Transcript วงโคจรแบบใกล้แกนหมุนของโลก

ความหมาย
 “Remote Sensing” เป็ นศาสตร์ ของการศึกษา
โครงสร้ างและองค์ ประกอบของพืน้ ผิวโลกและ
บรรยากาศโลก
จากระยะไกล โดยใช้ อุปกรณ์ การตรวจวัด ซึ่ง
ใช้ คลืน่ แม่ เหล็กไฟฟ้ าเป็ นสื่ อในการได้ มาซึ่งข้ อมูล
ใช้ กล้ องถ่ ายภาพทางอากาศ เรดาร์ หรือ เครื่อง
กวาดภาพบนดาวเทียม
องค์ ประกอบของระบบ RS
 การตรวจวัดจากระยะไกลออกได้ เป็ น 3 ส่ วนหลัก คือ
1. แหล่ งข้ อมูลของการตรวจวัด (Sources) :ในที่นีค้ อื
พืน้ ผิวและบรรยากาศของโลก
2. อุปกรณ์ การตรวจวัดจากระยะไกล (Remote
Sensor) : ใช้ คลืน่ แม่ เหล็กไฟฟ้าเป็ นสื่ อ
3. ระบบการประมวลผลข้ อมูล (Data Processing
System) : ใช้ ผ้ ูปฏิบัตกิ ารและระบบคอมพิวเตอร์
หลักการของรีโมเซนซิง
1. ใช้ ยานสารวจ
2. ตรวจวัดด้ วยเครื่องวัดที่ใช้ แถบคลืน่ หรือ แบนด์ ให้
พลังงานแม่ เหล็กไฟฟ้ าทีต่ ่ างกัน ของวัตถุทมี่ ีการเปล่ งรังสี
และสะท้ อนแสงต่ างกัน
3.ข้ อมูลจะผ่ านกระบวนการวิเคราะห์ ด้วยสายตา หรือ
คอมพิวเตอร์
• ช่ วงคลืน่ แสงเป็ นช่ วงคลืน่ ทีต่ ามนุษย์ รับรู้ได้ มี แสง
สี ม่วงจนถึงสี แดง
• ช่ วงอินฟราเรด เป็ นช่ วงคลืน่ ที่มีพลังงานต่า ตา
มนุษย์ มองไม่ เห็นแบ่ งเป็ น อินฟราเรดคลืน่ สั้ นและ
อินฟราเรดคลืน่ ความร้ อน
การเกิดภาพสี ผสมของข้ อมูลดาวเทียม
ช่ วงคลืน่ การตรวจวัด
 การตรวจวัดช่ วงความยาวคลืน่ แคบ ๆ ช่ วงหนึ่งเรียกว่ าเป็ น ช่ วง
คลืน่ ของการตรวจวัด (spectral range) หรือ แบนด์ (band)
ซึ่งทีพ่ บมากมักอยู่ใน ช่ วง UV ช่ วงแสงขาว ช่ วงอินฟราเรด
และ ช่ วงไมโครเวฟ ของสเปกตรัมคลืน่ EM
การแสดงช่วงความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า ซึ่ ง
เครื่ องมือวัด (Sensor) ของดาวเทียมหรื ออุปกรณ์ตรวจวัด
จะออกแบบมาให้เหมาะสมกับช่วงความยาวของคลื่น
แบนด์ ต่างๆทีใ่ ช้ ในรีโมตเซนซิง
เราใช้ คลืน่ แม่ เหล็กไฟฟ้าในการสารวจจาก
ระยะไกลได้ อย่ างไร
• เนื่องจากวัตถุต่างๆมีคุณสมบัตกิ ารสะท้ อนคลืน่
แม่ เหล็กไฟฟ้ าที่ช่วงคลืน่ ต่ างๆไม่ เหมือนกัน
• ดินจะสะท้ อนแสงในช่ วงคลืน่ แสงได้ ดที ุกสี
• พืชสะท้ อนแสงช่ วงสี เขียวได้ ดี
รังสี ทีอ่ อกมาจากพืน้ ที่สารวจ ซึ่งเครื่องวัดได้ ในแต่ ละครั้ง
จะมีทมี่ าจาก 3 แหล่ ง หลัก คือ
1. รังสี ทตี่ วั วัตถุแผ่ ออกมาเองตามธรรมชาติ (radiation
หรือ emission)
2. แสงอาทิตย์ ทสี่ ะท้ อนออกมาจากผิวของวัตถุ
(reflected sunlight)
3. รังสี สะท้ อนจากตัววัตถุ ทีส่ ่ งมาจากตัวเครื่องตรวจวัด
เอง (reflected sensor’s signal)
การโคจรของดาวเทียม
• ดาวเทียมโคจรในทิศเดียวกับการหมุนรอบตัวเองของโลก
มีระนาบการโคจรอยูใ่ นแนวเส้นศูนย์สูตร และมีความสูง
ประมาณ 36,000 กิโลเมตร
ตาแหน่งของดาวเทียมสัมพัทธ์กบั ตาแหน่งบนพื้นโลกจะ
เสมือนว่าดาวเทียมอยูน่ ิ่งค้างอยูบ่ นฟ้ าตลอดเวลา จึงเรี ยก
ดาวเทียมที่มีลกั ษณะวงโคจรเช่นนี้วา่ ดาวเทียมค้างฟ้ า
(Geostationary satellite)
การโคจร
1. ดาวเทียมสถิต (geostationary satellite) จะมี คาบ การโคจรรอบโลก
เท่ ากับ 24 ชั่วโมง ทาให้ มันดูเสมือน อยู่นิ่ง บนท้ องฟ้า ส่ วนใหญ่ ในกลุ่มนี้
จะเป็ นพวก ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา (weather satellite) หรือ
ดาวเทียมสื่ อสาร (communication satellite)
2. ดาวเทียมทีโ่ คจรในระดับความสู ง 300-1000 กิโลเมตรจากผิวโลก มัก
ถูกเรียกว่ าเป็ น ดาวเทียมวงโคจรต่า (low-earth-orbit satellite: LEO)
วงโคจรแบบค้างฟ้ า(geostationary orbit)
•
วงโคจรแบบใกล้ แกนหมุนของโลก
(Near polar orbit)
วงโคจรแบบใกล้ แกนหมุนของโลก
• ระนาบของวงโคจรของดาวเทียมจะอยูใ่ นทิศใกล้เคียงกับ
แนวแกนหมุนของโลก
• ดาวเทียมสารวจส่ วนมากจะมีวงโคจรในลักษณะนี้ โดยจะ
มีการกาหนดระดับความสู ง และมุมของระนาบวงโคจร
เทียบกับแนวเส้นศูนย์สูตร (โดยมากจะมีความสูง
ประมาณ 700-1000 กิโลเมตร และมีมุมเอียง
ประมาณ 95 - 100 องศา จากระนาบศูนย์สูตร)
• ตัวอย่างเช่น ดาวเทียม Landsat (สหรัฐอเมริ กา)
SPOT (ฝรั่งเศส) ADEOS (ญี่ปุ่น)
INSAT (อินเดีย) RADARSAT (แคนาดา)
ดาวเทียมเพื่อการสื่ อสาร เช่น ดาวเทียมอีริเดียม
การทางานของดาวเทียม
• ดาวเทีย่ มทีน่ ิ่งอยู่กบั ที่ วงโคจรเหนือเส้ นศูนย์ สูตร
อยู่ในตาแหน่ งสู งประมาณ 35,000 เมตร
• ดาวเทียมทีอ่ ยู่ในวงโคจรผ่ านขั้วโลก แนวเหนือใต้ อยู่
ระดับความสู ง ประมาณ 850 จากจุดขั้วโลก
การวิเคราะห์ ข้อมูลดาวเทียม
• 1. แปลตีความด้ วยสายตา
• 2.ด้ วยคอมพิวเตอร์
องค์ ประกอบ
1.ความเข้ มของสี และแสง
2.ขนาด
3.รูปร่ าง
4.เนือ้ ภาพ
5.รูปแบบ
6.ความสู งและเงา
7.ที่ต้งั
8.ความเกีย่ วพัน
ภาพโมเสกประเทศ
ไทยคือการต่ อรูป
ถ่ ายทางอากาศหรือ
ข้ อมูลภาพได้ แก่
ภาพจากดาวเทียม
หลายๆภาพ
การนาไปใช้
การนาเอาข้ อมูลและผลการศึกษาทีไ่ ด้ จาก
กระบวนการทาง RS ไปใช้ ในการศึกษาวิจัยอืน่ ๆ
โดย
ใช้ เทคนิคทาง GIS (geographic information
system) เข้ ามาช่ วย ซึ่งเราจะได้ เรียนมากขึน้ ในวิชา
GIS
การจัดเก็บข้ อมูล
 ข้ อมูลทีไ่ ด้ จากเครื่องตรวจวัด เก็บไว้ ในรู ปของ ข้ อมูลภาพ
(image data) ซึ่งแบ่ งเป็ น 2 ประเภท หลัก คือ
1. ข้ อมูลอนาลอก (analog data) คือ ข้ อมูลที่
แสดงความเข้ มของรังสี ซึ่งมีค่า ต่ อเนื่อง ตลอดพืน้ ทีท่ ี่
ศึกษา เช่ น ภาพถ่ ายทางอากาศ (ซึ่งยังไม่ ถูกแปลงเป็ นภาพ
ดิจิตอล) และ
2. ข้ อมูลเชิงตัวเลข (digital data) คือ ข้ อมูลแสดงความ
เข้ มของรังสี ซึ่งถูก แบ่ ง ออกเป็ นระดับ (level) ย่ อย ๆ ใน
การจัดเก็บ เรียกว่ าค่ า บิท (bit) โดย ข้ อมูล n บิท จะ
แบ่ งเป็ น 2n ระดับความเข้ ม ทั้งนี้
ภาพทัว่ ไปมักจะแบ่ งออกเป็ น 256 ระดับ
ความเข้ ม (เรียกว่ าเป็ นข้ อมูล 8 บิท)
 ข้ อมูล เชิงตัวเลข ทีไ่ ด้ การตรวจวัดจากระยะไกล มักถูก
เก็บไว้ ใน 2 รู ปแบบ ทีส่ าคัญคือ
1. ในรู ปของ ภาพเชิงตัวเลข (digital image) เช่ น
ภาพดาวเทียมส่ วนใหญ่ ทเี่ ห็น ซึ่งจะแบ่ งพืน้ ทีเ่ ก็บข้ อมูล
บนภาพ ออกเป็ นชิ้นสี่ เหลีย่ มเล็ก ๆ จานวนมาก เรี ยกว่ า
เซลล์ ภาพ หรือ จุดภาพ (pixel) ซึ่งแต่ ละชิ้น จะเป็ น
ตัวแทนพืน้ ทีใ่ นกรอบการมอง แต่ ละครั้ง บนผิวโลกของ
เครื่องตรวจวัด
• 2. ในรู ปของ แฟ้ มข้ อมูลเชิงตัวเลข (digital file) ใน 3 มิติ
สาหรับการประมวลผลด้ วยคอมพิวเตอร์
ประโยชน์
11. การหาข้ อมูลเพือ่ ภารกิจทางทหาร (Military Services)
การถ่ ายภาพจากทางอากาศด้ วยเครื่องบินสอดแนม
(spy plane) และ การสารวจพืน้ ที่ที่สนใจ โดยใช้ เครื่อง
ตรวจวัดประสิ ทธิภาพสู งบนดาวเทียม
1. ตรวจวัดครอบคลุมพืน้ ทีไ่ ด้ เป็ น บริเวณกว้ าง ในแต่ ละครั้ง
โดยเฉพาะการตรวจวัดจากอวกาศ
ทาให้ มองภาพรวมได้ ง่าย และได้ ข้อมูลทีค่ ่ อนข้ างทัน
ต่ อเหตุการณ์
9. การสารวจบรรยากาศและงานวิจยั ทางอุตุนิยมวิทยา
(Atmospheric and Meteorological Study)
เช่ น การเปลีย่ นแปลงของสภาพอากาศในช่ วงสั้ น การศึกษา
องค์ ประกอบของอากาศ ทีร่ ะดับความสู งต่ าง ๆ เช่ น ไอนา้
คาร์ บอนไดออกไซด์ หรือ โอโซน รวมไปถึง การตรวจสอบ
การแปรปรวนของอากาศระดับล่ าง เช่ น การเกิดพายุขนาดใหญ่
หรือ พายุฝนฟ้ าคะนอง
9. การติดตามตรวจสอบภัยธรรมชาติ (Natural Disaster
Monitoring)
นา้ ท่ วม แผ่ นดินถล่ ม การระเบิดของภูเขาไฟ
แผ่ นดินไหว การเกิดไฟป่ า
การเกิดไฟในแหล่ งถ่ านหินใต้ ผวิ ดิน (subsurface coal
fires)
8. การศึกษาแนวชายฝั่งและมหาสมุทร (Coastal and
Oceanic Study)
การเปลีย่ นแปลงเชิงคุณภาพและขนาดของเขตชายฝั่ง
การจัดการพืน้ ทีช่ ายฝั่ง
การศึกษาคุณสมบัตเิ ชิงกายภาพและเชิงเคมีของนา้ ทะเล
ระดับบน เช่ น อุณหภูมหิ รือความเค็ม
• 7.
การวางผังเมือง (Urban planning)เช่ น การใช้
ประโยชน์ ทดี่ นิ ในเขตเมือง
6. การศึกษาในภาคเกษตรและการจัดการป่ าไม้
(Agricultural and Forestry Study)
การใช้ ประโยชน์ ทดี่ นิ ภาคเกษตร การสารวจคุณภาพดิน
การสารวจความสมบูรณ์
ของพืชพรรณ และ การตรวจสอบการใช้ ประโยชน์ และ
การเปลีย่ นแปลงของพืน้ ทีป่ ่ าไม้ ตามเวลา
• 5. ตรวจวัดข้ อมูลในพืน้ ที่ ทีเ่ ข้ าถึงทางพืน้ ดินลาบาก ได้
อย่ างมีประสิ ทธิภาพ เนื่องจากอุปกรณ์ ทใี่ ช้ ต้องการเพียง
สั ญญาณคลืน่ แม่ เหล็กไฟฟ้ า ทีม่ าจากพืน้ ทีท่ ศี่ ึกษา เท่ านั้น
ในการทางาน
10. การศึกษาทางนิเวศวิทยาและสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ (Ecosystem
and Natural Environment Study)
เช่ น การศึกษาระบบนิเวศน์ ของป่ าเขตร้ อน ระบบนิเวศน์ ป่าริมนา้ การ
วิเคราะห์ ถิ่นอาศัยของสั ตว์ ป่า หรือ การวิเคราะห์ ความเสื่ อมโทรมของ
สภาพแวดล้อมตามธรรมชาติ