یکی از مهمترین محدودیت ها و مشکلات سنجش از دور در بخش پردازش تصاویر ماهواره ای، مبحث قدرت تفکیک یا توان تفکیک تصاویر ماهواره ای (Resolution) است. توان تفکیک یا رزولوشن Resolution در تصاویر ماهواره ای به 4 دسته زیر تقسیم می شوند. با ما تا آخر جهت دانستن چهار خصوصیت مهم سنجنده ها همراه باشید.
قدرت تفکیک مکانی (Spatial Resolution)
هر سنجنده ای که وظیفه تصویر برداری از سطح زمین را بر عهده دارد، دارای ویژگی های خاص و متناسب به خود می باشد. یکی از این ویژگی ها کیفیت تصاویری است که برداشت می کند. پیکسل در سنجنده های مختلف اندازه های مختلف دارد که به عنوان توان تفکیک مکانی یا Pixel Size سنجنده مطرح می شود.
قابلیت و توانایی هر سنجنده در شناسایی جزئیات پدیده های مکانی موجود در سطح زمین بعنوان توان یا قدرت تفکیک مکانی تعریف می شود. هر چقدر سایز پیکسل کوچکتر باشد، تعداد شبکه (ترکم پیکسل ها) بیشتر شده و تشخیص عوارض بهتر می شود و قاعدتاً حجم داده افزایش پیدا می کند.
به عنوان مثال: اندازه پیکسل های هر تصویر لندست ۱۵*۱۵ متر است. یعنی هر پیکسل داره 15 متر از سطح زمین رو پوشش می دهد. انواع سنجنده ها از نظر قدرت مکانی عبارت است از: 1.1 کیلومتر، 1 کیلومتر، 1500 متر، 250 متر، 100 متر، 80 متر، 60 متر، 30 متر، 23 متر، 15 متر، 10 متر، 5.5 متر، 4 متر، 3 متر، 1.5 متر، 80 سانتیمتر، 60 سانتیمتر، 40 سانتیمتر، 10 سانتیمتر، 2 سانتیمتر.
قدرت تفکیک طیفی (Spectral Resolution)
قابلیت و توانایی هر سنجنده در شناسایی طیف های مختلف امواج الکترومغناطیس بعنوان توان یا قدرت تفکیک طیفی تعریف می شود.
در این رابطه باید به دو موضوع توجه شود:
- تعداد باندهای هر تصویر ماهواره ای
- پهنای هر باند تصویر ماهواره ای
هر چه تعداد باندهای یک تصویر ماهواره ای بیشتر باشد، نتیجه این می شود که پهنای هر باند در طیف الکترومغنایس کاهش می یابد (توان طیفی افزایش می یابد) که به این سنجنده ها، سنجنده های Hyper Spectral گویند.
و هر چه تعداد باندهای یک تصویر ماهواره ای کمتر باشد، نتیجه این می شود که پهنای هر باند در طیف الکترومغنایس افزایش می یابد که به این سنجنده ها، سنجنده های Multi Spectral گویند.
مثلاً تصاویر ماهواره هایپریون Hyperion دارای ۲۲۰ باند است، (یعنی تعداد باندهای بسیار زیاد) اما پهنای هر باند بسیار کم است، حدود ۱۰ نانومتر برای هر باند. که از محدوده ۰٫۴ میکرومتر تا حدود ۲٫۵ میکرومتر متغیر است. توان تفکیک مکانی این تصاویر هم ۳۰ متر است. یا مثلاً برعکس تصاویر ماهواره لندست ۸ در ۱۱ باند ثبت می شود که در طول موج های ۰٫۴ تا حدود ۱٫۴ است.
قدرت تفکیک رادیومتریک (Radiometric Resolution)
تعداد بیت هایی که سنجنده برای دریافت انرژی اختصاص می دهد بعنوان توان یا قدرت تفکیک رادیومتریک تعریف می شود. یعنی تا چه حد یک تصویر می تواند انرژی های الکترومغناطیس را شناسایی کند. هر چقدر یک تصویر از توان تفکیک رادیومتریک بالاتری برخوردار باشد، از توان شناسایی انرژی های بالاتر و بیشتری را برخودار است. مثلاً اگر توان تفکیک رادیومتریک یک تصویر ماهواره ای ۸ بیت بیان شده باشد، بدین معنی است که می تواند انرژی الکترومغناطیس را در یک بازه ۰-۲۵۵ توزیع کند. مثل لندست MSS
اما اگر یک تصویر ۱۶ بیت باشد، می تواند انرژی رسیده به سنجنده را در یک بازه بین ۰-۶۵۵۳۵ تقسیم بندی کند. مثل لندست ۸، در واقع این سنجنده نسبت به سنجنده قبلی می تواند انرژی های بیشتری (یعنی انرژی های کوچکتری) را با جزئیات بیشتری شناسایی کند.
هر چقدر توان یا قدرت تفکیک رادیومتریک بیشتر باشد، کیفیت تصویر افزایش پیدا می کند که این افزایش کیفیت با چشم قابل شناسایی نمی باشد بلکه این تغییرات در مقادیر Value ها قابل شناسایی می باشد.
قدرت تفکیک زمانی (Temporal Resolution)
ماهواره ها با فواصل زمانی متفاوت از یک نقطه عکس برداری می کنند. انواع فواصل زمانی عبارت است از: 21 روزه، 16 روزه، 9 روزه، 6 روزه، 3 روزه، 1.5 روزه، روزانه، ساعتی (4 بار در روز)، هر 15 دقیقه و هر 5 دقیقه. منظور از قدرت تفکیک زمانی در تصاویر ماهواره ای، دوره بازگشت برای ثبت تصویر جدید ماهواره ای از یک منطقه مشخص است. این مسئله ناشی از تفاوت مدارهای عبور کننده ماهواره هاست.
ماهواره با قدرت تفکیک زمانی 21 روزه به معنی این است که 21 روز طول می کشد تا کل کره زمین را طی کند و دوباره به نقطه اولیه باز گردد و اقدام به عکسبرداری کند. به عبارت دیگر هر 21 روز عکس نقطه مورد نظر را به ایستگاههای زمینی مخابره میکند.
با توجه به رخدادی که مورد مطالعه قرار میگیرد، قدرت تفکیک زمانی مورد نظر متفاوت است. مثـلاً برای آتشسوزی عکس ساعتی کاربرد دارد یا برای رشد گیاه عکس ماهانه مورد نیاز است. در این زمینه می توان ماهواره ها را از نظر مداراتشان به دو دسته تقسیم بندی نمود:
- زمین آهنگ (Geostationary Satellite): همراه با چرخش زمین، به دور زمین گردش می کند. در ارتفاع 36000 کیلومتری قراردارد. در هواشناسی، مخابراتی و تلویزیونی کاربرد دارد.
- خورشید آهنگ (مشاهداتی یاEarth Observation Satellite ): از قطب شمال به جنوب در حال گردش است. در ارتفاع 500 تا 1000 کیلومتری قراردارد. سازمان نقشهبرداری کشور بیشتر در این ناحیه تصویربرداری انجام میدهد.
