การรับรู้จากระยะไกล มีอะไรบ้าง

�����Ũҡ������Ǩ������ (Remote Sensing)
������Ǩ�������繡�����Ǩ�ҡ������ ������ͧ����Ѵ����ա�������ʡѺ��觷���ͧ��õ�Ǩ�Ѵ�µç ��зӡ�����Ǩ���������ͧ�Ѵ������ҧ�ҡ��觷���ͧ��õ�Ǩ�Ѵ ���Ҩ�Դ�������ͧ�Ѵ�� ���ͧ�����Ҿ ����ѧ����٧ ������ٹ ������ͧ�Թ ����ǡ�� ���ʹ������ ��������¤����������俿�ҷ���� �����з�͹�Ҩҡ��觷���ͧ������Ǩ������㹡���Ѵ ������Ǩ�����Ըչ���繡���红����ŷ��������Ũӹǹ�ҡ 㹺���dz���ҧ���ҡ�����Ǩ�Ҿʹ�� �ҡ���������ͧ������Ǩ������ ������ͧ������Ǩ�����繷���ͧ�����ʡѺ�ѵ�ص�����ҧ �� ����ͧ�Թ���Ǩ���Ͷ����Ҿ������� ��������������Ǩ��Ѿ�ҡ÷ӡ���红����ž�鹼���š��������ҡ�Ҿ�繡���ʴ��Ҿ���·ҧ�ҡ�Ⱥ���dz����ŧ�ó�����Է����� ��зӡ�ë�͹�Ѻ�Ѻ�����Ţͺࢵ�Ҥ����С�������ª��ͧ���Թ �����������º��º�����ҧ�����������šѺ�������Ҥʹ�����Ǩ��������� �����Ũҡ������Ǩ�����Ũ������������´�ͧ�����Ź��¡��ҡ�����Ǩ�Ҥʹ�� ������ͺࢵ�ͧ������Ǩ�����ҧ���� ��Т����ŷ������繢����ŷ����ҡ����纵�����ҧ��§�������� ����͡���Ƕ֧෤����ա�����Ǩ������ ��ͧ���Сͺ���е�ͧ�Ԩ�óҤ��

• �����������俿�� ��������ͷ��������������ҧ����ͧ�Ѵ �Ѻ�ѵ�ط���ͧ������Ǩ
• ����ͧ����Ѵ ����繵�ǡ�˹���ǧ�����������俿�ҷ�����㹡�õ�Ǩ�Ѵ ��ʹ���ٻ�ѡɳТͧ�����ŷ��е�Ǩ�Ѵ��
• �ҹ�����Դ�������ͧ����Ѵ ����繵�ǡ�˹����������ҧ����ͧ����Ѵ �Ѻ��觷���ͧ����Ѵ �ͺࢵ��鹷��������ͧ����Ѵ����ö��ͺ������ ��Ъ�ǧ����㹡�õ�Ǩ�Ѵ
• ����Ť������¢ͧ�����ŷ����ҡ����Ѵ �ѹ�繡�кǹ���㹡���ŧ�����Ť������ ����ٻẺ�ͧ�����������俿�ҷ���Ѵ�� �͡�繢����ŷ���ͧ������Ǩ�Ѵ�ա���˹�觫�觨С����㹺��Ѵ�

ซึ่งโคจรผ่าน ข้อมูลวัตถุหรือปรากฏการณ์บนพื้นผิวโลกที่ถูกบันทึกถูกแปลงเป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ส่งลงสู่สถานีรับภาคพื้นดิน (Receiving Station) และผลิตออกมาเป็นข้อมูลในรูปแบบของข้อมูลเชิงอนุมาน (Analog Data) และข้อมูลเชิงตัวเลข(DigitalData)เพื่อนำไปนำวิเคราะห์ข้อมูลต่อไป

2. การวิเคราะห์ข้อมูล (Data Analysis) วิธีการวิเคราะห์มีอยู่ 2 วิธี คือ
- การวิเคราะห์ด้วยสายตา (Visual Analysis) ที่ให้ผลข้อมูลออกมาในเชิงคุณภาพ (Quantitative) ไม่สามารถ วัดออกมาเป็นค่าตัวเลขได้แน่นอน
- การวิเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ (Digital Analysis) ที่ให้ผลข้อมูลในเชิงปริมาณ (Quantitative) ที่สามารถแสดงผลการวิเคราะห์ออกมาเป็นค่าตัวเลขได้

การวิเคราะห์หรือการจำแนกประเภทข้อมูลต้องคำนึงถึงหลักการดังต่อไปนี้
1. Multispectral Approach คือข้อมูลพื้นที่และเวลาเดียวกันที่ถูกบันทึกในหลายช่วงคลื่นซึ่งในแต่ละช่วงความยาวคลื่น(Band)ที่แตกต่างกันจะให้ค่าการสะท้อนพลังงานของวัตถุหรือพื้นผิวโลกที่แตกต่างกัน
2. Multitemporal Approach คือ การวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา จำเป็นต้องใช้ข้อมูลหลายช่วงเวลาเพื่อนำมาเปรียบเทียบหาความแตกต่าง
3. Multilevel Approach คือ ระดับความละเอียดของข้อมูลในการจำแนกหรือวิเคราะห์ข้อมูล ซึ่งขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้งาน เช่น การวิเคราะห์ในระดับภูมิภาคก็อาจใช้ข้อมูลจากดาวเทียม LANDSAT ที่มีรายละเอียดภาพปานกลาง (Medium Resolution) แต่ถ้าต้องการศึกษาวิเคราะห์ในระดับจุลภาค เช่น ผังเมือง ก็ต้องใช้ข้อมูลดาวเทียมที่ให้รายละเอียดภาพสูง (High Resolution) เช่น ข้อมูลจากดาวเทียม SPOT, IKONOS, หรือรูปถ่ายทางอากาศเป็นต้น

อ้างอิงแหล่งที่มาของข้อมูล/ภาพ

//www.rmutphysics.com/charud/oldnews/201/sattlelite/6.htm
//www.alumni.forest.ku.ac.th/index.php?
//www.sahavicha.com/?name=knowledge&file=readknowledge&id=2641&t=%CA%D8%B4%C2%CD%B4%E0%B7%A4%E2%B9%E2%C5%C2%D5

การใช้ที่ดิน

- รีโมทเซนซิง สามารถใช้แปล รูปแบบการใช้ที่ดินประเภทต่างๆ และนำผลลัพธ์ที่ได้มาจัดทำแผนที่การใช้ที่ดิน

- รีโมทเซนซิง นำมาใช้สนับสนุนติดตามและประเมินแนวโน้มการใช้ที่ดินประเภทต่างๆ เช่น ด้านการเกษตร พื้นที่ป่าไม้ เป็นต้น

การเกษตร

- ภาพถ่ายจากดาวเทียมใช้สำรวจบริเวณพื้นที่เพาะปลูกพืชเศรษฐกิจเช่น พื้นที่ปลูกข้าว ปาล์มน้ำมัน ยางพารา สัปปะรด อ้อย ข้าวโพด ฯลฯ

- ผลลัพธ์จากการแปลภาพใช้ประเมินการเปลี่ยนแปลงการเพาะปลูกพืชเศรษฐกิจในแง่ปริมาณ ราคา ช่วงเวลา ฯลฯ

- ติดตามขอบเขตและความอุดมสมบูรณ์ของพื้นที่ป่าและเขตอนุรักษ์พันธุ์ไม้

- ประเมินบริเวณพื้นที่ที่เหมาะสม (มีศักยภาพ) ในการปลูกพืชต่าง ๆ เช่น ข้าว ปาล์มน้ำมัน มันสำปะหลัง เป็นต้น

ป่าไม้

- ติดตามการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าไม้จากการแปลภาพถ่ายจากดาวเทียม เช่น ป่าดงดิบ ป่าดิบชื้น ป่าเต็งรัง ป่าชายเลน เป็นต้น

- ผลลัพธ์จากการแปลสภาพพื้นที่ป่า เพื่อสำรวจพื้นที่ป่าอุดมสมบูรณ์และป่าเสื่อมโทรม

- นอกจากนี้ยังใช้สำหรับ ติดตามพื้นที่ไฟป่าและความเสียหายจากไฟป่า

- ประเมินพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับปลูกป่าทดแทนบริเวณที่ถูกบุกรุก หรือโดนไฟป่า

ธรณีวิทยา

- การใช้ภาพถ่ายจากดาวเทียมแปลสภาพพื้นที่เพื่อจัดทำแผนที่ธรณีวิทยาและโครงสร้างทางธรณีซึ่งเป็นข้อมูลที่ต้องใช้เวลาและงบประมาณในการสำรวจ และนำมาสนับสนุนในการพัฒนาประเทศ เช่นเพื่อการประเมินหาแหล่งแร่แหล่งเชื้อเพลิงธรรมชาติ แหล่งน้ำบาดาล การสร้างเขื่อน เป็นต้น

- การใช้รีโมทเซนซิงมาสนับสนุนการจัดทำแผนที่ภูมิประเทศ

การวางผังเมือง

- ใช้รีโมทเซนซิง ภาพถ่ายจากดาวเทียมรายละเอียดสูง เพื่อใช้ติดตามการขยายตัวของเมือง

- ภาพถ่ายจากดาวเทียมช่วยให้ติดตาม การเปลี่ยนแปลงลักษณะ/รูปแบบ/ประเภทการใช้ที่ดิน

- ใช้ภาพถ่ายรายละเอียดสูง ติดตามระบบสาธารณูปโภค เช่น ระบบคมนาคมขนส่งทางบกทางน้ำ BTS ไฟฟ้า เป็นต้น

- ผลลัพธ์จากการแปลภาพถ่ายจากดาวเทียมนำมาใช้ ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์วิเคราะห์ การพัฒนาสาธารณูปการเช่น การจัดสร้าง/ปรับปรุง สถานศึกษา โรงพยาบาล สถานีตำรวจ ดับเพลิง ไปรษณีย์ห้องสมุด สนามเด็กเล่น สวนสาธารณะ เป็นต้น

อุตุนิยมวิทยา/อุบัติภัย

ผลลัพธ์ที่ได้จากการแปลพื้นที่ได้รับผลกระทบ เพื่อการวางแผนช่วยเหลือและฟื้นฟู

รีโมทเซนซิง จึงได้นำมาใช้ประโยชน์ต่อการพัฒนาประเทศเป็นอย่างยิ่ง อย่างที่ได้เห็นตัวอย่างข้างต้นมาแล้วนี้

อ้างอิงแหล่งที่มาของข้อมูล/ภาพ

//www.gis2me.com/th/?p=739

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

ประเภทคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ความยาวช่วงคลื่น

ความถี่

คุณสมบัติ

1. รังสีแกมมา (gamma ray)

< 0.03 nm.

> 3,000 THz

ถูกดูดกลืนทั้งหมดโดยชั้นบรรยากาศชั้นบน จึงไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์ในการสำรวจจากระยะไกล

2. รังสีเอกซ์ (x-ray)

0.03-3.0 nm.

> 3,000 THz

ถูกดูดกลืนทั้งหมดโดยชั้นบรรยากาศชั้นบนเช่นกัน จึงไม่ได้นำมาใช้ประโยชน์ในการสำรวจจากระยะไกล

3. รังสีอัลตราไวโอเลต (ultraviolet)

0.03-0.4 mm

750-3,000 THz

ช่วงคลื่นสั้นกว่า 0.3 mm ถูกดูดซึมทั้งหมดโดยโอโซน (O3) ในบรรยากาศชั้นบน

4. คลื่นอัลตราไวโอเลตที่ใช้ในการถ่ายภาพ
(photographic ultraviolet band)

0.03-0.4 mm

750-3,000 THz

ช่วงคลื่นนี้สามารถผ่านชั้นบรรยากาศได้ สามารถถ่ายภาพด้วยฟิล์มถ่ายรูป แต่มีการกระจายในชั้นบรรยากาศเป็นอุปสรรค

5. คลื่นตามองเห็น (visible)

0.4-0.7 mm

430-750 THz

เป็นช่วงคลื่นที่บันทึกด้วยฟิล์มถ่ายภาพและอุปกรณ์บันทึกภาพได้ดี โดยเป็นช่วงคลื่นที่ดวงอาทิตย์มีการสะท้อนพลังงานสูงสุด (reflected energy peak ที่ 0.5 mm) ช่วงคลื่นนี้แบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มที่ตอบสนองต่อสายตามนุษย์ คือ

ประเภทคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ความยาวช่วงคลื่น

ความถี่

คุณสมบัติ

0.4-0.5 mm. ช่วงคลื่นสีน้ำเงิน
0.5-0.6 mm. ช่วงคลื่นสีเขียว
0.6-0.7 mm. ช่วงคลื่นสีแดง
ซึ่งเป็นแม่สีแสงที่ก่อให้เกิดสีต่างๆ ที่เรามองเห็นในธรรมชาติ

6. คลื่นอินฟราเรด (infrared)
แบ่งออกเป็นช่วงคลื่นย่อย ดังนี้

ช่วงคลื่นระหว่าง 0.7-0.9 mm สามารถถ่ายภาพด้วยฟิล์มพิเศษ เรียกว่า photographic infrared film และเป็นช่วงที่โลกสะท้อนพลังงานสูงสุดที่ 9.7 mm

6.1 อินฟราเรดใกล้ (near infrared)

0.7-1.3 mm

230-430 THz

มีประโยชน์ต่อการศึกษาด้านพืชพรรณ การแยกแยะดินกับน้ำ

6.2 อินฟราเรดคลื่นสั้น
(short wave infrared)

1.3-3.0 mm

100-230 THz

มีประโยชน์ต่อการศึกษาด้านการใช้ที่ดินแร่ธาตุ

6.3 อินฟราเรดคลื่นกลาง
(middle wave infrared)

3.0-8.0 mm

38-100 THz

มีประโยชน์ด้านการแยกแยะแร่ธาตุวัตถุสะท้อนแสงสูง

6.4 อินฟราเรดความร้อน
(thermal infrared)

8.0-14.0 mm

22-38 THz

ใช้ศึกษาโรคพืชเนื่องจากความร้อน ความแตกต่างของความร้อนในพื้นที่ศึกษา ความแตกต่างของความชื้นของดิน

6.5 อินฟราเรดไกล (far infrared)

14.0 mm – 1 mm.

0.3-22 THz

ไม่ปรากฏการประยุกต์ใช้เพราะคลื่นนี้จะถูกชั้นบรรยากาศดูดกลืนจนเกือบทั้งหมด

7. คลื่นไมโครเวฟ (microwave)
แบ่งตามขนาดความยาวคลื่นได้
3 กลุ่มย่อย

0.1-30.0 cm.

เป็นช่วงคลื่นยาวที่สามารถทะลุผ่านหมอก เมฆ และฝนได้ สามารถบันทึกข้อมูลได้ทั้งระบบพาสซีฟและแอคทีฟ

7.1 ช่วงคลื่นขนาดมิลลิเมตร

1.0-10.0 mm.

30-300 GHz

7.2 ช่วงคลื่นขนาดเซนติเมตร

1.0-10.0 mm.

3-30 GHz

7.3 ช่วงคลื่นขนาดเดซิเมตร

0.1-1.0 dm.

0.3-3 GHz

8. คลื่นเรดาร์ (radar)
มีแบ่งย่อยเป็นช่วงคลื่นที่สำคัญ ดังนี้

0.1-30.0 cm.

30-300 MHz

เป็นระบบแอคทีฟ ที่สามารถทะลุผ่านหมอก เมฆ และฝนได้

8.1 Ka band

10 mm.

8.2 X band

30 mm.

8.3 L band

25 cm.

9. คลื่นวิทยุ (radio)

1 m. – 100 km.

3 KHz–300 MHz

เป็นช่วงคลื่นที่ยาวที่สุด บางครั้งมีเรดาร์อยู่ในช่วงนี้ด้วย

อ้างอิงแหล่งที่มาของข้อมูล/ภาพ

//www.gis2me.com/th/?p=784

ศุทธินี ดนตรี, ความรู้พื้นฐานด้านการสำรวจจากระยะไกล (Remote Sensing), 2544, หน้า 3-7 ถึง 3-8

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

พลังงานเป็นสัดส่วนผกผันกับความยาวคลื่น คือ ความยาวคลื่นมากให้พลังงานต่ำ ซึ่งมีความสำคัญในการสำรวจข้อมูลระยะไกล เช่น ไมโครเวฟจากพื้นโลก จะยากต่อการบันทึกมากกว่าพลังงานในช่วงคลื่นสั้นกว่า ฉะนั้น การบันทึกพลังงานช่วงคลื่นยาว ต้องบันทึกพลังงานในบริเวณกว้างและใช้เวลานานพอสมควร(273 องศาเซลเซียส C) สามารถเปล่งหรือแผ่พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาได้อย่างต่อเนื่อง ดังนั้น วัตถุพื้นผิวโลกถือว่าเป็นแหล่งพลังงานที่ขนาดและส่วนประกอบของช่วงคลื่นแตกต่างกันไป พลังงานแผ่ออกมามากน้อยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของพื้นผิววัตถุ โดยสามารถคำนวณได้จากกฎของ Stefan-Boltzmann ดังนี้-ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่สำคัญที่สุดของการสำรวจข้อมูลระยะไกล อย่างไรก็ตาม สสารทุกชนิดที่มีอุณหภูมิชนิดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าองศาสัมบูรณ์

พลังงานทั้งหมดที่แผ่จากวัตถุจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิสมบูรณ์กำลัง 4 ดังนั้น พลังงานที่แผ่ออกมาจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โดยความจริงกฎนี้จะใช้กับเทหวัตถุสีดำ (Black Body) ซึ่งหมายถึง “วัตถุหรือมวล ๆ หนึ่งที่สามารถดูดกลืนพลังงานทั้งหมดที่กระทบและจะแผ่พลังงานในปริมาณที่มากที่สุดที่ทุก ๆ อุณหภูมิ” เทหวัตถุสีดำจึงเป็นสิ่งสมมติฐานขึ้น เพราะไม่มีสสารใด ๆ ในโลกที่มีคุณสมบัติดังกล่าว แต่มีสภาพใกล้เคียงเท่านั้น

พลังงานที่แผ่ออกมาจะแปรผันกับอุณหภูมิของวัตถุและความยาวช่วงคลื่น ซึ่งสามารถคำนวณหาพลังงานต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่สำหรับความยาวคลื่นที่กำหนดจากกฎของ Planck

นอกจากนี้ เมื่อทราบอุณหภูมิสามารถคำนวณหาความยาวคลื่นที่ให้พลังงานสูงสุด จากกฎการแทนที่ของ Wien (Wien’s Displacement Law)

จากสมการสรุปได้ว่า อุณหภูมิของผิวพื้นโลกประมาณ 300 องศาเคลวิน °K แผ่พลังงานสูงสุดที่ความยาวคลื่นประมาณ 9.7 ไมโครเมตร การแผ่รังสีนี้มีความสัมพันธ์กับความร้อนผิวโลก จึงมักเรียกรังสีที่แผ่ออกมานี้ว่า อินฟราเรดความร้อน ซึ่งไม่สามารถมองเห็นและถ่ายภาพได้ด้วยกล้องธรรมดา ต้องใช้