GIS2ME website

Archive for the ‘เรียนรู้-รีโมทเซนซิง’ Category

แหล่งพลังงานและการแผ่รังสี (Energy Sources and Radiation)

แสงสว่างเป็นรูปหนึ่งของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งแผ่รังสีเป็นไปตามทฤษฎีของคลื่น ส่วนพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้น สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีอนุภาค (Particle Theory) กล่าวคือ การแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยหน่วยอิสระที่เรียกว่า โฟตอน (Photon) หรือควอนต้า (Quanta) พลังงานแต่ละควอนต้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความถี่ของคลื่น ดังนี้

พลังงานเป็นสัดส่วนผกผันกับความยาวคลื่น คือ ความยาวคลื่นมากให้พลังงานต่ำ ซึ่งมีความสำคัญในการสำรวจข้อมูลระยะไกล เช่น ไมโครเวฟจากพื้นโลก จะยากต่อการบันทึกมากกว่าพลังงานในช่วงคลื่นสั้นกว่า ฉะนั้น การบันทึกพลังงานช่วงคลื่นยาว ต้องบันทึกพลังงานในบริเวณกว้างและใช้เวลานานพอ

Read the rest of this entry »

ทฤษฎีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพลังงานรูปหนึ่งที่ส่งผ่านจากดวงอาทิตย์โดยการแผ่รังสี พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบไปด้วย สนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า โดยที่ทิศทางของสนามไฟฟ้าและทิศทางของสนามแม่เหล็ก มีการเคลื่อนที่ของคลื่นตั้งฉากซึ่งกันและกัน (แบบฮาร์โมนิค (Hamonic) คือ มีช่วงซ้ำและจังหวะเท่ากันในเวลาหนึ่งและมีความเร็วเท่าแสง) ซึ่งมีความสัมพันธ์กันดังนี้

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบไปด้วยคลื่นที่มีความยาวช่วงคลื่นในหลากหลายช่วงคลื่น ตั้งแต่สั้นที่สุดไปจนถึงยาวที่สุด ซึ่งในแต่ละช่วงคลื่นจะมีคุณสมบัติเฉพาะตัว
ความยาวคลื่นและความถี่คลื่นมีความสัมพันธ์กันแบบผกผัน กล่าวคือ ถ้าความยาวคลื่นมาก ความถี่จะน้อย หรือความยาวคลื่นน้อย ความถี่จะมาก โดยทั่วไป หน่วยวัดความยาวคลื่นที่ใช้ในงานรีโมทเซนซิง มักใช้เป็น ไมโครเมตร

ตาราง แสดงประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

Read the rest of this entry »

ประเภทของรีโมทเซนซิง

ระบบรีโมทเซนซิง ได้แบ่งประเภทของการสำรวจระยะไกลออกเป็น 2 กลุ่มใหญ่ ตามแหล่งกำเนิดพลังงาน คือ

1. ระบบพาสซีฟ (Passive remote sensing) เป็นระบบที่นิยมใช้ ในกระบวนการรีโมทเซนซิง โดยมีแหล่งพลังงานที่เกิดตามธรรมชาติ คือดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เรียกว่า Electro-Magnetic – EM ซึ่งทำหน้าที่เสมือนสื่อการส่งผ่านระหว่างวัตถุเป้าหมายและอุปกรณ์บันทึกข้อมูล ระบบนี้จะรับและบันทึกข้อมูลส่วนใหญ่ในเวลากลางวัน เพราะจำเป็นต้องอาศัยพลังงาน EM จากดวงอาทิตย์ เพื่อให้วัตถุภาคพื้นดินสะท้อนกลับสู่บรรยากาศ แล้วใช้ Sensor ในการตรวจวัดพลังงานการสะท้อนนั้น ดังนั้นในระบบพาสซีฟ จึงไม่เหมาะกับการรับข้อมูลในช่วงฤดูฝนเนื่องจากมีข้อจำกัดด้านสภาวะอากาศ จากเมฆ หมอก และฝน เพราะไม่ทะลุเมฆ

2. ระบบแอคทีฟ (Active remote sensing) เป็นระบบที่แหล่งพลังงานเกิดจากการสร้างขึ้นแล้วจึงส่งผ่านพลังงานไปยังวัตถุเป้าหมาย จึงสามารถใช้ได้ทั้งเวลากลางวันและกลางคืน เช่น ระบบเรดาร์ (radar) ซึ่งใช้เครื่องมือในการสร้างพลังงานช่วงคลื่นไมโครเวฟ และระบบไลดาร์ (lidar) ซึ่งสร้างพลังงานในช่วงคลื่นวิทยุ หรือลำแสงเลเซอร์ หลักการทำงานของระบบนี้จะเป็นการส่งผ่านพลังงานไปยังพื้นที่เป้าหมายแล้วสะท้อนกลับ (backscattered) มายังเครื่องรับสัญญาณ ระบบนี้จึงไม่มีข้อจำกัดด้านเวลาและสภาวะอากาศ เนื่องจากช่วงคลื่นดังกล่าวจะเป็นช่วงคลื่นยาวที่สามารถทะลุทะลวงผ่านเมฆ หมอก และฝนได้ อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้จากทั้งสองระบบสามารถนำมาใช้ในการแปลตีความร่วมกันได้ จึงเป็นการเพิ่มศักยภาพในการแปลและลดปัญหาในการรับข้อมูลในพื้นที่ซึ่งมีข้อจำกัดด้านเวลาและสภาวะอากาศ

หลักการและกระบวนการรีโมทเซนซิง (การสำรวจข้อมูลจากระยะไกล)

รีโมทเซนซิง เกิดจากหลักการในการใช้สื่อใน 3 ส่วน คือ ช่วงคลื่น (Spectral), รูปทรงสัณฐาน (Spatial) และการเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา (Temporal) เพื่อให้ได้มาซึ่งข้อมูลที่สนใจศึกษาในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ โดยไม่ต้องไปสัมผัสกับวัตถุนั้น

เมื่อดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของพลังงาน ปล่อยพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Spectral) ออกมายังวัตถุที่พื้นผิวโลก ซึ่งมีลักษณะที่แตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ (Spatial) เช่น ได้แก่ น้ำ ต้นไม้ สิ่งปลูกสร้าง หรือพื้นดินว่างเปล่า ในช่วงเวลาหนึ่ง ๆ (Temporal) วัตถุแต่ละประเภทจะสะท้อนหรือแผ่รังสีที่เป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละวัตถุ ซึ่งมีลักษณะที่แตกต่างกันในแต่ละประเภทออกไป และ Sensor จะรับ/บันทึกพลังงานที่วัตถุนั้น ๆ ส่งมา ทำให้เราสามารถแปล/ตีความได้ว่าวัตถุนั้น ๆ คืออะไร

ขั้นตอนการสำรวจทางรีโมทเซนซิง

การได้รับข้อมูล (Data acquisition) เป็นกระบวนการบันทึกพลังงานที่สะท้อนหรือส่งผ่านของวัตถุโดยเครื่องมือบันทึกข้อมูลบนยานสำรวจ (platform) แล้วส่งข้อมูลเหล่านั้นไปยังสถานีรับสัญญาณภาคพื้นดิน เพื่อผ่านกรรมวิธีการผลิตเป็นข้อมูล ซึ่งข้อมูลผลลัพธ์อยู่ได้ทั้งในรูปแบบของภาพถ่ายและข้อมูลเชิงตัวเลข ประกอบไปด้วย
1) แหล่งพลังงาน คือ ดวงอาทิตย์
2) การเคลื่อนที่ของพลังงาน (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ผ่านชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งจะมีพลังงานบางส่วนต้องเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพของชั้นบรรยากาศโลก
3) ลักษณะผิวหน้าของโลก ซึ่งพลังงานที่ผ่านชั้นบรรยากาศมาแล้วจะทำปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวโลก
4) ระบบถ่ายภาพหรือระบบการบันทึกข้อมูล ซึ่งความละเอียดของภาพขึ้นกับระดับความสูงของวงโคจร ความสามารถของระบบที่บันทึก และสภาพบรรยากาศของโลกขณะพลังงานสะท้อนกลับ
5) ผลิตภัณฑ์ข้อมูล เป็นข้อมูลที่ได้รับทั้งในแบบข้อมูลเชิงตัวเลขและรูปภาพ

การวิเคราะห์ข้อมูล (Data analysis)
ประกอบด้วยการวิเคราะห์ข้อมูล การแปลตีความ การผลิต และการนำไปใช้

6) กระบวนการแปลภาพ ซึ่งอาจใช้ทั้งวิธีด้วยสายตา และ/หรือ ด้วยคอมพิวเตอร์
7) ผลิตภัณฑ์สารสนเทศ
8) ผู้ใช้

รีโมทเซนซิง

มีความหมายอย่างไร
ถ้าไปค้นจากคำศัพท์ราชบัณฑิต มีความหมายที่จะแปลได้ว่า

remote sensing =
การรับรู้จากระยะไกล
remote sensing imagery =
ภาพบันทึกการรับรู้จากระยะไกล
หรืออาจจะใช้ทับศัพท์ภาษาอังกฤษว่า "รีโมทเซนซิง"
ถ้าเป็นความหมายในทางวิชาการได้มีผู้ได้นิยามไว้ดังนี้

Lillesand et al. (2004; หน้า 1)

ได้ให้นิยามไว้ว่า “Remote sensing is the science and art of obtaining information about an object, area, or phenomenon through the analysis of data acquired by a device that is not in contact with the object, area, or phenomenon under investigation.”

ซึ่งมีความหมายว่า รีโมทเซนซิง คือ วิทยาศาสตร์และศิลปะในการหาข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งต่างๆ พื้นที่และปรากฏการณ์ต่าง ๆ ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากเครื่องมือที่ใช้เก็บข้อมูล โดยไม่ต้องสัมผัสกับสิ่งต่าง ๆ กับพื้นที่ และปรากฏการณ์ที่ต้องการจะศึกษานั้น

Read the rest of this entry »

ภาพถ่ายจากดาวเทียม Satellite Image

เป็นภาพถ่ายจากระยะไกลที่บันทึกด้วยเครื่องมือระบบรีโมทเซนซิงจากดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ ที่โคจรอยู่รอบโลก ซึ่งเป็นการสำรวจระยะไกล แล้วดาวเทียมสำรวจทรัพยากรได้บันทึกสิ่งปกคลุมดินที่สะท้อนค่าจากพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electro-Megnetic) แล้วถ่ายทอดสัญญาณลงมายังสถานีรับสัญญาณดาวเทียม ในประเทศไทย สถานีรับอยู่ที่เขตลาดกระบัง และบันทึกภาพลงอุปกรณ์เพื่อใช้แปลสภาพสิ่งปกคลุมดิน หรือสถานการณ์ต่างๆ บนภาคพื้นดิน และได้ถูกนำไปใช้ในงานด้านต่างๆ ทั้งในหน่วยงานราชการ เอกชน และ NGOs