحله شامل داده هایی است که (پس از مرحله پس پردازش) به عنوان داده های ورودی برای حوزه های دیگر (مثل کشاورزی، GIS، نقشه برداری، مدیریت بحران، شهرسازی، عمران یا هر حوزه ی دیگر) محسوب می شوند تا در آن ها برای انجام محاسبات مورد نیازشان مورد استفاده قرار گیرند.
بنابراین فتوگرامتری و سنجش از دور قبل از هر چیز در نوع جمع آوری داده های اولیه که از راه دور و بدون تماس انجام می شود شبیه به هم هستند. سپس در مراحل بعدی نیز که پردازش هایی برای تولید داده های جدید (هم مختص خود و هم دارای کاربرد برای سایر حوزه ها) هستند، مانند هم عمل می کنند. البته این نکته را نیز فراموش نکنیم که بخش زیادی از این اقدامات هم در فتوگرامتری هوایی و هم در سنجش از دور بر روی عوارض و پدیده های سطح زمین انجام می شوند. از این نظر نیز این دو رشته با هم تشابهاتی دارند. در واقع شاید بتوان گفت که سنجش از دور و فتوگرامتری (به ویژه فتوگرامتری هوایی) در مسائل کلی و به خصوص در مراحل انجام کارها تشابهات بیشتری نسبت به مسائل جزئی دارند. همچنین اهداف کلی هر دو رشته نیز در خیلی از موارد اهداف مشترکی برای سنجش از دور و فتوگرامتری هستند.
اما سنجش از دور و فتوگرامتری در ابزار، روش ها و موارد استفاده از این داده ها و پردازش ها تفاوت هایی با هم دارند که در ادامه به بیان آن ها می پردازیم؛
حالا نوبت بیان تفاوت های فتوگرامتری و سنجش از دور است. در این قسمت سعی کرده ایم کلیات مشترک سنجش از دور و فتوگرامتری را طبقه بندی کنیم تا راحت تر بتوانیم تفاوت های این دو رشته را در جزئیات انجام مراحل مطرح کنیم.
اهداف: با اینکه گفتیم فتوگرامتری و سنجش از دور، در استخراج اطلاعات از راه دور هدف مشترکی دارند و همچنین هر دو آن ها سعی در به دست آوردن اطلاعاتی از سطح زمین دارند، اما این اطلاعات با توجه به اهداف متفاوت سنجش از دور و فتوگرامتری ، برای این دو رشته یکسان نیست.
هدف از فتوگرامتری غالبا جمع آوری اطلاعات مربوط به هندسه فیزیکی و شکل و رنگ اجسام یا عوارض می باشد.
این اطلاعات معمولا شامل: مدل سه بعدی، ابر نقاط، ارتوفتو، مدل های رقومی زمین و غیره می شوند که معرفی کامل هر کدام از این ها در مطالب این وبسایت قرار داده شده است.
هدف از سنجش از دور به دست آوردن اطلاعات مربوط به جنس، شکل و سایر اطلاعات فیزیکی و رادیومتریکی اجسام در محدوده ای از سطح زمین از فواصل دور است.
در فتوگرامتری هوایی سکوهای نصب دوربین ها غالبا پهپادها یا هواپیماهای کوچک هستند. ولی در سنجش از دور این سکوها را معمولا بر روی ماهواره های مدور در مدارهای زمین تشکیل می دهند.
اما در فتوگرامتری هوایی مسئله اندکی متفاوت است و می توان با توجه به هزینه ها، وسعت محدوده مورد نظر و شرایط آب و هوایی، با به پرواز درآوردن پرنده در هر زمان مورد نیاز، از منطقه عکسبرداری کنیم. اما باید هزینه های این کار را در نظر داشته باشیم.
اما پس از پرتاب موفقیت آمیز ماهواره به فضا، دیگر هزینه های سنگینی برای تصویربرداری ماهواره و ارسال داده ها به زمین وجود ندارد و تنها هزینه های اندک کنترل، دریافت و ذخیره سازی داده ها در مراکز کنترل زمینی باقی خواهد ماند.
اما در فتوگرامتری هوایی با وجود تجهیزات به نسبت ارزانتر هوایی نسبت به سنجش از دور که شامل هواپیما، پرنده های بال ثابت و یا هلی شات ها می شوند، تکرار هر پرواز مستلزم صرف هزینه و زمان است که با توجه به نرخ بالای استحلاک در این پرنده ها برای مناطق با وسعت خیلی زیاد دارای محدودیت هایی هستند.
اما برخی از سنجنده های مورد استفاده در سنجش از دور به غیر از پرتوهای بازتاب شده، دو قابلیت دیگری نیز دارند:
الف) یک دسته از سنجنده های سنجش از دوری این قالبیت را دارند که علاوه بر پرتوهای بازتاب شده از اجسام، پرتوهایی را که خود اجسام به دلیل داشتن انرژی جنبشی مولکولی (حرارت) از خود ساطع می کنند، در طول موج های خاص، دریافت کنند. این دسته از سنجنده ها نیز جزء سنجنده های غیر فعال طبقه بندی می شوند. این نوع سنجنده ها توانایی تصویربرداری در شب را نیز دارند.
ب) دسته دوم این توانایی را دارند که خودشان به عنوان منبع انرژی، پرتوهای مورد نیاز را از فضا به منطقه ارسال کرده و امواج بازتاب شده از اجسام را بسنجند. این نوع سنجنده ها نیز توانایی تصویربرداری در شب را دارند و به آن ها سنجنده های فعال گفته می شود.
علم! و توانایی انسان ها در به دست آوردن علم، دو نعمت بزرگ الهی هستند که به ما انسان ها بخشیده شده اند. و وظیفه ما انسان ها در قبال آن این است که از علم در راه های درست و در جهت رشد و تعالی خود استفاده کنیم. سنجش از دور و فتوگرامتری، دو شاخه جذاب از علم هستند که می توانند کمک های فراوانی را در جهت کاهش هزینه های بشر و جلوگیری از آسیب های احتمالی و حتی مرگ انسان ها انجام دهند. به خصوص در مواقع بروز بحران یا یک بلای طبیعی، این دو رشته همچون یک قهرمان به کمک انسان ها می آیند.
اما به مانند سایر علوم، سنجش از دور و فتوگرامتری نیز مستعد سوء استفاده از آن ها توسط برخی افراد هستند. به عنوان مثال در جنگ ها، عملیات های جاسوسی و تروریستی نیز می توان از این دو دانش استفاده کرد که این کار هرگز زیبنده اشرف مخلوقات نیست.
بنابر این آرزو می کنیم این دو علوم و همه علوم دنیا ابزاری برای گسترش صلح و رفاه در جهان باشند و به عنوان وسیله ای برای آسیب رساندن به انسان ها قرار نگیرند.
امیدواریم مطلب فوق برای خوانندگان آن مفید واقع شده باشد و کارشناسان سنجش از دور و فتوگرامتری را برای انجام مطالعات بیشتر در مورد دانش متناظر، علاقه مند کرده باشد. زیرا طبق گفته ما در ابتدای این مطلب، خیلی از محدودیت های سنجش از دور و فتوگرامتری، در دیگری نهفته است که شاید از امکان اجرای آن آگاه نیستیم.
لینک اصلی مقاله:
بررسی و مقایسه سنجش از دور و فتوگرامتری و شباهت ها و تفاوت های آن ها
