تصميم قمر اصطناعي لإنتاج الخرائط الطبوغرافية آنياً

[align=center]دون الحاجة إلى نقاط الضبط الأرضية
تصميم قمر اصطناعي لإنتاج الخرائط الطبوغرافية آنياً

ملخص لبحث الدكتوراه
للعميد الركن- عبدالعزيز بن إبراهيم العبيداء[/align]


[align=justify]في عالم أصبح التطور العلمي فيه يقفز قفزات كبيرة وذلك بفضل ما منحه الله للإنسان من بصيرة في تطوير الحاسب الآلي الذي تتضاعف قدراته سريعاً. فإن تطور وانتشار الحاسب الآلي أدى إلى تطوير معظم التطبيقات التي تستخدمه ومن أهم التطبيقات التي تطور والتي كانت إلى عهد قريب مقتصرة على أعلى الهيئات السرية في الدول المتقدمة استخدام الأقمار الاصطناعية لتصوير الأرض بدقة ووضوح عال ففي سبتمبر من عام 1999م أطلقت شركة بالولايات المتحدة الإمريكية آخر وأحدث هذه الأقمار ويدعي إكونسي (IKONOSI) والذي لديه القدرة على التقاط صور للأرض ممكن استخدامها لتميز الأغراض التي لا تتعدى أبعادها (1م × 1م) وهذه بحق قفزة هائلة في عالم المساحة وعمل الخرائط وسيكون لها آثار إيجابية عديدة في تغيير الكثير من المفاهيم السائدة في هذه المجالات.

لقد كان لهذه المجلة السبق في الاهتمام بهذا الموضوع من خلال نشرها سلسلة من المقالات من ضمنها مقالات للعميد الركن- عبدالعزيز بن إبراهيم العبيداء في الأعداد (103، 104، 106، 107، للأعوام 1416، 1417ه، 1418ه والذي حصل على شهادة الدكتوراة من جامعة ولاية إوهايو عام 1993م، وكان عنوان بحثه "تصميم قمر اصطناعي لعمل الخرائط دون الحاجة إلى نقاط الضبط الأرضية" وحيث إن هذا الموضوع هو موضوع الساعة فقد رأينا عرض بحثه كاملاً على حلقات وبالله التوفيق.
يقع البحث في ستة أبواب بدأها المؤلف بمقدمة عن تطور أعمال الخرائط والتصوير الجوي واستخدامات الأقمار الاصطناعية في الحصول على هذه الصور أو المرئيات. يناقش الباب الثاني القضايا المتعلقة برسم الخرائط من الفضاء وكذلك يقدر الاحتياجات الخاصة لإنشاء نظام جديد ودقيق لرسم الخرائط باستخدام الأقمار الاصطناعية للمجتمع الدولي مع التركيز على أنشطة واحتياجات رسم الخرائط في المملكة العربية السعودية، ثم يناقش المتطلبات العامة لرسم الخرائط من الفضاء والتي تشتمل على درجة وضوح الصور لجهاز الاستشعار فضائياً وزمنياً. وكذا موقعه ودرجة دقته. وأخيراً مناقشة مختصرة عن أنظمة الأقمار الاصطناعية المقترحة والموجودة حتى عام 1993م لمراقبة الأرض والتي يمكن أن تعطي معلومات مناسبة لعمل الخرائط أو تطبيقات نظم المعلومات الجغرافية. يناقش الباب الثالث كل القضايا التي تؤثر في تصميم نظام القمر الاصطناعي وينقسم إلى سبعة فصول. يقدم الفصل الأول نظرة عامة ويناقش الفصل الثاني هندسة جهاز الاستشعار ويشمل ذلك خياري نظام القمر الاصطناعي الواحد ونظام القمرين الاصطناعيين. ويشرح الفصل الثالث المفاهيم الأساسية لتصميم مدار القمر الاصطناعي. أما تصميم النظام المقترح فيتم توضيحه في الفصل الرابع. وفي الفصل الخامس تناقش المكونات الأساسية وهندسة الاستشعار للصورة. ويتم في هذا الفصل حساب البعد البؤري لجهاز الاستشعار ومقياس الرسم للصور وحجم السطح البؤري وزمن البقاء وزمن التغطية المجسمة ومعدل تدفق المعلومات.
أما الفصل السادس فيصف حالة مكونات جهاز الاستشعار ويعطي بعض التفصيلات عن جهاز الاستشعار النجمي. وأخيراً فإن الفصل السابع يهتم بجهاز تحديد المواقع الكونية (GPS).
ويخصص الباب الرابع للنموذج الرياضي والفصل الأول من هذا الباب عام، حيث يناقش بصورة مختصرة على التاريخ والمفهوم والمعنى الهندسي لمعادلات التسامت، أما النموذج الحي للكاميرا فيتم شرحه في الفصل الثاني من نفس الباب.
ويناقش الفصل الثالث تنفيذ مستوى أعلى من استكمال المعادلات متعددة الحدود HIGHER-ORDER INTERPOLATION POLYNOMAILS وأخيراً فإن قضية هامة ستناقش في الفصل الرابع وهي قضية التوجيه النسبي (RELATIVE ORIENTATION).
ويقدم الباب الخامس نتائج التشبيه لهذه الدراسة. وينقسم هذا الباب إلى خمسة فصول. الفصل الأول مقدمة، ويناقش الفصل الثاني تشبيه المدار وزوايا التوجيه، والفصل الثالث يشرح توليد الصور التركيبية. أما الفصل الرابع فقد خصص لمناقشة ضبط الحزمة (BUNDLE ADJUSTMENT)، وقد تم تحليل نتائج التشبيه في الفصل الخامس.
أما الباب السادس فهو فصل الختام، حيث يقدم المؤلف فيه بعض النتائج والاستنتاجات والتوصيات.
وفيما يلي اختصار لما أورده الكاتب في الباب الأول أو المقدمة، وسوف يتم عرض المعلومات التي يستطيع القارئ إدراكها والاستفادة منها ونترك للمتخصصين الخيار في العودة للنسخة الكاملة للدراسة للرجوع للمواضيع التي يرغبونها والتي في الغالب تحوي معلومات فنية ومعادلات رياضية متخصصة. [/align]

تقديم عام

[align=justify]لقد أعطى اختراع التصوير الفوتغرافي والطائرات راسمي الخرائط القدرة على النظرة الشاملة للمنطقة المراد إنتاج خرائط لها بدلاً من النظرة المحدودة التي تتيحها أساليب المسح الميداني التقليدية. ولقد أدت الصور الجوية إلى تطور علم رسم الخرائط بواسطة المسح الجوي (الفوتوغرامتري) والذي يعرف على أنه فن وعلم وتقنية الحصول علي معلومات موثوق بها عن الظواهر الطبيعية والبيئية من خلال عمليات التسجيل والقياس وتفسير الصور الجوية وأنماط الطاقة الكهرومغناطيسية المشعة والظواهر الأخرى.
اعتمد علم المسح الجوي (الفوتوغرامتري) والذي يعرف على أنه فن وعلم وتقنية الحصول على معلومات موثوق بها عن الظواهر الطبيعية والبيئية من خلال عمليات التسجيل والقياس وتفسير الصور الجوية وأنماط الطاقة الكهرومغناطيسية المشعة والظواهر الأخرى.
اعتمد علم المسح الجوي (الفوتوغرامتري) قديماً على طرق وأساليب فنية تجريبية نتيجة لكثرة وتعقيد العمليات الحسابية المطلوبة لتوجيه وقياس وتوقيع المعلومات من الصور الجوية. ولقد أدت ثورة الحاسب الآلي إلى تطوير قدرات المسح الجوي في التعامل مع عدد أكبر من الصور الجوية بدقة أفضل وبتكلفة أقل. وقد بدأ علم المسح الجوي الرقمي الآن يحل محل الطرق الفنية التناظرية والتحليلية السابقة وذلك بتحويل أغلب العمليات الخاصة بالمسح الجوي إلى رقمية. وكذلك أصبحت محطات العمل الرقمية قادرة على معالجة المعلومات الرقمية الآنية المستقبلة من الأقمار الاصطناعية المختصة بإنتاج الخرائط وتحويلها إلى قواعد بيانات فضائية (مكانية) مرجعية غير متصلة لأغراض إنتاج الخرائط الطبوغرافية ذات مقياس الرسم الكبير أو بدائلها. ومن المتوقع أن مطابقة الصورة، والتعرف على المعالم ووسائل تقنية الذكاء الاصطناعي سوف تحل محل العامل البشري مستقبلياً. وبذلك يمكن تكوين أنظمة معلومات جغرافية تعمل بصورة أوتوماتيكية كاملة في الوقت الحقيقي (آنياً).
تعتبر أنظمة المعلومات الجغرافية أدوات جديدة في تخزين ومعالجة المعلومات الطبوغرافية والمعلومات المتعلقة بها وهي بالتالي تغير تدريجياً في طرق إعداد المعلومات الرقمية والفضائية وطرق استخدامها، وبوسائل التقنية المتوفرة الآن يمكن لأنظمة المعلومات الجغرافية تخزين، معالجة، إنتاج ونشر الكثير من المعلومات القيمة أفضل من أي وقت سابق. أكثر من (70%) من التكلفة والوقت الذي ينفق لتكوين قواعد أنظمة المعلومات الجغرافية يتم صرفه للحصول على المعلومات، لأن المعلومات الفضائية (المكانية) المتوفرة موجودة على شكل خرائط ورقية وهي بالتالي تحتوي على الكثير من المصاعب والأخطاء لذا تعتبر الصور الجوية أفضل الوسائل لتوفير المعلومات الطبوغرافية ولكن الطرق التقليدية للرسم من الصور الجوية مكلفة. ومن الوسائل الأفضل لتجميع المعلومات وبأعلى دقة هندسية ممكنة هي أنظمة مراقبة الأرض عبر الأقمار الاصطناعية والتي تدور حول الأرض بطريقة ووضعية محددة وتقوم بتجميع المعلومات المتعددة الأطياف بصورة مستمرة لسطح الأرض. لقد حقق نظام عمل الخرائط من الفضاء نجاحاً كبيراً في إنتاج ومراجعة الخرائط المساحية لمقاييس الرسم (1:000،250) أو أصغر باستخدام صور الأقمار الاصطناعية (لاندسات) منذ أول خمس أقمار صناعية بدأت عام 1972م، وأصبح منذ عام 1986م بالإمكان إنتاج خرائط طبوغرافية مجسدة باستخدام القمرين الاصطناعيين العاملين (سبوت) والتي يمكن من خلالها إعطاء نماذج مجسمة.[/align]


الاحتياجات العالمية لرسم الخرائط

[align=justify]قدرت العديد من الدراسات مؤخراً حجم السوق العالمي للخرائط إلى أن معظم سطح الأرض لم يتم رسم خرائط له وأن معظم التغطية المتاحة في حاجة إلى التحديث بمواصفات موحدة. وتبين الإحصاءات الحديثة أن 33% من مساحة اليابسة قد أنتج له خرائط بمقياس رسم 1:000،25 وأن 56% تمت تغطيته بخرائط بمقياس رسم 1:000،50. وليس النقص في التغطية الكاملة لرسم الخرائط هو المشكلة الوحيدة، حيث إن هناك مشاكل أخرى تشمل العديد من طرق التكوين ودرجة وضوح الصورة للمعلومات المتوفرة.
هناك مساحات كبيرة من سطح الأرض مغطاة بالرمال، أو الثلوج أو المياه، ويعتبر استخدام صور جوية بمقياس نموذجي في حدود 23×23 سم لإنتاج خرائط طبوغرافية للمنطقة أو وضع علامات نقاط ضبط أرضية أمر غير عملي. ومن ناحية أخرى فإن صور الأقمار الاصطناعية تغطي مناطق واسعة (مثال 60×60كم) مما يزيد من احتمال تصوير هيئات كبيرة يمكن التعرف عليها كذلك رصد أي تغيير يمكن ملاحظته في طبوغرافية المنطقة.[/align]


المملكة العربية السعودية

[align=justify]تغطي المملكة العربية السعودية مساحة 5،2 مليون كيلومتر مربع تقريباً (معظمها صحراء). أي ما يساوي ربع مساحة الولايات المتحدة الأمريكية أو ثلث مساحة أوروبا تقريباً. وقد بدأ إنتاج الخرائط للمملكة مع اكتشاف البترول في أواخر الأربعينات، وقد تم إنشاء قسم التصوير الجوي في وزارة البترول والثروة المعدنية والذي كان مسئولاً عن إنتاج مسلسلات الخرائط بمقياس رسم (0001،50) (1:000.100) وكذلك (1:000.250).
وفي عام 1963م أنشيء قسم صغير في وزارة الدفاع أوكلت إليه مسئوليات تخزين وتوزيع الخرائط العسكرية. وفي عام 1990م أصدر مجلس الوزراء في المملكة العربية السعودية قراراً بجمع كل الهيئات الحكومية المهتمة بالمساحة وأعمال الخرائط في هيئة واحدة عرفت باسم "الهيئة المركزية للمساحة" والتي تتبع لسمو وزير الدفاع والطيران. وتتكون الهيئة من ثلاث إدارات هي: إدارة المساحة العسكرية، إدارة المساحة المدنية، ومركز المعلومات الجغرافية.[/align]


التغطية المتوفرة من الخرائط والاحتياجات

[align=justify]يتوفر لدى المملكة العربية السعودية كمية محدودة من الخرائط بمقياس (1:000.25) وخرائط قديمة غير مكتملة بمقياس رسم (1:000.50) وخرائط أخرى بمقياس رسم أصغر ولقد مرت المملكة العربية السعودية بمرحلة نمو هائلة في البنية التحتية والتنمية العمرانية والتي تحتاج لخرائط رقمية جديدة بمقياس رسم (1:000.25) وأكبر بالإضافة إلى نظام معلومات جغرافي يشمل البلاد بأكملها. وبصورة عامة فإن إنتاج خرائط جديدة أو تحديث التغطية المتوفرة هو مطلب أساسي وسيستغرق وقتاً طويلاً وتكاليف باهظة إذا ما استخدمت الطرق الفنية التقليدية. ولذلك فإن دراسات جادة تجري الآن لبناء نظام معلومات جغرافي. وسوف يكون من المناسب للمملكة العربية السعودية أن تنظر في الجدوى الاقتصادية لإطلاق أو المشاركة في إطلاق قمر اصطناعي خاص بها لرسم الخرائط يتيح لها الحصول على المعلومات المطلوبة بكفاءة ومرونة عالية بدلاً من أن تكون الزبون الأكبر لهذه المنتجات التي تتسابق بعض دول المنطقة ذات الحجم الأصغر للدخول بهذه التقنية بغرض الاستثمار. وهناك مجال آخر مهم هو الحاجة الحالية للخرائط الرقمية للحدود الدولية الطويلة بين المملكة والدول المجاورة (حوالي 5000 كيلومتر على اليابسة وأكثر من 2000 كيلومتر على الماء).
وإطلاق قمر صناعي خاص بإنتاج الخرائط يمكن أن يفيد المصلحة الوطنية للمملكة والمجتمع التجاري على المستوى المحلي والعالمي. وتقدر قيمة السوق العالمية للمنتجات المقترحة بمئات الملايين من الدولارات وبتسويق وإدارة جيدين يمكن للنظام المقترح أن يحقق بعض الأرباح أو تغطية تكلفته على الأقل. وحتى لو لم يظهر النظام المقترح أرباحاً مادية أو ملموسة فإن الفوائد الغير ملموسة عظيمة وتستحق الاهتمام الجاد بهذا النظام. ويمكن تلخيص الاحتياجات الوطنية لمعلومات الاستشعار عن بعد لدعم المملكة العربية السعودية على النحو التالى:
@ إنتاج خرائط رقمية للمملكة بمختلف مقاييس الرسم.
@ مراقبة الحدود وتعزيز الأمن الداخلي ومنع التهريب والتسلل.
@ تقديم المعلومات لإدارة الموارد الطبيعية الوطنية.
@ تقديم المعلومات للبحوث والدراسات البيئية.
@ الاستثمار في تكنولوجيا القرن الجديد ومشاركة الدول المتقدمة في قيادتها التكنولوجية.
@ تطبيق القوانين والسياسات الداخلية (ومثال ذلك: التلوث، المنازعات القانونية.. إلخ).[/align]


أهداف هذا البحث

[align=justify]الهدف من هذا البحث هو تصميم نظام إنتاج خرائط بواسطة القمر الاصطناعي يمكنه تقديم تغطية مجسمة في وقت حقيقي متفاعل دون الحاجة إلى توفر أية نقاط ضبط أرضية. يستطيع النظام إنتاج درجة وضوح للصورة الرقمية في حدود أفضل من 5 أمتار لأجهزة الاستشعار البانكروماتي. موقع ووضع القمر الاصطناعي يمكن تحديده عن طريق جهاز مستقبل النظام الكوني لتحديد الموقع (GPS) وأجهزة رصد نجمية على التوالي.[/align]


تصميم النظام

[align=justify]نتيجة لسلسلة من العمليات الرياضية توصل الباحث إلى المواصفات التالية للقمر الاصطناعي المدار متزامن مع الشمس على ارتفاع حوالي (581 كم). وزاوية إنحراف (Inclination) قدرها حوالي (97 درجة). ووقت تكرار الزيارة (الوقت اللازم لإعادة تغطية المنطقة نفسها بعد دوران القمر دورة كاملة حول الأرض)، لهذا المدار هي 45 يوماً. وينتقل الممر الأرضي للمدار حوالي (60) كم ناحية الغرب من اليوم إلى اليوم الآخر.
ويعطي وضوحاً بالصورة قدره (3،4) متراً جهاز الاستشعار ببعد بؤري قدره (75،1) متراً. ويمكن استخدام جهاز استشعار من طراز (PUSH BROOM) . أبعاد المرئية الفضائية لهذا القمر هي 7.64 كم × 7.64 كم على الطبيعة، ولذلك فإن هذا النظام يسمح بتغطية أرضية جانبية بنسبة (7%) تداخل جانبي بين المدارات المجاورة. ويمكن اعتبار أجهزة استشعار أخرى إضافية للقمر الاصطناعي مثال جهاز استشعار متعدد الطيف بدرجة وضوح للصورة في حدود (10) أمتار ورادار بدرجة وضوح (20) متراً لمساندة التطبيقات الخاصة بالثروات الأرضية.[/align]


التركيب الهندسي

[align=justify]تقدم الدراسة مقارنة بين نظامين لإنتاج الخرائط يتكونان إما من قمر إصطناعي واحد أو قمرين اصطناعيين. في حالة نظام القمر الاصطناعي الواحد، سيتم اختيار جهاز الاستشعار ذو الثلاثة خطوط وسوف يساعد ذلك في الحصول على تغطية مجسمة لسطح الأرض في مدار واحد. الخيار الثاني هو نظام القمر الاصطناعي المزدوج حيث يتم تجهيزه بقمرين اصطناعيين وبجهاز استشعار مطابق لخيار القمر الاصطناعي الواحد ولكن باستثناءين:
الأول: مدار القمر الاصطناعي تمت إزاحته بمقدار (7.2 درجة) تقريباً بالنسبة لمدار القمر الاصطناعي الأول.
الثاني: جهاز الاستشعار للقمر الاصطناعي الثاني وضع بزاوية انحراف حتى (30 درجة) إلى سطح مداره. هذا الوضع يسمح للقمر الاصطناعي الثاني لرؤية نفس المنطقة المغطاة بمنطقة المدار للاستشعار للقمر الأول. وبالتالي فإنه يمكن الحصول على ست صور لنفس المنطقة في أي وقت. وهذا الخيار يقدم نظاماً جديداً عالي الجودة ودقيق لإنتاج الخرائط المترية، ويمكن تغطية كل نقاط الأهداف بثلاث صور على الأقل للخيارين. ويمكن بذلك الحصول على إعادة تركيب النموذج المجسم الثلاثي الأبعاد بصورة مقبولة ودقيقة.
وباختصار فإن الخيارين يسمحان لتحديد النقاط في حدود دقة مناسبة لإنتاج الخرائط الطبوغرافية بمقياس رسم (1:000.25) أو أكبر من ذلك دون الحاجة إلى نقاط ضبط أرضية آنياً وهذا المطلب مهم جداً في المناطق الصحراوية التي لا يمكن الوصول إليها كما هو الحال في المملكة العربية السعودية والدول المجاورة لها.
لإجراء المحاكاة استخدم المؤلف النموذج الرياضي العام لمعادلات التسامت التي تم تطبيقها على برامج الحاسب الآلي. باتباع ثلاث خطوات أساسية في تنفيذ المحاكاة لأنظمة الأقمار الاصطناعية المقترحة هي:
أولاً: إنشاء مدار وزوايا توجيه.
ثانياً: تشبيه الصور التركيبية.
ثالثاً: حساب الإحداثيات الأرضية لنقاط الربط والوسائط الخارجية للتوجيه المتغيرة القيمة.
في الباب الثاني تم الحديث عن إنتاج الخرائط من الفضائيات حيث أوضح المؤلف أنه منذ أن أطلق القمر الاصطناعي سبوتنيك الأول (SPUTINK I) في أكتوبر عام 1957م، وضع الإنسان أكثر من 3000 قمر صناعي في مداراتها في جميع أنحاء العالم. ويجري التخطيط لعدد أكبر في السنوات القادمة.
وفي عام 1972م أطلقت وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) أول قمر استشعار مدني يتم التحكم فيه عن بعد من الأرض وهو المعروف باسم (LANDSAT 1)، وفي عام 1984م تم إطلاق القمر الاصطناعي (لاندسات 5) وهو آخر الأقمار في السلسلة المعروفة بهذا الاسم والتي تم إطلاقها حتى عام 1993م ولهذا القمر عدد من أجهزة الاستشعار أحدها راسم الخرائط الموضوعية وبدرجة وضوح مكانية عالية لرؤية الصورة في حدود 30م. وفي فبراير عام 1986م أطلق الفرنسيون أول قمر صناعي في مداره والمعروف باسم سبوت (SPOT) ثم أتبعوه بقمر ثان في عام 1990م، ولهذا القمر جهاز استشعار ذو نسق طولي مما يعطي درجة وضوح مرئية عالية. وتتميز أجهزته بأنها تحتوي على درجة وضوح للصورة متعددة الأطياف محددة ب 20 متراً ودرجة وضوح للصورة في حدود 10 أمتار للون الأبيض والأسود ويغطي المنظر الواحد من الصور الملتقطة بواسطة القمر الاصطناعي سبوت مسافة (60 كم × 60كم) على الأرض. ويعتبر ذلك تقدماً جوهرياً في درجة الوضوح للرؤية الفضائية مقارنة مع مقدرة القمر الاصطناعي الأمريكي لاندسات الحالية. إلا أنه ذو درجة وضوح طيفية محدودة. وتستخدم صور (SPOT) بشكل واسع وهي متوفرة تجارياً للدول والشركات والأفراد. ويستطيع هذا القمر الاصطناعي الحصول على تغطية متعددة لنفس المنظر في مدارات مختلفة بتوجيه أجهزة الاستشعار في اتجاهات مختلفة بعيداً عن النظير السمتي. وأقصى درجة ميل هي 27 درجة في اتجاه الشرق أو الغرب. ويسمح بإنتاج وتحديث الخرائط الرقمية حتى مقياس رسم (1:000.50) ولكن العائق الأساسي له هو القدرة على التمييز والتعرف على الأجسام أو الأهداف. ومن مساوئ هذا النظام هو الوقت الطويل نسبياً بين التقاط الصور المختلفة المكونة لمجسم ثنائي والتي يجب أن تؤخذ من مدارات مختلفة.
ولقد أدت القيود على استخدام صور (SPOT) في عمل الخرائط إلى أبحاث وتطويرات جديدة للحصول على تغطية مجسمة ثلاثية الأبعاد باستخدام أجهزة الاستشعار ذات النسق الطولي بغرض الحصول على صور رقمية (MAPSAT MEIS11 MOMS-2).
وتعد MOMS نوع خاص من كاميرات المسح الخطي والتي طورت لأخذ صور مجسمة في نفس الشريط بتصوير منظر عمودي أمامي وخلفي من كل نقطة تعرض. وميزة هذا النظام هو أنه أقل تأخيراً في الزمن بين المناظر المجسمة وأن جهاز الاستشعار لا يحتاج إلى الانحراف بعيداً عن خط الطيران.
وقد خدمت جميع الأقمار الاصطناعية التي ذكرت من قبل مصالح الدول التي أطلقتها والتي أثرت في مواصفات التصميم لتلك الأقمار وخواصها. ومعظم هذه الأقمار لا تلبي احتياجات رسم الخرائط لمشروعات أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) أو الأرضية (LIS) أو الخرائط الطبوغرافية الدقيقة بشكل كامل.
ولا يسمح مدار سلسلة الأقمار الاصطناعية (LANDSAT) بارتداد ثلاثي الأبعاد (حيث يتراوح التداخل من 5% إلى 10%). وأكثر من ذلك فإن صور (SPOT) تسمح بارتداد تصويري (التداخل 100%). لكن درجة الوضوح ليست عالية بقدر يكفي لعمل الخرائط الطبوغرافية. ولهذا طالب العديد من الأفراد والمجموعات والهيئات الحكومية بنظام قمر صناعي جديد ومطور يستطيع أن يمد المستخدمين له بمعلومات رقمية مجسمة ومستمرة وفي الوقت الحقيقي وبكلفة معقولة.
وقد كانت هذه الاحتياجات حافزاً لهذا البحث لمحاولة تصميم ودراسة نظام قمر صناعي جديد لرسم الخرائط. ولكي نقوم بتبرير التكلفة فإن هذا النظام الجديد مصمم لإعطاء صورة مجسمة بنقاط تحكم أرضي على أدنى مستوى ممكن أو بدون نقاط تحكم أرضي بصورة كلية. ويجب أن يقدم هذا النظام درجة وضوح للصورة الفضائية الطيفية بصورة أفضل كثيراً عن ما هو متوفر حالياً من الأقمار الاصطناعية ويكون مستوفياً للمتطلبات النموذجية الدولية في دقة الأطر، الاستمرارية والاكتمال في إنتاج الخرائط الطبوغرافية بمقياس (1:000.50) أو أكبر وسوف يطلق على هذا القمر الاصطناعي اسم سلطان.
تتميز كل تكنولوجيات تحديد المواقع والاتجاهات الحالية مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وأجهزة الاستشعار النجمية بالإضافة إلى أساليب وضع الأقمار الاصطناعية في مداراتها مثل نظام (DORIS)، وهو ما يعرف بنظام دوبلر (DOPPLER) لتصوير المدار وتحديد المواقع بالراديو بالتكامل مع القمر الاصطناعي، بأنها قادرة على توجيه الأقمار الاصطناعية في إطار من الدقة يبلغ سنتيمترات قليلة و 2 قوس-ثانية جغرافية على التوالي. وقد أثبت القمر الاصطناعي (TOPEX POSEIDON) جدوى أجهزة الاستشعار للنظام العالمي لتحديد المواقع لتحديد مدار القمر الاصطناعي بدقة تبلغ 4 5 سم.
ويعد أمر تحديد حالة القمر الاصطناعي بدقة أمراً مهماً لغرض إنتاج الخرائط الفضائية من أجل الحصول على دقة هندسية عالية والتقليل أو الاستغناء عن الحاجة إلى شبكة نقاط التحكم الأرضي. وقد استخدمت واقترحت أنواع متعددة من أجهزة الاستشعار منذ بداية إطلاق الأقمار الاصطناعية.[/align]


أنواع أجهزة الاستشعار

[align=justify]طبقا للعديد من الدراسات فإن هناك على الأقل 162 نوع من أجهزة الإستشعار (Sensors) قادرة على زيادة الأداء المطلوب لإنتاج الخرائط وتقنية الإستشعارعن بعد ويمكن تقسيم أجهزة الإستشعار هذه الى احدى عشرة فئة مختلفة هي:
@ مقياس الارتفاع(ALT )
@ مقياس إشعاع الميكروويف عالي التردد (HFMR)
@ مقياس إشعاع الأشعة تحت الحمراء المرئية عالي التحليل ((HRV/IR
@ مقياس الأشعة تحت الحمراء(IRS)
@ مقياس إشعاع الميكروويف منخفض التردد (LFMR)
@ مقياس إشعاع الأشعة تحت الحمراء المرئية معتدل التحليل(MRV/IR)
@ مصوت الميكروويف (MS)
@ رادار الفتحة الحقيقية (RAR )
@ مقياس التشتت (SCATT Scatterometer )
@ رادار الفتحة التركيبية (SAR)
@ مقياس إشعاع الأشعة تحت الحمراء المرئية الفائق التحليل (URV/IR).
واستناداً لمناقشة احتياجات المملكة والمجتمع الدولي من الخرائط فإن الأنواع الخمسة التالية من أجهزة الإستشعار تعد مناسبة لعمل الخرائط الرقمية بالاضافة إلى تطبيقات أنظمة المعلومات الجغرافية:
@ جهاز استشعار ذو تحليل فضائي فائق لدرجة وضوح الصورة ( 5 متر أو أفضل ) للأطياف المرئية والقريبة من تحت الحمراء الطيفية، ويفضل أن يكون ذو قدرة تجسيمية ذات مسار طويل لإنتاج الخرائط الطبوغرافية الدقيقة مثال ذلك: النسق المجسم الطولي متعدد الأطياف ذو خمسة امتار (MLA) (linear array multispectral Five-meter Stereo)
@ جهاز إستشعار ذو تحليل فضائي عالي ( 30 متر ) في الأحزمة المرئية الطيفية تحت الحمراء و مثال ذلك: منتج الخرائط الموضوعية المطور (The Enhanced Thermatic Mapper , ETM ) والمقرر إطلاقه على متن القمر الاصطناعي (Landsat 6) والذي يمكنه إعطاء درجة وضوح للصورة في حدود 15 متراً للون الأبيض و الأسود (بانكروماتي) بالإضافة إلى الاستمرار مع مقدارات منتج الخرائط الموضوعية السابق .(TM)
@ رادار الفتحة التركيبية (SAR) لجميع أنواع التغطية للطقس ليلاً ونهاراً وبدرجة وضوح عالية للصورة الفضائية (10 20 متر) ومثال ذلك رادار الفتحة التركيبية (SAR ) المعد لمهمة القمر الاصطناعي الكندي (RADARSAT)
@ مقياس أشعاع معتدل درجة الوضوح للصورة (1 كيلومتر) والذي يعطي صور عريضة في الاقاليم المرئية والطيفية قريبة من الأشعة تحت الحمراء. ومن الأمثلة لذلك الجهاز : جهاز الاستشعار الواسع المجال الحقلي للبحر (Sea WIFS)والمحمول على سطح القمر الاصطناعي (Landsat 6) أو الراديوميتر المطور ذو درجة الوضوح العالية (AVHRR)والمحمول على متن القمر الاصطناعي البيئي القطبي المدار ((NOAA
@ مقياس اشعاع ميكروويف راديوميتر منخفض التردد لدرجات الحرارة المختلفة والقياسات الأخرى. ومن أمثلة ذلك الميكروويف: الراديوميتر السالب المحمول على متن القمر الاصطناعي القطبي البيئي المدار (NOAA) الحالي أو المستقبلي.
وهناك ثلاثة أنواع فنية لأجهزة الإستشعارالمصورة وهي كاميرا تصوير اطارية (Frame Imaging Camera) والماسح الآلي البصري الميكانيكي (Op tical Mechanical Camera) وماسح الضغط الكانس (Pushbroom Scanner).
وتمت التوصية بأستخدام ماسح الضغط الكانس (Pushbroom Scanner) لتطبيقات انتاج الخرائط الفضائية ومن مزاياه عن الأثنين الأخيرين أنه لايحتوى على أجهزة ميكانيكية لعمليات التقاط الصور، وهذا يجعله مميزاً للصور ذات درجة الوضوح العالية. كما أن الدقة الهندسية للنسق (CCD) بالإضافة إلى ثبات الهيكل السليكوني يوفران قاعدة دقيقة لإنتاج الخرائط خاصة للمعالم التضاريسية. و تعتبرالتحسينات المطورة لأجهزة الإستشعار مثيرة للغاية و ذلك نسبة لمدة البقاء الأطول مقارنة مع الأثنين الأخيرين.[/align]


درجة الوضوح المكانية ودقة الخرائط

[align=justify]فكرة درجة الوضوح المكانية للصورة المرئية الفضائية و دقة الخرائط أمران مرتبطان بقوة عند التفكير في تصميم نظام قمر اصطناعي يستخدم كقاعدة لإنتاج الخرائط الطبوغرافية. ومن الضروري أساساً تحليل درجة الدقة القياسية المطلوبة لمواصفات انتاج الخرائط الطبوغرافية و ربط هذا المفهوم مع درجة وضوح الصورة المرئية الفضائية. في عام 1941 المجتمع قامت المساحة الجيولوجية الأمريكية بطباعة ونشر أول مجموعة مواصفات درجة دقة للخرائط النموذحية و التي تم تعديلها في عام 1947 المجتمع . و هذه المواصفات ما زالت تستخدم حتى الآن وقد تبنتها منظمة حلف شمال الأطلسي (NATO) والأمم المتحدة (المواصفات النموذجية للانتاج الكارتوجرافي الموصي بها لإنتاج الخرائط الأرضية للاستخدام العالمي(IGN 1958) بالاضافة إلى منظمات أخرى تعمل في مجال انتاج الخرائط في انحاء العالم. وطبقاً لهذه المواصفات فإن أقصى خطأ في درجة الدقة الأفقية مسموح به هو 0.02 بوصة لمقاييس الرسم الأصغر من مقياس 24,000 : 1 بينما أقصى خطأ عمودي للارتفاع هو عبارة عن نصف قيمة الفاصل الكنتوري. وبالتالي تعتبر نسبة اختبار 90% من النقاط على الخارطة هي المعيار لتحديد درجة الدقة ومطابقتها مع هذه المواصفات القياسية.
وبإجراء عملية حسابية واحدة يمكننا تقديم درجة التفاوت المطلوبة للأخطاء المساحية الأفقية ومقدارها 0.000508 من المتر أو (0.508 ملم). وبضرب القيمة في مقام مقياس رسم الخريطة ( وفي حالتنا هذه يكون 25,000 ) نستطيع أن نستنج أن أقصى خطأ أفقي مسموح به هو 12.7 متراً على الأرض طبقا للمواصفات النموذحية التي تم ذكرها. وتعرف هذه القيمة بدرجة الدقة الدائرية القياسية(CMAS)
وطبقا للمرجع لكثير من المراجع فأن درجة الدقة الدائرية القياسية (CMAS) تستخدم بصورة عامة لارتباطها بشرط الاختيار ل 90% من النقاط المأخوذ بها في تحديد درجة الدقة القياسية للخرائط. ويجب أن تتوافق درجة وضوح الصورة الفضائية المرئية لجهاز الإستشعار مع درجة دقة الخريطة النموذجية بافتراض درجة دقة واحد بكسل (Pixel) حيث أن الخلية أو العنصر الضوئي الواحد يعادل أقل من 8.37 متر.
لعمل خرائط المسح الجوي المطابقة فإن درجة دقة الأرتفاع تعتبر هي العامل الأساسي. ولغرض انتاج خرائط طبوغرافية بمقياس رسم 25,000 : 1 فإن دقة الارتفاع المطلوبة هي 1.5 متراً و بافتراض أن نسبة: القاعدة - الارتفاع للقيمة الواحدة 1.0 فإن حجم الخلية الضوئية 13 (مايكرون) من قياس درجة دقة أحداثيات الصورة الخلية ضوئية ثالثة، ولذلك فأن المعادلة (2.3) تعطي مقياس رسم للصورة (f/H) هو 346,000 : 1. في هذه الدراسة تم اختيار مقياس رسم افضل حال هو 332,000 : 1 وهذا يعطي حجم بكسل قدره 4.3 متراً على الأرض وهي نتائج تعتبر أكثر من كافية للقيم المطلوبة طبقاً لمواصفات الخرائط القياسية. ولذلك فان ارتفاع الطيران يجب أن يكون 581 كم إذا أستخدم جهاز إستشعار ذو بعد بؤري قدره 1.75 متراً. ويجدر الإشارة إلى أن أساليب مطابقة الصور قد حققت دقة قياس بكسل قدرها 1-100 .
ومع ذلك فإن دقة 1-3 أو 1-10 بكسل تبدو أكثر واقعية تبعاً لمحدودية درجة وضوح الصورة المرئية المحددة بمناظر القمر الاصطناعي.[/align]


مدة الدوران حول الأرض
(Temporal Resolution)

[align=justify]إن زمن التقاط ودرجة الوضوح للصورة هو الوقت المطلوب للقمر الاصطناعي ليغطي كل الأرض دون فجوات تذكر. أو كما يسمى (زمن تكرار الزيارة). وهنالك علاقة مباشرة بين درجة الوضوح المكاني (التباين) للصورة المرئية الفضائية وارتفاع مركبة القمر الاصطناعي والمدة الزمنية اللازمة للقمر الاصطناعي لعمل دورة كاملة حول الأرض.
وقد تم حساب جدول يوضح أنه كلما قل انخفاض القمر الاصطناعي كلما طال زمن تكرار الزيارة. ومن ناحية أخرى فأنه من المعروف أنه كلما انخفض القمر الاصطناعي كلما كانت درجة الوضوح (التباين) للصورة أفضل حالاً. ومن الضروري للأقمار الاصطناعية الخاصة بالرصد أن تكون ذات خاصية زمن متكرر. الا أن هذا المطلب ليس حاسما في أغراض إنتاج الخرائط وخاصة إن كان له تأثير على بعض الوسائط ذات أهمية عظيمة و مثال ذلك درجة الوضوح للصورة الفضائية.[/align]


مجال الرؤية الوقتي (IFOV)

[align=justify]يعرف مجال الرؤية الوقتي (IFOV) لنظام جهاز الاستشعار على أنه حجم منطقة الأرض التي تتكون صورتها من خلية أو عنصر ضوئي منفرد (البكسل هي وحدة تكوين الصور الرقمية) في السطح البؤري لجهاز الاستشعار. وهناك قيمتين لمجال الرؤية الوقتية الأول على طول المسار والثاني عبر المسار. وأيضا فإن حجم مجال الرؤية الوقتية سيؤثر في حجم المعلومات التي يتم تناولها لأي منطقة (كلما كان مجال الرؤية الوقتية أصغر كلما كانت المعلومات أكثر) وهذا سوف يجعل المعلومات أقل توفرا بصورة دائمة لأي منطقة معينة. ويمكن حساب مجال الرؤية الوقتي(IFOV) كما يلي:
مقاس جهاز الاستشعار يساوي مجال الرؤية الوقتي مقسموماً على البعد البؤري، مضروباً في الارتفاع بالأمتار[/align]


توجيه جهاز الاستشعار

[align=justify]يسمح توفر النظام العالمي لتحديد المواقع(GPS) وحالة أجهزة الاستشعار المتقدمة إنتاج الخرائط من الفضاء دون الحاجة إلى شبكة نقاط ضبط أرضية. وفي الأقسام التالية سيناقش دقة وحالة الأوضاع التي يمكن الحصول عليها من التكنولوجيا الحديثة عام 1993م .
تحديد الموقع بواسطة النظام الكوني لتحديد المواقع (GPS)
كانت الطريقة التقليدية لتحديد مدار القمر الاصطناعي تتم باستخدام ما يسمى "بالطرق الديناميكية". حيث تراقب محطات قليلة على سطح الأرض مجالات أو معدلات المجال للقمر الاصطناعي. ويتم تشكيل كل حقول القوة التي تؤثر على حركة القمر الاصطناعي والتي تحتاج عادة إلى بضعة اٌلوف من الوسائط ثم يتم تكامل حسابي للمدار المتوقع باستخدام أفضل القيم المتوفرة لكل الوسائط المتضمنة.
ويتم مقارنة هذا المدار بنتائج المراقبة وتستخدم الاختلافات لبناء مجموعة مراقبة جديدة, هذه المراقبة الجديدة يتم تحليلها لتعطي حالة (الوضع والسرعة) للقمر الاصطناعي ولفترة زمنية محددة (تعرف عادة بحالة التوجيه الأساسية) أو بعض الوسائط الاخري الديناميكية والهندسية مثال ذلك أحداثيات المحطة، عوامل مقاومة الهواء وهكذا. ويمكن حساب الموقع والسرعة لفترة زمنية متتالية بالتكامل الرقمي لمعادلات الحركة وباستخدام الوسائط المذكورة أعلاه.
وتعتمد نوعية الطريقة الميكانيكية بشكل حاسم على نماذج القوة المستخدمة لتوليد المدار المتوقع وبالنسبة لقمر رسم الخرائط منخفض المدار فإن معرفتنا المحدودة عن مجال الجاذبية وكثافة الغلاف الجوي العلوي وحدهما قد يتسبب في وجود أخطاء في موقع القمر الاصطناعي في حدود أمتار قليلة. وبالإضافة إلى ذلك فأن صياغة مجالات القوة المؤثرة على القمر الاصطناعي منخفض المدار هوعمل بالغ التعقيد.
وللتغلب على صعوبات النواقص والمسائل المعقدة الديناميكية فقد اقترحت مجموعة علماء(JPL) في عام 1985م استخدام طريقة غير ديناميكية أو طريقة التتبع الحركي "كينماتي"(Kinematic Tracking) تعتمد على النظام الكوني لتحديد المواقع (GPS) وإذا تم تركيب مستقبلات هذا النظام (GPS) على سطح قمر استشعار عن بعد وفي عدد من المحطات الموزعة جيداً حول الكرة الأرضية فإنه يمكن حساب الموقع الثلاثي الأبعاد للقمر في أي وقت (وبفواصل تقدر بثانية جغرافية واحدة) بشرط أن تقوم كل المستقبلات بالتتبع المستمر لأقمار النظام الكوني لتحديد المواقعGPS) ) المرئية.
وتعتبر الحركة الديناميكية لقمر الاستشعارعن بعد غير هامة هنا ولاتحتاج إلى هيكلة. وقد أوضحت أنظمة التشابه الحالية وتحاليل المعلومات الآنية أن دقة المدار في حدود 5 سم يمكن الحصول عليها .[/align]


تحديد الوضع

[align=justify]الدقة التي يمكن بواسطتةا تحديد حالة وضع المركبة الفضائية وأجهزة استشعارها تعتمد على النظام المستخدم. القمر الاصطناعي لاندسات و أبولو من جملة المركبات الفضائية المتعددة تستخدم التحكم النجمي للحصول على معلومات متقنة عن حالة الوضع. وقد ذكر عدد من الباحثين أنه يمكن الحصول على دقة تساوي (2) دقيقتين جغرافيتين لوضع المركبه الفضائية باستخدام جهازإستشعار نجمي اليكتروني بصري .(Electro-Optical Star Sensor)[/align]


الأقمار الاصطناعية العاملة لإنتاج الخرائط

[align=justify]لقد أطلقت عدة آلاف من الأقمار الاصطناعية الى الفضاء لتطبيقات مختلفة. وفيما يلي أكثر الأقمار الاصطناعية أهمية والتي يمكن أن تستغل في تطبيقات انتاج الخرائط. وسيتم مناقشة بعضها بإيجاز في هذا الفصل. و قد تم توضيح نقاط الضعف لكل قمر لكي نؤكد على المتطلبات الهامة لنظام انتاج الخرائط المطلوب تصميمه.
@ لاندسات (Landsat)
أطلقت وكالة الفضاء الامريكية "ناسا" ((NASA القمر الاصطناعي (ERTS -1) و هو (قمر تقنية الموارد الأرضية) في 23 يوليو 1972 المجتمع . وقد أطلق على هذا القمر بعد ذلك اسم لاندسات(Landsat 1) وابتداء من عام1993م أطلقت أربعة أقمار أضافية, اثنين منها عاملة وهما لاندسات 5 , 4 . وقد أطلق لاندسات 4 في عام1982م وأطلق لاندسات 5 في مارس 1985م وكل أقمار لاندسات مزودة بماسحات ميكانيكية بصرية (Scanners Optical Mechanical)
ويستخدم الماسح الميكانيكي البصري مرآة إما متذبذبة أو دوارة ميكانيكياً لاكتشاف الاشعاع المنعكس أو المنبعث من أهداف أرضية أثناء مسح زاوي(Angular scan) للتضاريس الأرضية المتعامدة مع اتجاه الطيران. وهناك تصميمان للماسحات الخطية، الماسح الحراري والذي يسجل فقط حزمة موجية مفردة وفي الغالب في الجزء تحت الأحمر الحراري للطيف الكهرومغناطيسي.
والماسحات متعددة الأطياف والتي تسجل الصور في أحزمة موجية متعددة. وتحمل جميع الأقمار الاصطناعية من لاندسات ماسحات متعددة الطيف والتي تمسح باستخدام المرآة المتذبذبة. ويبلغ عرض الصورة المفردة من لاندسات 185 كم، وينتج مجال الرؤية الوقتية(IFOV) لجهاز الإستشعار لكل بكسل على الأرض مساحة تساوي 79 × 56 متراً في الموجات الطيفية الأربعة التحت الحمراء القريبة والمرئية.
وجهاز إستشعار راسم الخرائط الموضوعية (TM ,Thematic Mapper Sensor) والذي يعمل من على سطح لاندسات 4 ولاندسات 5 له درجة وضوح للصورة الفضائية محسنة محددة تساوي 30 مترا. و هو مقاس البكسل على الأرض وبأحزمة في حدود 7 موجات. وتستخدم منتجات لاندسات في العديد من التطبيقات مثل الزراعة والغابات والجيولوجيا وموارد المياة وعمل الخرائط ذات البعدين ذات مقياس رسم صغير.
ومن الأمور التي تحد من استخدام معلومات لاندسات في انتاج الخرائط هي درجة الوضوح للصورة المنخفضة نسبياًً وفقدان الرؤية المجسمة.[/align]


القمر الاصطناعي
(MOMS - 01,- 02)

[align=justify]يعد الماسح المتعدد الأطياف الاوبتوالكتروني المعياري (MOMS-01) ماسح دفع كانس. وقد صممته الشركة الألمانية MBB لمعهد أبحاث الفضاء الألماني (DFVLR) ويتكون الماسح هذا من أربع مجموعات طولية مرتبة مكونة من 1728 بكسل والذي يمكنه مسح خط مستمر بطول 6912 بكسل باستخدام نظام عدسة مزدوجة بصرية.
وللجيل الثاني (MOMS-02) خمسة أنظمة بصرية، تستخدم ثلاثة منها للتصوير المجسم ويستخدم اثنان في المسح متعدد الطيف.
وبمراقبة الأرض باتحاد في درجة وضوح الصورة المجسمة العالية والصورة المتعددة الأطياف في المسار يمكن أن تعطي معلومات رقمية جيدة جدا لإنتاج خرائط طبوغرافية ذات جودة عالية بمقياس رسم 50,000 : 1 ، ونماذج تضاريسية رقمية (بأكبر من 5 أمتار مقاس البكسل على الأرض) هذا بالإضافة إلى التطبيقات الأخرى مثل الغطاء الأرضي وعلم شكل الأرض وعلم البيئة والبحوث الاساسية في الخواص الطيفية للصخور والتربة والحياة النباتية. وسوف يستخدم المفهوم الهندسي لنظام(MOMS) وهي (الكاميرا ثلاثية الخطوط) كأساس لتصميم القمر الاصطناعي لانتاج الخرائط آنياً المقترح في هذه الدراسة.

@ سبوت SPOT
بدأت فرنسا برنامج مراقبة الأرض(SPOT) في عام 1977م (القمر الاصطناعي سبوتSPOT ملكية مشتركة بين فرنسا والسويد وبلجيكا) وقد بدأ سبوت الأول و الثاني العمل منذ عام 1986م وعام 1990م على التوالي. ومن المقرر اطلاق القمر الاصطناعي سبوت الثالث في عام 1993م. وتستخدم منتجات القمر الاصطناعي سبوت بشكل واسع في استغلال الأراضي والزراعة والغابات والجيولوجيا وانتاج الخرائط والتخطيط الاقليمي.
ويستخدم سبوت أجهزة إستشعار مرئية بدرجة وضوح عالية (HRV) وهي أجهزة تصوير تعمل بواسطة ماسح دفع كانس (Pushbroom Sensor) متزاوج مع أجهزة اخرى (CCD) للتصوير مجهزة بعدد 6000 كاشف DETECTOR وجهاز الاستشعار ذو درجة الوضوح العالية(HRV) يعمل بطريقتين هما طريقة الطيف المتعدد(Xs) وطريقة اللونين الأبيض والأسود البانكرزماتي(Pan.)
وكل قمر صناعي من نوع سبوت يحتوي على أدوات تصوير متماثلة(HRV) يمكن تحديدها في اتجاه المسار حتى 27 درجة من نقطة النظير ويغطي كل جهاز في حدود 60 كيلومترآ عندما يكون موضوعآ عموديا. وعند انحراف الجهاز بحوالى 27 درجة عن الوضع العمودي، تصبح التغطية في حدود 80 كيلومترا (لكل صورة).
وأوجه القصور الرئيسية هي التعرف على الأجسام أو الأهداف والفارق الزمني الطويل بين الصور المختلفة المكونة للنموذج المجسم كما يجب أن تؤخذ هذه الصور من المدارات المختلفة.
@ أقمار الاصطناعية أخرى مقترحة خاصة بإنتاج الخرائط
الملخص التالي للأقمار الاصطناعية المقترحة مأخوذ من(Mapsat Market Study) دراسة مابسات للتسويق.[/align]


القمر الاصطناعي المطور لمراقبة الأرض ADEOS))

[align=justify]يحمل هذا القمر أجهزة قياس متعددة خاصة بالأرض وجغرافيا المحيطات بتمويل من اليابان، وفرنسا والولايات المتحدة. والهدف من مهمته هو رصد الأرض وعلى وجه الخصوص الرصد البيئي. ويزود هذا القمر صور متعددة الأطياف بحجم 6 أمتار. ولكنه يفتقد حزمة درجة وضوح بانكروماتية عالية (High Resolution Panchromatic Band) ولهذا تم تطويره ليفوق لاندسات وسبوت فيما يخص التصوير المتعدد الأطياف ولكنه ليس كافياً لمعظم تطبيقات انتاج الخرائط [/align].


القمر الاصطناعي(ALMAZ -1)


[align=justify]هو قمر صناعي روسي للأغراض المدنية وله رادار ذو درجة وضوح عالية. و قد استحدث هذا القمر لأغراض رصد الأرض .وبرغم أن رادار القمر الاصطناعي(ALMAZ-1) يتيح عمليات مسح لجميع حالات الطقس ليلاً ونهاراً إلا أن معظم تطبيقات انتاج الخرائط تحتاج إلى حزم بانكروماتية بدرجة وضوح عالية، و التي لايحتويها هذا القمر. ويتميز هذا القمر بمقدرة في الرؤية المجسمة الأمر الذي يجعله يفوق معظم الأنظمة الآخرى.[/align]


القمر الاصطناعي الأوربي للاستشعار عن بعد(ERS)

[align=justify]يمكن للقمر الاصطناعي (ERS) أعطاء صور لجميع حالات الطقس للمحيطات والمياه الساحلية، الحقول الثلجية والمناطق الأرضية وذلك لمراقبة بيئة الأرض وحالة البحر.
والنظام مملوك وسوف يتم تشغيله بواسطة خمسة عشر وكالة فضاء أوروبية(ESA) ويفتقر هذا القمر الاصطناعي إلى حزمة درجة وضوح عالية التباين بانكروماتية كما أنه لايستطيع تحقيق تغطية متعددة الأطياف.
@ القمر الاصطناعي الهندي للاستشعار عن بعد (IRS -1)
هذا القمر مزود بأجهزة استشعار متعددة الأطياف لتزويد الحكومة الهندية بمعلومات عن الزراعة، الجيولوجيا والمياة لعمليات المسح ولإدارة للموارد الطبيعية.
ويقوم هذا النظام (IRS-1) بانتاج صور متعددة الأطياف في الأطوال الموجية المرئية والقريبة من الأشعة تحت الحمراء. إلا أن الحزمة البانكروماتية والتحت الحمراء المتوسطة غير متوفرة و لا تتوفر لديه ايضاً مقدرة على الحصول على صور مجسمة. ودرجة وضوح الصورة لهذا النظام أقل من القدرات المتوفرة في السبوت(Spot) أو (Landsat) والمعلومات التي يقدمها(IRS-1) ذات قيمة لبعض مستخدمي الطيف المتعدد (لأغراض أخرى بخلاف رسم الخرائط).
@ القمر الاصطناعي الياباني
لموارد الأرض (JERS-1)
هذا القمر تم اطلاقه كنظام عملي لإستخدامات الرصد وحصر الأراضي ويشتمل على أجهزة استشعار متعددة الأطياف وجهاز إستشعار راداري نشط. وتتميز صور هذا القمر بدرجة وضوح عالية عن صور القمر الاصطناعي الفرنسي سبوت (SPOT) والقمر الاصطناعي الامريكي لاندسات(LANDSAT)[/align]


القمر الاصطناعي
للمراقبة البحرية (MOS-1)


[align=justify]يحمل هذا القمر الاصطناعي الياباني أجهزة إستشعار سلبية مصممه لإلتقاط الصور في الاقاليم المرئية والقريبة من تحت الحمراء وأمواج الميكروويف. وهذا القمر مخصص لمراقبة المحيطات، بالإضافة إلى مهمته الأساسية. أجهزة الإستشعار في القمر الاصطناعي(MOS-1) تستخدم لرصد المحاصيل، الغابات والبيئة. هذا ولا تعد الصور من هذا القمر كافية لمعظم تطبيقات إنتاج الخرائط بسبب افتقارها الى حزمة بانكروماتية بدرجة وضوح عالية للصورة وكذلك عدم القدرة على التجسيم. ولا تعد درجة الوضوح للصورة الفضائية في هذا القمر الاصطناعي(MOS-1) مساوية لنظيريه في القمرين الاصطناعين سبوت ولاندسات.[/align]


القمر الاصطناعي الكندي
(RADARSAT)
[align=justify]صمم هذا القمر الاصطناعي الكندي ليكون قادرآ على القيام بالدراسات ذات درجة وضوح عالية للمناطق القطبية، الزراعة، الغابات وإدارة موارد المياه والمحيطات. وسوف لا يقوم هذا القمر بتزويد أحزمة متعددة الأطياف أو درجة وضوح عالية بانكروماتية لتطبيقات إنتاج الخرائط.[/align]

المصدر: http://www.al-difaa.com/aBrowse.asp?InServiceID=12

بحث رائع كيف لا وهو لأبن حائل العميد دكتور عبدالعزيز العبيداء
مدير معهد المساحة الجغرافي والعسكري سابقا
والآن في الادارة العمة للمساحة العسكرية

جزاك الله خير ونتمنى أن تكون قدوة في نشر ملخصات الماجستير والدكتوراة لتعم الفائدة على الجميع

مشكور اخي الكريم والمزيد من المعلومات الطيبة