หลักการเบื้องต้นในการสำรวจจากระยะไกล

หลักการเบื้องต้นในการสำรวจจากระยะไกล
การบันทึกข้อมูลจากระยะไกล สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ส่วน (Curran, 1985; Japan
Association on Remote Sensing,1993; Lillesand & Kiefer, 1994) ดังแสดงในรูปที่ 1 คือ

      1. แหล่งพลังงาน (Source) ที่เป็นต้นกำเนิดของพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามาจาก
สามแหล่ง คือ พลังงานจากดวงอาทิตย์ การแผ่พลังงานความร้อนจากพื้นผิวโลก และระบบ
บันทึกข้อมูล ในขณะที่มีการทำงานนั้นจะเกิดขบวนการ การแผ่รังสีความร้อน (Radiation)
การนำความร้อน (Conduction) และ การพาความร้อน (Convection)

      2. ปฏิกิริยาที่มีต่อพื้นผิวโลก เป็นปริมาณของการแผ่รังสี หรือการสะท้อนพลังงาน
จากผิวโลก ซึ่งจะมากหรือ น้อยก็ขึ้นอยู่กับชนิดของวัตถุบนพื้นโลก เนื่องจากวัตถุต่างชนิดกัน
จะมีสมบัติในการสะท้อนแสงและการส่งพลังงานความร้อนแตกต่างกันในแต่ละช่วง คลื่นแม่
เหล็กไฟฟ้า ความแตกต่างนี้สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในการจำแนกประเภทของวัตถุต่าง ๆ

      3. ปฏิกิริยาที่มีต่อบรรยากาศและเครื่องบันทึกข้อมูล พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผ่าน
เข้าไปในชั้นบรรยากาศจะถูกกระจัดกระจาย (scatter) โดยธาตุองค์ประกอบของบรรยากาศ
ซึ่งมีอิทธิพลต่อคุณภาพของภาพข้อมูล

      4. เครื่องวัดจากระยะไกล (remote sensor) หรือ เครื่องบันทึกพลังงานที่สะท้อนจาก
พื้นผิวของวัตถุ เช่น กล้องถ่ายรูป หรือเครื่องกวาดภาพ เป็นต้น เครื่องวัดนี้จะถูกติดตั้งไว้ใน
ยานสำรวจ (platform) ได้แก่เครื่องบินหรือดาวเทียม ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเครื่องวัดชนิดใหม่

ขึ้นมาใช้อย่างมากมาย เพื่อใช้งานเฉพาะเรื่อง ซึ่งพอจะจำแนกประเภทเครื่องวัดได้ 2 ชนิดคือ
        - แอกทีฟเซนเซอร์ (Active Sensor) หมายถึงเครื่องวัดที่สามารถรับ และบันทึก
สัญญาณข้อมูลซึ่งสะท้อนจากวัตถุที่ต้องการศึกษา โดยใช้เครื่องวัดที่สามารถสร้างคลื่น
แม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นได้เอง แล้วส่งผ่านให้ไปกระทบวัตถุที่ต้องการศึกษานั้น เพื่อให้สะท้อนพลังงาน
กลับคืนออกมา (Backscatter Radiation) แล้วทำการบันทึก ตัวอย่างเครื่องวัดชนิดนี้ได้แก่
ระบบเรดาร์ (RADAR)

        - พาสซีฟเซนเซอร์ (Passive Sensor) คือเครื่องวัดที่สามารถตรวจรับและบันทึกสัญญาณ
ข้อมูลที่สะท้อนหรือเปล่งจากแหล่งกำเนิดธรรมชาติ เช่น พลังงานจากดวงอาทิตย์
ระบบบันทึกข้อมูลมีข้อจำกัดในเรื่องของความสามารถในการบันทึก ขนาด ของ
วัตถุ โดยเฉพาะวัตถุขนาดที่เล็กที่สุดที่สามารถมองเห็นได้ โดยแยกออกจากสภาพ
แวดล้อมโดยรอบ เรียกข้อจำกัดนี้ว่า “Spatial Resolution” ซึ่งจะเป็นเครื่องชี้ว่าระบบ
บันทึกมีความสามารถดีเพียงใดในการเก็บรายละเอียดต่าง ๆ

หลักการทำงานของระบบการตรวจวัดข้อมูลจากระยะไกล

ผังการทำงานพื้นฐาน

ปกติ เราจะใช้เทคนิคทาง RS ในการหา ข้อมูลเชิงพื้นที่ หรือ ข้อมูลทางภูมิศาสตร์

( spatial or geographic data) ที่ต้องการ ก่อนจะนำข้อมูลนั้นมาผ่านการประมวลผล เพื่อหาสิ่งที่ต้องการศึกษาต่อไป โดยในการนี้ เราอาจใช้เทคนิคทาง GIS  เข้ามาช่วยด้วย โดยผังการทำงานพื้นฐานของระบบ RS ร่วมกับ GIS จะเป็นดังนี้  

ด้วยเหตุนี้ การศึกษาทาง ภูมิสารสนเทศ (geoinformatics) จะประกอบด้วยเนื้อหา 3 ส่วนหลัก คือ

     1. การตรวจวัดจากระยะไกล  (remote sensing)

     2. การวิเคราะห์และแปลข้อมูลภาพ (image processing)

     3. GIS Application

 จะเห็นได้ว่า ผังการทำงาน พื้นฐานของระบบ RS ร่วมกับ GIS จะแยกออกได้เป็น 4 ส่วน ดังนี้ 

      1. การได้มาซึ่งข้อมูล (data acquisition)  

      2. การประมวลผลข้อมูล  (data processing) และ

      3. การแสดงผลการศึกษาและการจัดเก็บข้อมูล (data presentation and database management)

      4. การประยุกต์ใช้ข้อมูลร่วมกับเทคนิคทาง GIS (GIS-based data application)

ในส่วนของ การได้มาซึ่งข้อมูล จะมีองค์ประกอบหลักอยู่ 2 ส่วน คือ  

       1.  แหล่งข้อมูล (source) ในที่นี้ หมายถึง พื้นที่เป้าหมาย ของการสำรวจ ซึ่งอาจอยู่บนผิวโลกหรือในบรรยากาศ ของโลกก็ได้ แต่ที่สำคัญ ต้องเป็นเขตที่สามารถ สร้างหรือสะท้อน สัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EM Wave)  ออกมาได้ สำหรับเป็นสื่อในการตรวจวัดโดยอุปกรณ์ที่ใช้งานอยู่ 

       2. เครื่องตรวจวัดจากระยะไกล (remote sensor) เป็นอุปกรณ์ซึ่งถูกออกแบบมาสำหรับการตรวจวัดสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งออกมาจากพื้นที่เป้าหมาย แยกตามช่วงคลื่นที่เหมาะสม โดยมันมักถูกมักติดตั้งไว้บนเครื่องบิน บอลลูน หรือ บนดาวเทียม ทำให้สามารถสำรวจผิวโลกได้เป็นพื้นที่กว้าง โดยข้อมูลที่ได้มักจัดเก็บไว้ในรูปของ ภาพอนาลอก (analog image) หรือ ภาพเชิงตัวเลข (digital image) เช่น ภาพดาวเทียม เป็นต้น

       สำหรับในส่วนของ การแสดงผลการศึกษาและการจัดเก็บข้อมูล เป็นขั้นตอนของการเผยแพร่ผลการศึกษาต่อกลุ่มเป้าหมาย รวมไปถึงการจัดเก็บข้อมูลและผลการศึกษาดังกล่าว สำหรับใช้เป็น ฐานข้อมูล ของงานในอนาคต   ในรูปของผลิตภัณฑ์สารสนเทศ (IT product) เช่น บันทึก รายงาน หรือ สิ่งตีพิมพ์ เป็นต้น

        ขั้นสุดท้าย คือการนำเอาข้อมูลและผลการศึกษาที่ได้จากกระบวนการทาง RS  ไปใช้ ในการศึกษาวิจัยอื่น ๆ โดยใช้เทคนิคทาง GIS (Geographic Information System) เข้ามาช่วย

ผังการทำงานพื้นฐาน ของระบบการตรวจวัดข้อมูลจากระยะไกล (RS system)

อ้างอิง

เอกสารประกอบการเรียน-การสอนวิชา 876211 การสำรวจจากระยะไกล 1
(Remote Sensing 1) ประจำภาคเรียนที่ 1/2557

โดย  ดร.นฤมล   อิทรวิเชียร คณะภูมิสารสนเทศศาสตร์

Japan Association on Remote Sensing (1993)

http://www.ee.eng.cmu.ac.th/~tharadol/teach/912706/geo_03.pdf