Table of Contents
وقد أحدثت التطورات الأخيرة في تكنولوجيات الاستشعار الساتلية تحولا كبيرا في كيفية مراقبة وتحليل سطح الأرض، وأجهزة الاستشعار الهيدروجينية والمتعددة الأطياف هي محورية في ميادين تتراوح بين الرصد البيئي والزراعة الدقيقة والدفاع وإدارة الكوارث الطبيعية، وما زالت الابتكارات في هذه التكنولوجيات تدفع حدود جودة البيانات وإمكانية الوصول إليها وتطبيقها في الوقت الحقيقي، مما يتيح تفاصيل غير مسبوقة ودقة في رصد الأرض.
Understanding Hyperspectral and Multispectral Sensors
ويكمن التمييز الأساسي بين أجهزة الاستشعار الفائقة الأطياف والمتعددة الأطياف في عدد وخبرات النطاقات التي تلتقطها، وتسجل أجهزة الاستشعار المتعددة الأطياف بيانات في ثلاث أو عشر نطاقات واسعة عبر الطيف المرئي وشبه المغطى بالأشعة، وكانت هذه أجهزة الاستشعار هي الآلات التي تستخدم في كثير من الأحيان في منابر مثل لاندرسات وأجهزة الاستشعار ذات الترددات الوعية - ٢ لرصد صحة النباتات والتوسع الحضري وأجهزة التضاربة المائية.
الاختلافات والقدرات الأساسية
"الإستشعارات الرخيصة" "يحتاج إلى "معالجات الـ"فلوري" و "الغازات الخفية"
التطور التاريخي والميلستون الرئيسي
"و جذر الأشعة الفضائية بالإضافة إلى تاريخ التصوير المطياف" "إلى الثمانينات" "و "الجهاز التليفزيوني المحمول بالجو" "وبعدها "أفيريس
الابتكارات الأخيرة التي تُدار في الميدان
وتعيد عدة قفزات تكنولوجية تشكيل قدرات أجهزة الاستشعار الساتلية ذات الأطياف الفائقة والتعددية الأطياف وإمكانية الوصول إليها، وتمتد هذه الابتكارات على تصميم أجهزة الاستشعار، وهيكل المنصات، وتجهيز البيانات.
قرار معزز بشأن المسارات
- يلتقط جهاز الاستشعار الفائق السرعة المتحركة حالياً بشكل روتيني ما بين 200 و300 نطاقات عرضية مع أسلاك عرضية من 5 إلى 10 مقاسات، ويزود الساتل إن إمب ب242 من النطاقات المُستشفىة من 420 إلى 2450 نانو متراً مع عينة من 6.5 نانوغرام في تحديد الملوثات الثابتة/الواردة و10 نانومترات في الموجات القصيرة.
صغر حجم الاضطرابات وثورة كوبيسات
(أ) [تقليل] أجهزة الاستشعار الضوئية والإلكترونية: تعمل أجهزة الاستشعار ذات التردد العالي والتعددية الأطياف على الكوكائين والسواتل الصغيرة، كما أن الشركات مثل Planet Labs تعمل أكبر مجموعة من المواد الكيميائية المتعددة الأطياف (العملية والهيدروكربونية) توفر تغطية عالمية يومية في إطار القرار 3-5
تجهيز المواد والتعلم في مجال الآلات
In[Fights] largest challenges with hyperspectral sensors is the huge volume of raw data. Transmitting every pixel from hundreds of bands to ground stations is often impractical due to bandwidth and power constraints. To address this, satellite manufacturers are integrating onboard processing units[FLT cloudets] that compress, select, or even pre-classify data.
موجزات القرار المكاني
(ب) في حين أن أجهزة الاستشعار المتعددة الأطياف قد استوفت حلولاً مكانية دون مقاس لسنوات (بروست - 3) توفر 0.31 مليون بيدروماتية، 1.24 متراً متعدد الأطياف)، فإن أجهزة الاستشعار الفائقة الأطياف تتخلف عن الحاجة إلى أجهزة كشف أمثل وأبطأ، غير أن البعثات الأخيرة تضيق الفجوة.
تطبيقات أجهزة الاستشعار الساتلية المتقدمة
وقد وسعت القدرات المعززة للمستشعرات الحديثة للزبائن الفائقة الطيف والمتعددة الأطياف نطاق استخدامها عبر مجموعة واسعة من القطاعات، مما وفر في كثير من الأحيان مستويات من التفصيل أو التوقيت كانت مستحيلة في السابق.
الرصد البيئي
Forestry and deforestation monitoring] benefits greatly from spectral resolution. Hyperspectral sens[FLT:
الزراعة الدقيقة
Foropral satellite imagery has already revolutionized agriculture by providing normalized difference vegetation index (NDVI) maps and crop health assessments. Hyperspectral data takes this further by enabling direct measurement of biochemical parameters such as leaf chlorophyll, nitrogen, water content, and lignin.
الاستجابة للكوارث
يمكن أن تكون سرعة الوصول إلى البيانات ذات الاستبانة العالية حاسمة بالنسبة للاستجابة في حالات الطوارئ، كما أن أجهزة الاستشعار المتعددة الأطياف على Sentinel-2، و، تستخدم في رصد الأضرار الناجمة عن استخدام السواتل ، تقدم خرائط للفيضانات تستند إلى مؤشرات المياه في غضون ساعات من تجاوزها.
الدفاع والأمن
:: كانت وكالات الاستخبارات العسكرية والمدنية تستخدم منذ وقت طويل البيانات المتعددة الأطياف والفرطية العالية الاستبانة، ويمكن للمستشعرات الهيدروجينية أن تكشف ] عن أهداف مُهَمَّة أو مُخفَّفة عن طريق تحديد مواد تعكس مختلفاً في نطاقات محددة، مثل المعادن المطلوبة تحت الغطاء الشجري، ويمكنها أيضاً رصد
حالات الاستخدام الإضافية
وفيما عدا القطاعات الأولية، تستخدم أجهزة الاستشعار الفائقة الأطياف والمتعددة الأطياف في التعدين والاستكشاف المعدني (تحديد مناطق التغيير من الفضاء)، ] التخطيط الحضري ] [مسح السطح غير القابل للزراعة والجزر الساخنة]
التحديات والحدود
ورغم التقدم السريع، لا تزال هناك تحديات عديدة. Atmospheric correction) وهي تتطلب بشكل خاص بيانات ذات فتحات ضغط عال، حيث أن البخار المائي، والهباء الجوي، واستيعاب الأوزون لا يزالان يزيلان من الظواهر التي تُعد على سطح الأرض.
الاتجاهات المستقبلية والاتجاهات الناشئة
وفي المستقبل، ستحدد عدة اتجاهات الجيل القادم من أجهزة الاستشعار الساتلية ذات الأطياف الفائقة والتعددية الأطياف.
(العملية) (الإنتشار السريع)
(أ) يُحوّل نظام " التعلم العميق " إلى معالجة البيانات من مرحلة الاختباء إلى النهاية: من الاختباء السحابي والتصويب الجوي إلى تصنيف المواد وكشف التغيير. ويمكن أيضاً أن تُستخدم نماذج متنوعة
() Fusion with other data sources] (SAR, LiDAR, thermal infrared) is creating richer insights. For example, combining hyperspectral with synthetic aperture Radio (SAR) allows detection of soil moisture underneath vegetation, while thermal data reveals plant water stressen.
خاتمة
إن الابتكارات في تكنولوجيات الاستشعار الساتلية ذات الأطياف الفائقة والتعددية الأطياف تتسارع بوتيرة غير مسبوقة، وتحسن التصريف الحيادي والمكاني، والتقليل من التمرين، والتجهيز على متن السفن، والاندماج في الفضاء الخارجي، تجعل هذه الحساسيات أكثر قوة وسرعة من أي وقت مضى، ومن اكتشاف التغيرات التبعية في صحة المحاصيل إلى رصد تسرب الميثان من الفضاء، فإن التطبيقات تُحدُثُثُثُثُثُثُثُثُثُثُثُثُثُلُلُتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتُ وثَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَتَ
لمزيد من القراءة عن هذه المواضيع، انظر NASA's Surface Biology and Geology mission ]، ESA Sentinel-2 ] صفحة، و Planet 's small satellite constellations .