مقاله پردازش تصاویر ماهواره ای

فهرست مطالب :

فصل اول- بررسی و شناخت انواع ماهواره و تصاویر ماهواره ای

۱-ماهواره چیست؟

۱-۲ کاربردهای ماهواره ها چیست؟

۱-۳ تاریخچه مختصری ازماهواره ها

۱-۴ ماهواره های نخستین

۱-۵ نقش ماهواره هادرزندگی بشر

۱-۶ پرتاب ماهواره های بیشتر

۱-۷ قرارگرفتن ماهواره درمدار

۱-۸ مدارهای ماهواره

۱-۸-۱ مدارنزدیک به زمین

۱-۸-۲ مدارقطبی

۱-۸-۳ مدارهمگرد بازمین

۱-۸-۴ مداربیضی

۱-۹ انواع ماهواره های جهان ازنظرنوع کاربرد

۱-۱۰ صنعت ماهواره ها

۱-۱۱ مروری برمهندسی سیستم ماهواره ها

۱-۱۲ ساختمان اصلی ماهواره ها

۱-۱۳ ارتباطات ماهواره ای

۱-۱۴ تکامل ماهواره ها

۱-۱۵ عملکرددسته ماهواره های واقع دریک صفحه

۱-۱۶ خدمات تصویری ماهواره ها

۱-۱۷ تکنولوژی ایستگاه های زمینی درارتباطات ماهواره ای

۱-۱۷-۱ اجزای ارتباطی یک ایستگاه زمینی

۱-۱۸ ارسال علایم

۱-۱۹ ماهواره های جهت یابی

۱-۲۰ محصولات راداری

فصل دوم- ارزیابی پردازش داده های ماهواره ای

۲- اهمیت پردازش تصاویر و داده های ماهواره ای

۲-۱ مواد و روشها

۲-۲ آشنایی با چند سنجنده مهم در دور سنجی

۲ـ۳ـ اهمیت بررسی تغیرات پدیده های زمینی

۲-۴ مزایای کار برد داده های ماهواره ای در مطاله منابع زمینی

۲-۴-۱ صرفه جویی در وقت و کاهش هزینه ها

۲-۴-۲ـ نمونه برداری

۲-۵ بررسی اهمیت صرفه جویی در زمان و هزینه ها

۲-۶ـ تلفیق زمین آمار و دور سنجی

۲-۷ مقایسه اجمالی روش سنتی و رقومی

نتیجه گیری

منابع و ماخذ

چکیده :

تولید اطلاعات از داده های سنجش از دور به ویژه داده های ماهواره ای نسبت به گذشته نه جندان دور افزایش فزاینده ای پیدا نموده است و با توجه به اهمیت و نقش اینگونه داده ها، قطعاً تولید آنها همچنان افزایش می یابد. در طول سالهای گذشته راههای گوناگون ومتنوعی طراحی و ارائه شده است که از طریق آنها می توان با کمک سنجش از دور استفاده زیادی نمود. یکی از مهمترین فوائد استفاده از داده های ماهواره ای در مطالعات پدیده های طبیعی و شناخت کره زمین و معضلات آن صرفه جویی در وقت و افزایش دقت است. نظر به اینکه در کشورمان تحقیقات و مطالعات متعددی با استفاده از اطلاعات و تصاویر ماهواره ای انجام شده است، بنابر این در این تحقیق سعی میگردد که موارد مشروحه زیر که منجر به صرفه جویی در دقت می شود تجزیه و تحلیل گردد و اهمیت سرعت کار و دقت تشریح شود:
تلفیق داده های ماهواره ای با GIS و ارزش صرفه جویی در وقت.
۱- تلفیق GIS، سنجش از دور و اینترنت.
۲- تلفیق سنجش از دور و زمین آمار.
۳- کاربرد سنجش از دور در مطالعات آب و منابع ملی.
۴- صرفه جویی در استفاده از مطالعات آب و منابع طبیعی.
بر اساس نتایج این مطالعات، اهمیت کاربرد فناوری و سنجش از دور برای جلوگیری از اتلاف منابع ملی و کاهش ضایعات و صرفه جویی در وقت آشکار می گردد و نهایتاً پیشنهاد می گرددکه این فناوری مورد توجه بیشتر مدیران و برنامه ریزان کشور قرار گیرد.

کلمات کلیدی :
پردازش تصویر، Image Processing، پردازش تصویر ماهواره ای، کاربردهای پردازش تصویر ، GIS

بررسی و شناخت انواع ماهواره و تصاویر ماهواره ای

 ۱-ماهواره چیست؟

ماهواره شیئی است که پیرامون چیز دیگری می چرخدیا گردش می کند. مثلا ماه قمر (=ماهواره) طبیعی کره زمین محسوب می شوداما وقتی مادرباره ماهواره ها صحبت  می کنیم معمولا منظورمان اشیاء مصنوعی ودست سازانسان است که به فضا پرتاب  می شوند ودرمدارزمین به گردش درمی آیندهرماهواره دراعماق فضای ساکت وتاریک  ودرفاصله ای کیلومترها دورتراززمین، بالای سرمان می چرخد. اما خود ماهواره به دور

ازاین سکوت حاکم درفضا ست. زیرا هرثانیه هزاران علائم راد یوئی را اززمین دریافت  می کند ویا هزاران علائم راد یوئی را درهرثانیه به زمین ارسال می کند.

۱-۲ کاربردهای ماهواره ها چیست؟:

ماهواره ها سه کاربرد عمده دارند: (۱)ارتباطات یادریا فت وارسال علائم تلویزیونی ومخابراتی،(۲)جمع آوری داده ها جهت تحقیقات علمی وپیمایش زمین برای برنامه های زیست محیطی وکشاورزی و(۳)کارکرد جسسی که ازاین طریق می توانند اقدامات نظامی طرف مقابل مثل ساخت سلاح هسته ای راشناسایی کنند.این ماهواره هامی توانندعلاوه برسیگنالهای حرارتی، وجود هرگونه موادشیمیایی فرعی راکه درنتیجه فرآوری پلوتنیوم ایجاد می شوند ردیابی کنند. برخی ازانواع خاص این ماهواره ها قادرخواهند بود حتی امواج الکترومغناطیسی منتشرشده ازشتاب دهنده های جداسازایزوتوپ رانیزکشف و ثبت کنند.ازماهواره های ارتباطی درنیروهای مسلح،تماسهای دریایی، تله تایپ،ارتباطات تلفنی(ونیزمتن نگار، نمابرد)وانتقال سیگنالهای رادیویی وتلویزیونی درقلمرو های  محلی، منطقه ای وبین المللی استفاده می شود. کاربرددیگرماهواره ادرحوزه جمع آوری اطلاعات مربوط به جوزمین، آب وهوا، پوشش زمین وتغییرات اقیانوسها را به صورت ماهانه، روزانه وحتی ساعت به ساعت جمع آوری وثبت کنند. دانشمندان سراسر جهان بادریافت این اطلاعات ازماهواره هاوبررسی تصاویربد ست آمده تغییرات مهم و اساسی زمین راموردبررسی قرارمی دهند. ماهواره هادرحال حاضریک ابزارباارزش برای مدیریت منابع زمین هستند. داده های ماهواره ای دربرزیل برای کنترل پاکسازی جنگل، درهندوستان برای بررسی جنگلهای گرمسیری ودرچین ومکزیک برای کنترل فعالیتهای جغرافیایی مورداستفاده قرارمی گیرند. این داده هاونقشه هاوآمارهای حاصل ازآنهابه تصمیمات وبرنامه هایی منجرمی شوندکه برای کنترل محصولات کشاورزی، استفاده از زمین، ارزیابی محل پروژه ها، مدیریت جنگل، هیدرولوژی،اکتشافات نفتی ومعدنی ومسائل دیگر ضرورت دارند.

امورصنایع وبازرگانی بین المللی بااستفاده ازشبکه ارتبا طی ماهواره ای درهرثانیه میلیونها فقره اطلاعات رابین هم ردوبدل می کنند. ماهواره های جاسوسی قادرند از پایگاه های نظامی،‌ نقل وانتقال لشگرها وپایگاه های موشکی مستقل دراقصی نقاط کره زمین عکس برداری کنند. ماهواره های مهندسی نقشه خشکی راترسیم می کنند وکاربری های آن توسط کشاورزان، جنگلبانان، معدنچیان ومهند سین سازمان بررسی می شود.

ماهواره های جهت باب به کاشفین، دریانوردان، خلبانان ومسافرین دریافتن مسیرشان کمک می کنند. وهرروزهزاران نفربااستفاده ازد یش های ماهواره برنامه های تلویزیونی ماهواره ای رادرخانه هایشان تماشا می کنند. تجارت جهانی ماهواره ای روزبه روزابعاد وسیعتری می یابد ودرآینده ماهواره ها نقش مهمی رادرزندگی بشرایفاخواهندکرد.

۱-۳ تاریخچه مختصری ازماهواره ها:

عصرماهواره هادرچهارم اکتبرسال۱۹۵۷میلادی شروع شد، زمانی که اتحاد جماهیر شوروی سابق اسپوتنیک رابه فضافرستاد. اسپوتنیک۱ظاهری شبیه یک گوی فلزی داشت که قطرش ۵۸سانتی مترووزنش۸۴ کیلوگرم بود. واین ماهواره درارتفاع بین۲۲۰ الی۱۰۰۰کیلومتری زمین قرارداشت ومدت زمان یک دورگردش کامل آن به دور زمین ۹۰ دقیقه طول می کشید. این ماهواره حامل یک فرستنده رادیوئی کوچک ویک ترمومتربرای

اندازه گیری دمای فضا بود. شایدامروزه چنین ماهواره ای ابتدایی وساده به نظربیاید، اما آن زمان جهانیان به محض اطلاع یافتن ازوجودآن شگفت زده شدند. اسپوتنیک۱علائم رادیوئی به زمین ارسال می رد،حداکثرطول پیام ۴دقیقه وظرفیت سفینه، یک کانال صدا  یا۶۰ کلمه دردقیقه برای تله تایپ بود. گیرنده-فرستنده CORE یک کارمهندسی سریع، ارزان وشگفتی آوربود.گیرنده آن یک دستگاه صدازن جیfm بااندکی ستکاری وفرستنده آن یک فرستنده دستی بایک تقویت کننده جهت افزایش توان تا۸ وات بود. فرکانسهای ارسال ودریافت به ترتیب ۱۵۰و۱۳۲مگاهرتزبودند وسفینه راهنما پیگردی را در۱۰۸  مگاهرتز حمل می کرد. ولی بعداز۹۰روزدرجوزمین سقوط کرد وهمانند یک شهاب ثاقب سوخت ونابود شد.

۱-۴ ماهواره های نخستین:

۱۹۵۸: د رژا نویه این سال کشورایالات متحده نخستین ماهواره خودبه نام اکسپلورر را به فضا پرتاب کرد. این ماهواره حامل تجهیزات علمی مختلف بود وا طلاعاتی را در ارتباط باپرتوهاوتابش های موجوددرفضا به زمین ارسال کرد. ماهواره های نخستین  عمد تأ کاربری های تحقیقات علمی داشتند تا انسان ازشرایط فضا آگاه شود وبه کمک آنها ستارگان وکهکشانها را مورد مطالعه قرارد هد. پروژه دیگری بنام score(آزمایش رله مدارا رتباط سیگنالی) درهیجد هم دسامبرهمین سال پرتاب شدکه این ماهواره اولین ماهواره مخابراتی بودکه اطلاعات ارسالی راروی نوارمغنا طیسی ضبط میکرد.

دراین سال مجمع عمومی سازمان ملل متحد تشکیل وکمیته ای دردوقسمت فنی وحقوقی برای استفاده ازفضا درجهت هدفهای صلح آمیزبوجود آورد.  ۱۹۵۹: دراین سال اتحادیه بین المللی ارتباطات راه دور که درسال ۱۸۶۵بوجودآمده بود فرکانسهایی را به مخابرات فضائی اختصاص داد. همچنین دراین سال ماهواره های متعددی ازقبیل لونیک (۱)،(۲)،(۳) ودیسکا ور(۱)،(۲)،(۵)و(۶) ونیز ماهواره های دیگری باابعاد وزنهای مختلف وبا مشخصات مداری خاص خود پرتاب گردید.

۱۹۶۰: کشورهای آمریکا وشوروی بطورمشترک پروژه اکو(ECHO) رابه انجام رساندند  ودرتاریخ۱۲اوت اکویک(ECHO 1) راباوزن ۵/۷۵ کیلوگرم پرتاب کردند. کشورانگلستان درشبکه ایستگاه زمینی این پروژه شرکت داشت. دردسامبر همین سال یونسکوتشکیل جلسه دادواستفاده ازماهواره هارابرای برنامه های آموزشی مطرح وبه تصویب رساند.

۱۹۶۱: دراول دسامبراین سال اسپوتنیک(۷)با وزن۶۴۸۳ کیلوگرم پرتاب شد. ازماهواره های دیگری که درطی این سال به فضا فرستاده شداسپوتنیک(۸)،(۹)و(۱۰) بودکه توسط شوروی پرتاب گردید. سپوتنیک(۹)و(۱۰) هرکدام یک سگ را حمل می کردندوبا موفقیت به زمین برگشتند.

۱۹۶۲:TELSTAR(یک)ماهواره مخابراتی فعالی بودکه توسط یک شرکت تلفنی وتلگرافی آمریکابرای آزمایشات ارتباطات ماکروویودرفضاومطالعه تشعشعات برروی نیمه هادی ها وهمچنین انتقال برنامه های تلویزیونی بین ایستگاه آندور(ANDOVER)درآمریکا و  ایستگاه دیگری درفرانسه بکاررفت .طی این سال یکسری فعالیتها توسط ناسای آمریکا وکشورکانادا انجام گرفت.

۱-۵ نقش ماهواره هادرزندگی بشر:

درسال۱۹۶۲میلادی باپرتاب ماهواره تل استاربه فضا، تحول عظیمی درزندگی انسان روی داد. این ماهواره شروع به ارسال برنامه های زنده تلویزیونی درگستره اقیانوس اطلس، بین ایالات متحده واروپا نمود. اما تل استاربدلیل نوع مداری که داشت فقط برای مدت کوتاه توانست کارکند.درسال۱۹۶۵میلادی یک ماهواره مخابراتی دیگربه فضاپرتاب شد. ((پرنده سحرخیز)) یااینتل ست۱مدارمتفاوتی داشت که آن راقادرمی ساخت درتمام مدت کارایی داشته باشد.این ماهواره راباید سرآغازشبکه ارتباطات ماهواره ای درجهان دانست.

۱-۶ پرتاب ماهواره های بیشتر:

اززمان شروع عصرماهواره ها تا به امروز،بیش از۴۰۰۰ماهواره به فضا پرتاب شده است .درحال حاضربیش ازنیمی ازآنها از کارافتاده اند. بعضی ازآنهادرفضاسرگردان هستند یادراثربرخورد با جوزمین سوخته ونابود شده اند. بقیه آنها هم درمدارهایشان قراردارند، اما خاموش هستند وکارایی ندارند. اکنون هرهفته حداقل یک ماهواره به فضا پرتاب می شوند. اکثرماهواره ها توسط موشکهایی موسوم بهELVS(وسیله پرتاب غیر

قابل بازیافت) به فضا پرتاب می شوندودرمدارقرارمی گیرند. موشکهایی موسوم به اطلس،د لتاوتایتان متعلق به ایالات متحده وپروتون انرجیامتعلق به روسیه، لانگ مارچ متعلق به چین وH1وH2 متعلق به ژاپن وموشکهای آریان متعلق به اروپاهستند. ساخت این موشکها بسیارپرهزینه است وپس ازپرتاب نا بود می شوند یا درفضا معلق باقی می مانند. تنهاموشک پرتاب کننده قابل بازیافت شاتل فضایی متعلق به ایالات متحده است.

۱-۷ قرارگرفتن ماهواره درمدار:

ماهواره ها چگونه درمدارقرارمی گیرند؟ هرچیزی که در خط مستقیم حرکت می کند سرانجام تحت تأثیرنیروی کشش جاذبه قرارمی گیرد. ماهواره هاتمایل به حرکت درخط مستقیم دارد؟اما جاذبه زمین سعی می کندآن رابه پایین بکشد. ماهواره هابه سمت زمین سقوط می کند، اماآن هرگزبه زمین برنمی گردد چون سطح زمین به صورت کمربندی منحنی شکل است وازماهواره فاصله می گیرد. بنابراین ماهواره دراین مسیر منحنی به حرکت خود ادامه می د هد وپوسته زمین راد ورمی زند.

۱-۸ مدارهای ماهواره:

۱-۸-۱ مدارنزدیک به زمین:

این نوع مداربه مدارها یی که درفاصله ۴۰۰الی۱۰۰۰کیلومتری اززمین قراردارنداطلاق می شود. چنین مدارهایی تقریبأدایره هستندومناسب برای ماهواره های تحقیقاتی، هواشناسی ونقشه برداری وشفینه های سرنشین دارمی باشد.

۱-۸-۲ مدارقطبی:

مداری درارتفاع پایین که برفرازقطب های شمال وجنوب قرارداردوچنین مداری برای ماهواره های شناسایی وجهت یاب مناسب می باشد.

۱-۸-۳ مدارهمگرد بازمین:

این مداردرفاصله ۳۵۷۸۷کیلومتری ازخط استواقرارداردوسرعت حرکت ماهواره مساوی باسرعت حرکت وضعی زمین است ودرنتیجه ماهواره ای که دراین مدارقراردارد یکبار درروزبه دورزمین گردش می کند چنین مداری مناسب برای ماهواره های مخابراتی ونقشه برداری است.

۱-۸-۴ مداربیضی:

مداربیضی ارتفاع بیش از۴۰۰۰۰کیلومترتاکمتراز۲۰۰کیلومترراشامل می شودواین قبیل مدارخاص ماهواره های نظامی وشناسایی است. مداردوراززمین: این نوع مدارارتفاع از۱۰۰۰۰تا۲۰۰۰۰کیلومترراشامل می شود.این نوع مدارتقریبأ دایره ای شکل است وبرای ماهواره های جهت یاب مناسب است.

۲- اهمیت پردازش تصاویر و داده های ماهواره ای

برای مطالعه کره ای که بر روی آن زندگی می کنیم، به کار گیری تمامی رشته های علمی به درک محیط و عوامل مؤثر بر تغییرات آن کمک می کند. بدیهی است لازمه دستیابی به توسعه پایدار، شناخت محیط و عوامل مؤثر بر آن است. افزایش جمعیت و رشد فزاینده شهر ها، مناطق مسکونی و توسعه صنعتی اراضی کشاورزی زیادی را تخریب و از چرخه تولید خارج میکند، بنابر این لازم است منابع و مناطق جدید شناسایی شده و به عرصه تولید اختصاص یابد. یکــی از ابزارهای مؤثر در زمینه مطالعات محــیط زیست و علـوم زمین استفاده از فن آوری دور سنجی و بهره گیری از داده های ماهواره ای است. شناخت بسیاری از منابع نظیر خاک، آب، معدن و پوشش گیاهی و پایش پدیده های زیانباری مانند سیلابها، بیابان زایی، فرسایش آبی و بادی، حرکت تپه های شنی، شوری آب و خاک، تخریب جنگلها و مراتع، لازمه دستیابی به توسعه پایدار است. استفاده از فناوری دور سنجی و به     کار گیری داده های ماهواره ای اغلب موجب کاهش هزینه ها، صرفه جویی در وقت و افزایش دقت و سرعت میگردد و روز به روز بر اهمیت این فناوری در راستای تو سعه  پایدار افزوده  میشود، فنآوری دور سنجی از جمله ابزار های نوینی است که دست یابی و استخراج اطلاعات پایه برای مدیریت مـنابع زمین را میــسر می سازد. با اسـتفاده از فناوری سنجش از دور[۱] می توان با هزینه و زمان کمتر، طیف وسیعی از پروژه ها را در سطح جهانی، منطقه ای، ملی، استانی و محلی به نتیجه رساند. از آنجا که مطالعات و جمع آوری اطلاعات هدفمند باید نتیجه آن دست یابی به توسعه پایدار باشد به اختصار چند کاربرد مهم داده های ماهواره ای که در زمینه برنامه های توسعه اقتصادی و اجتماعی آینده حائز  اهمیـت است  در جدول ۱ آ مده است.

۱- Remote Sensing

مقاله پردازش تصاویر ماهواره ای

فایل کامل این تحقیق ۶۵ صفحه بصورت ورد WORD مرتب و فونت بندی شده می باشد.
در تمامی ساعات شبانه روز >> پرداخت آنلاین و دانلود آنی فایل پس از پرداخت.