0

وبلاگ

سامانه آموزش سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور مقالات دانش محور آشنایی با ماهواره سنتینل-2

آشنایی با ماهواره سنتینل-2

آشنایی با ماهواره های سری سنتینل

برای آشنایی با ماهواره های سری سنتینل از لینک های زیر استفاده کنید

آشنایی با ماهواره سنتینل-2

ماهواره Sentinel-2 مأموریت مشاهده سطح زمین بر اساس برنامه کپرنیک است که به صورت سیستماتیک تصاویر اپتیکی را در قدرت تفکیک مکانی بالا (10 متر تا 60 متر) بر روی سطح خشکی ها و دریاها برداشت می کند. این ماموریت دارای دو ماهواره دوقلو می باشد که به نام Sentinel-2A و Sentinel-2B شناخته می شوند و از دامنه وسیعی از خدمات و کاربردهایی همچون پایش کشاورزی، مدیریت مواضع ضروری و اورژانسی، طبقه بندی سطح زمین و کیفیت منابع آبی، پشتیبانی می کند. Seninel-2 توسط سازمان هوا و فضای اروپا به نام ESA توسعه و پشتیبانی می شود و ماهواره های آن توسط کنسرسیوم Airbus DS ساخته و تولید شده اند.

مرور اجمالی بر ماهواره Sentinel-2

ماهواره Sentinel-2 دارای مشخصات و ویژگی های کلیدی زیر می باشد:

1- داده های چند طیفی با 13 باند در طیف الکترومغناطیسی بخش مرئی، مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز موج کوتاه

2- پوشش جهانی و سیستماتیک از سطح زمین از 56 درجه جنوبی تا 84 درجه عرض شمالی و نیز شامل آبهای ساحلی و تمامی بخش های دریای مدیترانه ای می گردد.

3- هر 10 روز یکبار بازدید مجددی از یک منطقه داشته که دارای زاویه دید یکسانی می باشد. در عرض های جغرافیایی بالا، عرض برداشت ماهوره Sentinel-2 دارای همپوشانی بیشتر و در برخی مناطق دو بار یا بیشتر در هر 10 روز، مشاهده انجام می گردد اما زاویه دید در این بخش ها متفاوت است.

4- قدرت تفکیک مکانی بین 10 و 20 متر تا 60 متر متغیر است.

5- میدان دید در این ماهواره 290 کیلومتر است.

6- دسترسی و استفاده از این داده ها رایگان است.

برای بازدید مرتب و پی در پی و نیز دسترسی گسترده، دو ماهواره Sentinel-2 (شامل Sentinel-2A و Sentinel2-B) با یکدیگر عمل می کنند. این وضعیت این امکان را فراهم می آورد که چرخه بازدید 10 روزه در 5 روز تکمیل گردد. عرض برداشت 290 کیلومتری توسط VNIR و SWIR که هر کدام از 12 تشخیص دهندة خطی که در دو ردیف قرار گرفته اند، ایجاد شده است.

نوع چرخش ماهواره Sentinel-2 به صورت خورشید آهنگ در ارتفاع 786 کیلومتری از سطح زمین بوده و در هر روز 14.3 چرخش داشته که در ساعت محلی 10:30 صبح از هر منطقه عبور می کند. این ساعت محلی به این دلیل انتخاب شده است که پوشش ابر به حداقل رسیده و شرایط روشنایی و تابش نور و سایه ها در بهترین شرایط قرار داشته باشد. این وضعیت چیزی نزدیک به زمان محلی ماهواره لندست بوده و با ماهواره اسپات کاملا یکسان است و امکان تلفیق داده های Sentinel-2 با داده های عمودی را فراهم نموده تا اینکه داده های سری زمین طولانی مدت ایجاد نمود.

کپی رایت

داده های راداری Sentinel-2 و تصاویری که از آن استخراج می گردد مشمول توافقاتی می گردد که بین ESA و کاربران انجام شده که در یک سند متنی به نام TERMS AND CONDITIONS FOR THE USE AND DISTRIBUTION OF SENTINEL DATA قرار دارد و البته شامل یک نوع لیسانس دسترسی باز می باشد.

زمان راه اندازی ماهواره های Sentinel-2

راه اندازی اولین ماهواره Sentinel-2A در 23 ژوئن 201 در ساعت 1:52 UTC با استفاده از ماهواره بر Vega انجام گرفت. ماهواره Sentinel-2B در 7 مارس 2017 در ساعت 1:49 UTC راه اندازی گردید این ماهواره نیز توسط راکت ماهواره بر Vega در مدار قرار گرفت.

سنسورهای ماهواره Sentinel-2

هر کدام از ماهواره های Sentinel-2 یک سنسور چند طیفی MSI با 13 کانال طیفی در بخش مرئی (Visible) و مادون قرمز نزدیک (NIR) و مادون قرمز موج کوتاه (SWIR) حمل می کنند. در 13 باند طیفی و قدرت تفکیک مکانی 10 متری، امکان هماهنگی با ماموریت های Landsat-8 و SPOY-5 را ایجاد کرده است. تصاویر ماهواره ای ماموریت سنتینل 2 بیشتر بر طبقه بندی زمین متمرکز شده است. سنسور MSI ماهواره سنتینل-2 در بخش فضایی و دفاعی Airbus در فرانسه طراحی و ساخته شده است. تصویرساز MSI از مفاهیم Push-broom استفاده می کند و طراحی آن بر اساس ملزومات هر برداشت وسیع 29 کیلومتری طراحی شده است که همچنین دارای توانایی اندازه گیری طیفی و هندسی بالایی باشد. این سنسور دارای دهانه 150 میلیمتری بوده و دارای سه عدسی غیر آستیگمات و فاصله کانونی در حدود 600 میلیمتر می باشد. همچنین دارای میدان دید لحظه ای در حدود 21 درجه در 3.5 درجه است. آیینه های به کار رفته در سنسور به صورت چهارگوشه بوده و از کاربیدهای سیلیکونی ساخته شده است که یک تکنولوژی شبیه به چیزی است که در ماموریت Gaia به کاررفته است. این سیستم همچنین از یک مکانیسم شاتر برای جلوگیری از تابش مستقیم خورشید به داخل عدسی های سنسور بهره می برد. این مکانیسم همچنین برای کالیبره کردن سنسور نیز مورد استفاده قرار می گیرد. به غیر از تمامی تفاوت هایی که ماموریت پایش اپتیکی سطح زمین دارد، ماهواره Sentinel-2 اولین ماهواره ای است که دارای توانایی پایش سطح زمین در 3 باند در حاشیه باند قرمز است د. قدرت تفکیک رادیومتریکی 12 بیت بوده و دارای شدت روشنایی متغیر از 0 تا 4095 می باشد.

باندهای طیفی ماهواره Sentinel-2

در جدول نمایش داده شده در زیر، تمامی باندهای طیفی ماهواره های Sentinel-2A و Sentinel-2B نشان داده شده است.

کاربردهای ماهواره Sentinel-2

ماهواره های Sentinel-2 دارای کاربردهای گسترده ای مربوط به آبهای ساحلی و خشکی های سطح کره زمین هستند.

این پروژه، اطلاعاتی در مورد فعالیت های جنگلداری و کشاورزی ارائه می نماید که می تواند در مدیریت امنیت غذایی مفید واقع شود. تصاویر ماهواره ای Sentinel-2 می تواند در تعیین انواع شاخص های مختلف گیاهی همچون کروفیل برگ و شاخص محتوای آبی گیاه مورد استفاده قرار گیرد. این تصاویر به خصوص برای برآورد و پیش بینی موثر متغیرهای محیطی و کاربردهایی که مرتبط به پوشش گیاهی سطح زمین است، می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

علاوه بر پایش رشد گیاهی، ماهواره های Sentinel-2 می تواند برای ترسیم تغییرات پوشش اراضی و نیز پایش جنگل های کره زمین مورد استفاده قرار گیرد. این ماهواره ها نیز اطلاعاتی در مورد آلودگی دریاچه ها و آب های ساحلی نیز فراهم می آورند. تصاویر مربوط به سیلاب ها، آتش فشان ها و لغزش ها نیز در نقشه کشی مخاطرات محیطی مورد استفاده قرار می گیرد و می تواند در تلاش های امدادی بشردوستانه کاربرد داشته باشد.

برخی از کاربردهای ماهواره های Sentinel-2 به شرح زیر است:

1- پایش تغییرات پوشش اراضی در بخش پایش محیطی

2- کاربردهای کشاورزی همچون پایش محصول و مدیریت برای کمک به امنیت غذایی

3- پایش دقیق جنگل و پوشش گیاهی و استخراج پارامترهای وابسته به پوشش گیاهی همچون شاخص سطح برگ (Leaf Area Index)، تراکم کلروفیل (chlorophyll concentration)، برآورد جرم کربن (carbon mass estimations).

4- مشاهده مناطق ساحلی (پایش محیط های دریایی، نقشه کشی مناطق ساحلی)

5- پایش پهنه های آبی بسته داخلی

6- پایش یخچال ها، نقشه کشی محدوده های پوشیده از یخ و برف، پایش برف-پوش ها

7- نقشه کشی و مدیریت سیلابها (آنالیز ریسک، ارزیابی تلفات، مدیریت بحران در هنگام سیلاب).

اپلیکیشن های تحت وب Sentinel-2 روش های بسیار ساده ای در مشاهده و آنالیز تغییرات سطح زمین بر اساس آرشیو تصاویر ماهواره های Sentinel-2 فراهم می آورد.

محصولات ماهواره های Sentinel-2

چند محصول عمده توسط ماموریت Sentinel-2 وجود دارد که در ادامه به آنها اشاره می شود:

1- محصول Level-1C

انعکاس در حد بالای اتمسفر در هندسه کارتوگرافیکی (تلفیقی از سیستم تصویر UTM و بیضوی WGS84). محصول Level-1C دارای کاشی های 100 کیلومتر مربعی هستند که هر کدام دارای حجمی معادل 500 مگابایت می باشد. این محصول به صورت ژئومتریکی و رادیومتریکی تصحیح شده است (شامل orthorectification نیز می شود). این محصول را می توان از Copernicus Open Access Hub تهیه نمود.

2- محصول Level-2A

محصول Level-2A (انعکاس سطحی در ژئومتری کارتوگرافیکی) شامل ARD یا Analysis Ready Data می گردد، این محصول می تواند به طور مستقیم در کاربردهای دیگر بدون نیاز به پردازش های اضافی مورد استفاده قرار گیرد. این محصول را می توان از منابع مختلفی شامل Copernicus Open Access Hub به دست آورد و یا از طریق پردازنده ابزار SNAP مربوط به سازمان فضایی اروپا (ESA) تهیه کرد.

3- محصول Level-1B

علاوه بر دو محصول فوق، محصول دیگری نیز از سنتینل 2 وجود دارد که بیشتر، کارشناسان حرفه ای از آن استفاده می کنند. این محصول Level-1B است که تشعشع را در بخش بالای اتمسفر در هندسه سنسور ارائه میدهد. Level-1B از چند قطعه تلفیق شده است. یک قطعه نمایش دهنده زیرتصویری مربوط به یکی از 12 تشخیص دهنده در امتداد جهت حرکت می باشد و شامل تعداد خطوط مشخصی در امتداد مسیر حرکت می باشد. هر یک از قطعات Level-1B دارای حجمی در حدود 27 مگابایت می باشد. با توجه به پیچیدگی داده های Level-B استفاده از آنها نیازمند تخصص بالاتری است.

گالری تصاویر برداشت شده توسط ماهواره Sentinel-2

مطالب زیر را حتما مطالعه کنید

چرا پنجره اتمسفری در علوم زمین دارای اهمیت است ؟

تصاویر ماهواره DigitalGlobe: ووردویو(Worldview)، ژئوآی(GeoEye) و آیکونوس (IKONOS)

راهنمای طبقه بندی نزدیکترین همسایه در e-Cognition

نقشه های کروپلت – مقدمه ای بر طبقه بندی داده

تصاویر چند طیفی (Multi-spectral) در مقایسه با تصاویر ابر طیفی (Hyper-spectral)

فتوگرافی هوایی (Aerial Photography) در مقابل ارتوفوتوگرافی (Orthophotography)

دیدگاهتان را بنویسید

Copy Protected by Chetan's WP-Copyprotect.

با عضویت در خبرنامه از آموزش های جدید رایگان در ایمیل خود مطلع شوید