ملتقى طلاب وطالبات جامعة الملك فيصل,جامعة الدمام - عرض مشاركة واحدة - اريد نبذه عن مقرارات المستوى الخامس الله يرضا عليكم

طلال0555 · 2011- 12- 29

المحاضره الحادية عشر
الاساس العلمي لعملية الاستشعار عن بعد
الاشعاع الكهرومغناطيسي
وهي طاقة ذات موجات مختلفة الاطوال بسرعة الضوء ويتناقص ترددها بزيادة طول الموجة.
تختلف مظاهر واشكال سطح الارض في طبيعة وخواص الانعكاس الطيفي ، وتصنف الموجات في الطيف الكهرومغناطيسي الى الاشعة الكونية وتنتهي بموجات الراديو وتشمل فيما بينها :
• اشعة جاما
• أشعة اكس
• الاشعة فوق البنفسجية
• الاشعة المرئية الحمراء وتحت الحمراء
• اشعة الميكروويف

جميع المواد التي تزيد درجة حرارتها على الصفر المطلق Absolute zero (صفر كلفن Kelvin) ينبعث منها إشعاع كهرومغناطيسي, ولكن تختلف كمية الإشعاع وموجاته باختلاف حرارة المادة وطبيعتها فعند ازدياد درجة حرارة المادة تزداد كمية الطاقة المنبعثة منها وخصوصا في الموجات القصيرة فالطاقة المنبعثة من الشمس 6000كلفن ومعظمها تكون في الموجات القصيرة على حين تبلغ الطاقة المنبعثة من الأرض 300كلفن وموجاتها تقع ضمن الموجات الطويلة.

وخلال رحلة الإشعاع الكهرومغناطيسى من المصدر إلى جهاز الاستشعار عن بعد يمر من خلال الغلاف الجوي الذي يحتوى على مواد تعمل على امتصاص ونفاذ وانعكاس الأشعة أو يشتتها مما يقلل من كمية الطاقة المنعكسة من سطح الأرض وطول الموجة.

تفاعلات الإشعاع الكهرومغناطيسى مع مواد الغلاف الجوى
يعد الغلاف الجوى الوسط الذي تمر من خلاله الإشارات الصادرة من الأجسام الموجود على سطح الأرض إلى القمر الصناعي في الفضاء, ويتكون الغلاف الجوى من العديد من الغازات أهمها الأكسجين و النيتروجين والأزون وثاني أكسيد الكربون إضافة لبخار الماء وتعمل هذه المواد على التأثير على الإشعاع الكهرومغناطيسى أثناء مروره في الغلاف الجوى, فتعمل على إنكساره أو تشتيته أو امتصاصه وتختلف قيمة التشتت والامتصاص تبعا لاختلاف طول الموجة حيث يتناقص معدل التشتت بزيادة طول موجة الإشعاع.

بينما نجد عملية الامتصاص بواسطة مواد الغلاف الجوى تؤدي لفقد جزء من الطاقة الكهرومغناطيسية فمثلا

الموجات الأقل من 0.3 ميكرومتر (الأشعة فوق البنفسجية تمتص في طبقة الأوزون الموجودة في الطبقات العليا من الغلاف الجوى والموجات التي تزيد عن 3ميكرومتر تمتص وتتشتت بواسطة جزيئات المياه في السحب تأثير الغلاف الجوى على الأشعة الكهرومغناطيسية.
تأثير الغلاف الجوى على الأشعة الكهرومغناطيسية ويتم ذلك من خلال كل من :
أ- التشتت
ب- الامتصاص
ج- الظاهرات التي يتم رصدها

أ- التشتت scatter وفيه تتشتت الأشعة الكهرومغناطيسية القادمة للأرض و المنعكسة منها بفعل المكونات الغازية أو الغبار, وبخار الماء الموجود داخل الغلاف الجوى مما يؤدي لعدم وضوح الرؤية في الصورة.
ب- الامتصاص Absorption ويحدث امتصاص الأشعة بفعل بعض الغازات مثل الأزون وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والغلاف الجو في أطوال موجية معينة لذا فهي تسبب فقدانا للطاقة عند طول موجي معين حيث تتحكم بأي بالموجات التي تمتص والموجات التي يسمح لها بالمرور .
نتيجة لهذا التفاعلات فإن جزء من لطيف الكهرومغناطيسى لا يمكن استخدامه لأن الإشعاع لا يتمكن من النفاذ من خلال الغلاف الجوى. ولحل هذه المشكلة وجب البحث عن النوافذ التي يمكن من النفاذ من خلالها النفاذ من خلال الغلاف الجوى وهو الذي أطلق علية نوافذ الغلاف الجوى.

أنواع التشتت:
الاول : رايلى: وهو تفاعل الجزيئات الغازية ذات أقطار أقل من الطول الموجى.
والثاني تشتت ماي Mie Scatter ويتم تبادل بين جزيئات الغبار والدخان مع الإشارات الكهرومغناطيسية
و الثالث هو التشتت العشوائي وفيه الأجزاء المسببة للتشتت أكبر بعدة مرات من الطول الموجي.

نوافذ الغلاف الجوي
يقصد به النوافذ الذي تمر فيه الأشعة خلال الغلاف الجوى من خلال الطيف الكهرومغناطيسى بدون أن تؤثر على كمية الأشعة المنعكسة أو الممتصة أو المنتشرة وبالتالي يمكن استغلالها في التصوير بالاستشعار عن بعد ومن خلال تحديد هذه النوافذ يتم تحديد الأطوال الموجية التي يمكن استعمالها في الاستشعار عن بعد ويلاحظ أن هناك منطقتين تسمحان بنفاذ الأشعة المنعكسة من الظاهرات الموجودة على سطح الأرض الأولى من طول موجى 3-إلى5,5 ميكرون والثانية من طول الموجود 8إلى 14 ميكرون والمنطقة الواقعة بين المنطقتين لا تسمح بنفاذ الأشعة المنعكسة.

ج. الظاهرات التي يتم رصدها
وهى تمثل الهدف الذي يقع في مجال الرؤية للمحسSensor ويعد هذا السبب الرئيسي للاستشعار عن بعد؛ حيث تسجل هذه المحسات الظاهرات الأرضية في مجالات المختلفة تبدأ من المرئية, إلى الحمراء, وتحت الحمراء الحرارية, وتعد الاختلافات الانعكاسية بمثابة الاختلافات في الظاهرات الأرضية, حيث وجد أن لكل مظهر على سطح الأرض بصمة تختلف عن المظاهر الأخرى .

وعلى ذلك تعد الأشعة المنعكسة من المظاهرات أساسا لجمع المعلومات عن هذه الأهداف الأرضية, وذلك بدراسة خواصها الطيفية من خلال قياس اختلافات مظاهر سطح الأرض في المجال الطيفي من حيث :
- قياس الاختلافات الموجية المستخدمة.
- قياس الاختلافات الانعكاسية مظهر الأخر.
- قياس الانعكاس من وقت الأخر للتعرف على التغيرات التي حدثت للمنطقة الواحدة على فترات زمنية متباعدة .
مكونات نظام الاستشعار عن بعد
هناك أربعة مكونات أساسة يمكن توضيحها المعرفة نظام الاستشعار عن بعد.
1- مصدر الإشعاع الضوئي (أشعة الشمس).
2- الوسط الحامل لهذا الإشعاع (الغلاف الجوى).
3- الجسم لمراد معرفته.
4- الجهاز المستخدم للحس و التسجيل Sensor.
التحليل الطيفي لأشعة الشمس:
يمكن تقسيم التحليل الطيفي لأشعة الشمس إلى:
1- مجال مرئي Visible.
2- مجال غير مرئي invisible.
3- مجال فقير POTC.
أنواع الاستشعار عن بعد
يمكن تصنيف الاستشعار عن بعد طبقاً لنوع البيانات إلى:
1-الاستشعار عن بعد السالب Sensing Remote Passive وتكون البيانات المستقبلة فيه هي الانبعاث الطيفي من الأجسام’ ويعد هذا المصدر طبيعي للأشعة Passive R.s النظام المستخدم في نظم الاستشعار وهي الأشعة الكهرومغناطيسية ويطلق عليه الاستشعار السالب.
2-الاستشعار عن بعد الموجاتSensing: Active Remoteوتكون البيانات المستقبلة فيه انعكاسات طيفية حيث تقوم المنصات الحاملة لأجهزة الاستشعار بإرسال الموجات الكهرومغناطيسية إلى الأهداف المراد دراستها, فترتطم بها, وتنعكس لتستقبلها المستشعرات Sensors , التي تقوم بإرسالها إلى محطات الاستقبال الأرضية stations Reception Ground ويسمي هذا النوع من التصوير بالراداري.

الاستشعار عن بعد السالب Sensing Remote Passive
هو عبارة عن الانبعاث الطيفي من سطح الأرض و الأجسام التي عليها ويعرف مقدار هذه الانعكاسات بالبيانات الرقمية data Digital , فعندما تضيء الطاقة الالكترومغناطيسية الموجودة في ضوء الشمس الأشياء على سطح الأرض, فإنها تتفاعل معها ويتم امتصاص جزء من الطاقة وينعكس جزءا منها مرة أخرى, والطاقة المنعكسة هنا هي التي تهمنا؛ وهى المتاحة للاستكشاف .
وتعد الطاقة التي تصل للمحس هي نتاج للتفاعلات الثلاثة الطاقة المنعكسة, والممتصة, و المرسلة.

وتختلف القيمة الانعكاسية للمواد الموجودة على سطح الأرض اختلافا واسعا في خصائصها الانعكاسية بعدد من العوامل منها:
1- طول المودة الضوئية.
2- زاوية سقوط أشعة الشمس.
3- الخواص الطبيعية و الكيمائية للظاهرة المرصودة.
4- تركيب سطح الظاهرة (من حيث القوام Texture ) خشن أم ناعم.
5- حجم الظاهرة وطريقة توزيعها.
6- الوضع الطبوغرافي للظاهرة من ارتفاع وانخفاض وانحدار.

أي أن الطاقة التي تأتي من الشمس؛ تنتشر من خلال الغلاف الجوى وتتفاعل مع الأشياء على سطح الأرض ويعود جزء من هذه الطاقة إلى الفضاء من خلال الغلاف الجوى, ويتم رصدها وتسجيلها بواسطة المحس في القمر الصناعي.
وعلى ذلك فإن الاستشعار عن بعد هو علم وفن الحصول على معلومات من الأشياء بتحليل الطاقة التي تستقبلها من هذه الأشياء وتتحول إلى بيانات التي يتم تسجيلها بواسطة المحس في القمر الصناعي في صورة رقمية تخزن على شرائط ممغنطة يتم استخدامها بواسطة الحاسب.

2011- 12- 29	#16
طلال0555 أكـاديـمـي نــشـط الملف الشخصي: رقم العضوية : 93878 تاريخ التسجيل: Sat Nov 2011 المشاركات: 155 الـجنــس : ذكــر عدد الـنقـاط : 1425 مؤشر المستوى: 53 بيانات الطالب: الكلية: كلية الاداب الدراسة: انتساب التخصص: جــغـــرافـيـــــا المستوى: خريج جامعي	رد: اريد نبذه عن مقرارات المستوى الخامس الله يرضا عليكم المحاضره الحادية عشر الاساس العلمي لعملية الاستشعار عن بعد الاشعاع الكهرومغناطيسي وهي طاقة ذات موجات مختلفة الاطوال بسرعة الضوء ويتناقص ترددها بزيادة طول الموجة. تختلف مظاهر واشكال سطح الارض في طبيعة وخواص الانعكاس الطيفي ، وتصنف الموجات في الطيف الكهرومغناطيسي الى الاشعة الكونية وتنتهي بموجات الراديو وتشمل فيما بينها : • اشعة جاما • أشعة اكس • الاشعة فوق البنفسجية • الاشعة المرئية الحمراء وتحت الحمراء • اشعة الميكروويف جميع المواد التي تزيد درجة حرارتها على الصفر المطلق Absolute zero (صفر كلفن Kelvin) ينبعث منها إشعاع كهرومغناطيسي, ولكن تختلف كمية الإشعاع وموجاته باختلاف حرارة المادة وطبيعتها فعند ازدياد درجة حرارة المادة تزداد كمية الطاقة المنبعثة منها وخصوصا في الموجات القصيرة فالطاقة المنبعثة من الشمس 6000كلفن ومعظمها تكون في الموجات القصيرة على حين تبلغ الطاقة المنبعثة من الأرض 300كلفن وموجاتها تقع ضمن الموجات الطويلة. وخلال رحلة الإشعاع الكهرومغناطيسى من المصدر إلى جهاز الاستشعار عن بعد يمر من خلال الغلاف الجوي الذي يحتوى على مواد تعمل على امتصاص ونفاذ وانعكاس الأشعة أو يشتتها مما يقلل من كمية الطاقة المنعكسة من سطح الأرض وطول الموجة. تفاعلات الإشعاع الكهرومغناطيسى مع مواد الغلاف الجوى يعد الغلاف الجوى الوسط الذي تمر من خلاله الإشارات الصادرة من الأجسام الموجود على سطح الأرض إلى القمر الصناعي في الفضاء, ويتكون الغلاف الجوى من العديد من الغازات أهمها الأكسجين و النيتروجين والأزون وثاني أكسيد الكربون إضافة لبخار الماء وتعمل هذه المواد على التأثير على الإشعاع الكهرومغناطيسى أثناء مروره في الغلاف الجوى, فتعمل على إنكساره أو تشتيته أو امتصاصه وتختلف قيمة التشتت والامتصاص تبعا لاختلاف طول الموجة حيث يتناقص معدل التشتت بزيادة طول موجة الإشعاع. بينما نجد عملية الامتصاص بواسطة مواد الغلاف الجوى تؤدي لفقد جزء من الطاقة الكهرومغناطيسية فمثلا الموجات الأقل من 0.3 ميكرومتر (الأشعة فوق البنفسجية تمتص في طبقة الأوزون الموجودة في الطبقات العليا من الغلاف الجوى والموجات التي تزيد عن 3ميكرومتر تمتص وتتشتت بواسطة جزيئات المياه في السحب تأثير الغلاف الجوى على الأشعة الكهرومغناطيسية. تأثير الغلاف الجوى على الأشعة الكهرومغناطيسية ويتم ذلك من خلال كل من : أ- التشتت ب- الامتصاص ج- الظاهرات التي يتم رصدها أ- التشتت scatter وفيه تتشتت الأشعة الكهرومغناطيسية القادمة للأرض و المنعكسة منها بفعل المكونات الغازية أو الغبار, وبخار الماء الموجود داخل الغلاف الجوى مما يؤدي لعدم وضوح الرؤية في الصورة. ب- الامتصاص Absorption ويحدث امتصاص الأشعة بفعل بعض الغازات مثل الأزون وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والغلاف الجو في أطوال موجية معينة لذا فهي تسبب فقدانا للطاقة عند طول موجي معين حيث تتحكم بأي بالموجات التي تمتص والموجات التي يسمح لها بالمرور . نتيجة لهذا التفاعلات فإن جزء من لطيف الكهرومغناطيسى لا يمكن استخدامه لأن الإشعاع لا يتمكن من النفاذ من خلال الغلاف الجوى. ولحل هذه المشكلة وجب البحث عن النوافذ التي يمكن من النفاذ من خلالها النفاذ من خلال الغلاف الجوى وهو الذي أطلق علية نوافذ الغلاف الجوى. أنواع التشتت: الاول : رايلى: وهو تفاعل الجزيئات الغازية ذات أقطار أقل من الطول الموجى. والثاني تشتت ماي Mie Scatter ويتم تبادل بين جزيئات الغبار والدخان مع الإشارات الكهرومغناطيسية و الثالث هو التشتت العشوائي وفيه الأجزاء المسببة للتشتت أكبر بعدة مرات من الطول الموجي. نوافذ الغلاف الجوي يقصد به النوافذ الذي تمر فيه الأشعة خلال الغلاف الجوى من خلال الطيف الكهرومغناطيسى بدون أن تؤثر على كمية الأشعة المنعكسة أو الممتصة أو المنتشرة وبالتالي يمكن استغلالها في التصوير بالاستشعار عن بعد ومن خلال تحديد هذه النوافذ يتم تحديد الأطوال الموجية التي يمكن استعمالها في الاستشعار عن بعد ويلاحظ أن هناك منطقتين تسمحان بنفاذ الأشعة المنعكسة من الظاهرات الموجودة على سطح الأرض الأولى من طول موجى 3-إلى5,5 ميكرون والثانية من طول الموجود 8إلى 14 ميكرون والمنطقة الواقعة بين المنطقتين لا تسمح بنفاذ الأشعة المنعكسة. ج. الظاهرات التي يتم رصدها وهى تمثل الهدف الذي يقع في مجال الرؤية للمحسSensor ويعد هذا السبب الرئيسي للاستشعار عن بعد؛ حيث تسجل هذه المحسات الظاهرات الأرضية في مجالات المختلفة تبدأ من المرئية, إلى الحمراء, وتحت الحمراء الحرارية, وتعد الاختلافات الانعكاسية بمثابة الاختلافات في الظاهرات الأرضية, حيث وجد أن لكل مظهر على سطح الأرض بصمة تختلف عن المظاهر الأخرى . وعلى ذلك تعد الأشعة المنعكسة من المظاهرات أساسا لجمع المعلومات عن هذه الأهداف الأرضية, وذلك بدراسة خواصها الطيفية من خلال قياس اختلافات مظاهر سطح الأرض في المجال الطيفي من حيث : - قياس الاختلافات الموجية المستخدمة. - قياس الاختلافات الانعكاسية مظهر الأخر. - قياس الانعكاس من وقت الأخر للتعرف على التغيرات التي حدثت للمنطقة الواحدة على فترات زمنية متباعدة . مكونات نظام الاستشعار عن بعد هناك أربعة مكونات أساسة يمكن توضيحها المعرفة نظام الاستشعار عن بعد. 1- مصدر الإشعاع الضوئي (أشعة الشمس). 2- الوسط الحامل لهذا الإشعاع (الغلاف الجوى). 3- الجسم لمراد معرفته. 4- الجهاز المستخدم للحس و التسجيل Sensor. التحليل الطيفي لأشعة الشمس: يمكن تقسيم التحليل الطيفي لأشعة الشمس إلى: 1- مجال مرئي Visible. 2- مجال غير مرئي invisible. 3- مجال فقير POTC. أنواع الاستشعار عن بعد يمكن تصنيف الاستشعار عن بعد طبقاً لنوع البيانات إلى: 1-الاستشعار عن بعد السالب Sensing Remote Passive وتكون البيانات المستقبلة فيه هي الانبعاث الطيفي من الأجسام’ ويعد هذا المصدر طبيعي للأشعة Passive R.s النظام المستخدم في نظم الاستشعار وهي الأشعة الكهرومغناطيسية ويطلق عليه الاستشعار السالب. 2-الاستشعار عن بعد الموجاتSensing: Active Remoteوتكون البيانات المستقبلة فيه انعكاسات طيفية حيث تقوم المنصات الحاملة لأجهزة الاستشعار بإرسال الموجات الكهرومغناطيسية إلى الأهداف المراد دراستها, فترتطم بها, وتنعكس لتستقبلها المستشعرات Sensors , التي تقوم بإرسالها إلى محطات الاستقبال الأرضية stations Reception Ground ويسمي هذا النوع من التصوير بالراداري. الاستشعار عن بعد السالب Sensing Remote Passive هو عبارة عن الانبعاث الطيفي من سطح الأرض و الأجسام التي عليها ويعرف مقدار هذه الانعكاسات بالبيانات الرقمية data Digital , فعندما تضيء الطاقة الالكترومغناطيسية الموجودة في ضوء الشمس الأشياء على سطح الأرض, فإنها تتفاعل معها ويتم امتصاص جزء من الطاقة وينعكس جزءا منها مرة أخرى, والطاقة المنعكسة هنا هي التي تهمنا؛ وهى المتاحة للاستكشاف . وتعد الطاقة التي تصل للمحس هي نتاج للتفاعلات الثلاثة الطاقة المنعكسة, والممتصة, و المرسلة. وتختلف القيمة الانعكاسية للمواد الموجودة على سطح الأرض اختلافا واسعا في خصائصها الانعكاسية بعدد من العوامل منها: 1- طول المودة الضوئية. 2- زاوية سقوط أشعة الشمس. 3- الخواص الطبيعية و الكيمائية للظاهرة المرصودة. 4- تركيب سطح الظاهرة (من حيث القوام Texture ) خشن أم ناعم. 5- حجم الظاهرة وطريقة توزيعها. 6- الوضع الطبوغرافي للظاهرة من ارتفاع وانخفاض وانحدار. أي أن الطاقة التي تأتي من الشمس؛ تنتشر من خلال الغلاف الجوى وتتفاعل مع الأشياء على سطح الأرض ويعود جزء من هذه الطاقة إلى الفضاء من خلال الغلاف الجوى, ويتم رصدها وتسجيلها بواسطة المحس في القمر الصناعي. وعلى ذلك فإن الاستشعار عن بعد هو علم وفن الحصول على معلومات من الأشياء بتحليل الطاقة التي تستقبلها من هذه الأشياء وتتحول إلى بيانات التي يتم تسجيلها بواسطة المحس في القمر الصناعي في صورة رقمية تخزن على شرائط ممغنطة يتم استخدامها بواسطة الحاسب.