الأقمار الصناعية وصورها ..

[2majed]

بسم الله الرحمن الرحيم
الحمدلله والصلاة والسلام على نبي الله محمد وعلى اله وصحبة وسلم اجمعين..
هذه مقدمة بسيطة عن الأقمار الصناعية المستخدمة في الأرصاد الجوية وعملها , مع العلم ان الموضوع في حقيقتة كبير ومتشعب ويعتمد على اساسيات رياضية وفيزيائية ولكن اختصرتها ووضعت بعض الروابط المهمة لمن يريد الأستفادة أكثر من هذا الموضوع الجيد ...

اخوكم ماجد ...

[2majed]

تاريخ الأقمار الصناعية:

اول اقمار الرصد الجوي اطلقت عام 1960 وسمي TIROS وهي اختصار لكلمة (Television and Infrared Observational Satellite).وهو اول قمر اطلق في الفضاء واستخدم للأحوال الجوية ثم تم اطلاق 9 اقمار اخرى في 1965
وفي 1966 اطلقت ناسا اول اقمارها (ATS-1) وكان يغطي نصف الكرة الأرضية كما انة يعطي صور للسحاب كل نصف ساعة .وتم تغيير اسم الأقمار الحديثة من هذا القمر بأسم NOAA التي لازالت اقماره الحديتة تعمل حتى الأن.

وتبعها سلسلة اقمار اخرى سميت Nimbus وتم اطلاق اول قمر Nimbus 1 في 1964 وكانت لهذه الاقمار مميزات افضل من tiros,اخر قمر تابع لهذه السلسلة اطلق عام 1978

وتبعها سلسلة اقمار GOES وترمز الى (Geostationary Operational Environmental Satellite)
وتم طلاق اول قمر GOES1 في 1975 وما زال هذا الجيل يكتسح الفضاء حيث ارسل اخر قمر في 1996

كما يوجد بعض الأقمار الحديثة ومنها DMSP وهي اختصار (Defense Meteorological Satellite Program)
و GMS satellite seriesاليابانية و Meteosat satellites الأروبية وغيرها

اما احدث قمر ارسل هو القمر الصناعي، أورا 3، .. هو أحد أكثر الأقمار الصناعية تطورا في مجال استطلاع البيئة على كوكب الأرض وهو مشروع مشترك امريكي بريطاني وكلف القمر مليار دولار .

[2majed]

أنواع الأقمار الصناعية :
geostationary satellites
وهذه تبعد عن سطح الأرض مسافة 36000 كيلومتر يدور بسرعة الأرض وهي بذلك تكون مركزة على منطقة معينة...وهذا النوع من الأقمار هوالمستخدم غالبا في الأرصاد الجوية.

لمعرفة الأنواع الأخرى ومعرفة مساراتها اذهب للرابط :
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/tutorials/fundam/chapter2/chapter2_2_e.html

[2majed]

يعتمد القمر الصناعي على الأشعة المنعكسة او الصادرة من الجسم المراد اخذ معلومات عنه.
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/tutorials/fundam/graphics/rsprocess.gif

من الصورة :
A : مصدر الطاقة
B : تفاعل الطاقة مع الغلاف الجوي
C : التفاعل مع الهدف
D : تسجيل الطاقة المنعكسة بواسطة الحساس
E : الإرسال والإستقبال والمعالجة
F : تحليل الصور لاستخراج المعلومات المطلوبة
G : استخدام الصور في التطبيقات المختلفة
هذه اساسيات عمل الأقمار الإصطناعية وسنقوم ببعض التفصيل لكل قسم على حدا:

---------A----------
مصدر الطاقة: وهي على شكل موجات كهرومغناطيسية تشمل الطيف المرئي والموجات تحت الحمراء والفوق بنفسجية .
والجهاز الحساس على القمر يعتمد على مصدر الطاقة ويقسم لقسمين :
1- سلبي يكون مصدر الاشعة ضوء الشمس المنعكس عن الأرض ,او مصدر من سطح الأرض كلبراكين.
2- ايجابي يكون المصدر هو القمر الصناعي نفسه حيث يرسل موجات كهرومغناطيسية تنعكس عن سطح الأرض لتعود للقمر.

---------B----------
تفاعل الطاقة مع الغلاف الجوي
يحدث عند انتقال الموجات خلال الغلاف الجوي :
تبعثر : بواسطة جزئيات الغاز او الأتربة او الدخان
امتصاص : بواسطة الأوزون، ثاني أكسيد الكاربون،بخار الماء.
يوجد طول موجي لايتأثر بلأمتصاص حيث يسمى هذا الطول الموجي بنافذة الغلاف الجوي .

---------C----------
التفاعل مع الهدف
ويعتمد اساسا على الأشعة المنعكسة من السطح فطول الموجة المنعكسة على اليابسة تخلف عن المنعكسة عن البحر وتختلف المنعكسة عن الجبال وعن السهول وعن السحاب وغير ذلك اذ كل جسم يمتص كمية معينة من الطاقة ويعكس كمية اخرى .

---------D----------
تسجيل الطاقة المنعكسة بواسطة الحساس
وهذا جزء مهم :
اولا: يجب ان نعرف بعض اساسيات التصوير :
الطاقة المنبعثة من الأجسام يمكن رؤيتها اما تصويريا او الكترونيا , حيث في حالة التصوير الفوتوغرافي يستخدم فلم حساس مشبع بمواد كميائية حساسة للضوء تتفاعل كل نقطة على الفلم مع طول الأشعة المنعكسة على الفلم (الإضاة القوية تعطي لون أسود والخفيفة جدا لها لون ابيض وهكذا...النجتف ) وهذا يسمى المقياس الرمادي gray scale . وهذا تماما مايحصل مع الكاميرات العادية .
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/tutorials/fundam/graphics/photo.jpg

يمكن تحويل الصورة الفوتغرافية الى صورة رقمية وذلك بتقسيمها الى اجزاء صغيرة جدا تسمى بيكسل pixels ويمثل كل بكسل برقم يمثل مقدار السطوع (الأضاءة) داخل البكسل الواحد لكي يتعامل معها الحاسوب ويسهل نقلها من القمر للمحطة , واليك مثال على ذلك :
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/tutorials/fundam/graphics/pixel.gif

يمثل الرقم 0 اللون الأسود واللون الابيض الرقم 255 ويكون مجموع البيكسل 256 بيكسل وهذا مانشاهده في شاشة الحاسوب . وهذا النوع من الصور هوغالبا المستخدم في معرفة حالة الطقس بنسبة 95%
كما يمكن اضافة قنوات اخرى ملونة (كاميرات) تخدم الأغراض العسكرية اولتصوير المدن لغرض التطوير وغيرها ويتم التصوير تحت شروط جوية معينة , وتخدم الأرصاد الجوية بنسبة 5% تقريبا او أقل .

---------E----------
الإرسال والإستقبال والمعالجة
بعد تحويل الصورة الى رقمية يمكن نقلها بواسطة موجات كهرومغناطيسية الى قمر اخر او الى محطة على الأرض.

[2majed]

---------f----------
تحليل الصور لاستخراج المعلومات المطلوبة
أي صورة تلتقط بواسطة القمر الصناعي يجب ان تمر بخطوات هي :
1- اعداد الصورة .
وذلك باستخلاص البيانات المطلوبة من الصورة وحذف الغير مطلوبة وتصحيح الأخطاء ان وجدت وتحديد الموقع المطلوب في الصورة .
2- تحسين الصورة .
وذلك باضافة الوان ووضع فلاتر معينة للوصل الى المطلوب من الصورة .
يقوم برنامج خاص لدى الشركة مالكة القمر بتلوين الصور بما يتناسب مع طبيعة الموقع المراد اخذ معلومات عنة وتحسينها .
وتلوين الصور وتحسينها (هندسة الصور)عملية معقده .

ونلخص تلوين الصور بما يلي :
http://www.sc.chula.ac.th/courseware/2309507/images/spectral.4.468x450.gif
كل موجة(طول موجي) لها سطوع يميزها عن الموجة الأخرى (الطول الموجي الاخر) كما في الفقرة D ..
يقوم الحاسب بأخذ ثلاث صور في طول موجي مختلف لنفس المنطقة ونفس الوقت STEP#1, في المقياس الرمادي, يكون كل طول موجي يميز قسم في الصورة , مثلا طول موجي يميز السحاب وطول موجي يميز الجبال وطول موجي يميز الماء ,
ثم يقوم الحاسب بتلوين كل صورة بلون مميز STEP#2 مستخدما الألوان الأساسية الأحمر والأخضر والأزرق .
تذكر: القمر يأخذ الصورة كما في الخطوة 1- - STEP#1 .
في الخطوة 3- - STEP#3 يقوم بدمج الثلاث صور في صورة واحدة , باستخدام فلاتر للصورة نحصل بعدها على الصورة المطلوبة .
يقوم البرنامج الخاص بوضع الألوان بدقة ووضع المقياس لكل لون .قد يحدث نادرا بعض الأخطاء من البرنامج ولذلك لمعرفة حالة الطقس يفضل الإستعانة ايضا بلصورة الأساسية التي تكون بلمقياس الرمادي , ويمكن الحصول عليها من بعض المواقع المختلفة .

وللحصول على معلومات تفصيلية عن هندسة الصور ةضبطها وتحسينها وتلوينها اذهب لهذه الروابط :
http://faculty.uaeu.ac.ae/~hussein/Geol412/Unite%2010.htm
وايضا
http://www.gisdevelopment.net/tutorials/tuman005pf.htm

3- تحويل الصورة .
4- تصنيف الصورة .
وجميع العمليات الأربعة السابقة متداخلة نوعا ومترابطة .

---------G----------
استخدام الصور في التطبيقات المختلفة
بعد الحصول على الصورة المطلوبة يتم استخلاص المعلومات النهائية منها لاستخداها في الأغراض المختلفة .

مواقع مفيدة :
http://priede.bf.lu.lv/GIS/Descriptions/Remote_Sensing/An_Online_Handbook/TofC/toc1.shtml
http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/ccrs/learn/tutorials/fundam/chapter1/chapter1_1_e.html
http://www.sc.chula.ac.th/courseware/2309507/lec_content.htm

[إبراهيم الفوزان]

مشكور اخوي ماجد موضوع مفيد للفاهم مهوب للي زيي :d

[شقاوي ينبع]

الف شكرررر يالغالي

على الموضوع المفيد

وجزاك الله الف خير عالمجهود الرائع

[العنبري1]

الله يعطيك العافية اخوي ماجد على هالموضوع الرااااائع

وجزاك الله خير على ماتبذل من جهود ....

[حـــادي]

دائماً مبدع وجزاك الله كل خير

[جلوبلستار]

شرح رائع جدا وتسلسل يدل على القدرة الجيدة على توصيل المعلومات .. بارك الله فيك وجعله في ميزان حسناتك .

(( ولذلك لمعرفة حالة الطقس يفضل الإستعانة ايضا بلصورة الأساسية التي تكون بلمقياس الرمادي )) اعتقد ان هذا هو الجواب على تساؤلي في المشاركة السابقة (http://www.mekshat.com/vb/showthread.php?t=33738) .


وترى مشاركتك هذي ما تكفي نبي غيرها وغيرها بخصوص الأقمار الصناعية الخاصة بالأرصاد . وشكرا.

[((أبو أسامة))]

لله درك من فتى نسأل الله أن يجزيك عنا خير الجزاء فأنا والله أدعو لك دائما على بذل الخير والمعروف والعلم لاخوانك المسلمين
واصل إلى الأمام يا دكتور (( ماجد )) هذا اللقب مني لك
الله يوفقك دنيا وآخرة

[رسلان]

شرح رائع جدا وتسلسل يدل على القدرة الجيدة على توصيل المعلومات .. بارك الله فيك وجعله في ميزان حسناتك .

(( ولذلك لمعرفة حالة الطقس يفضل الإستعانة ايضا بلصورة الأساسية التي تكون بلمقياس الرمادي )) اعتقد ان هذا هو الجواب على تساؤلي في المشاركة السابقة (http://www.mekshat.com/vb/showthread.php?t=33738) .


وترى مشاركتك هذي ما تكفي نبي غيرها وغيرها بخصوص الأقمار الصناعية الخاصة بالأرصاد . وشكرا.
بارك الله فيك على هذا الموضوع والجميل ...
معلومات مفيدة جدا ...
تزيد من المعلومات وتوضح بعض التساؤلات ...
عافاك الله ...
وأرجو أن لايقف الموضوع عند هذا الحد ...
فنحن بانتظار المزيد .....................................

[2majed]

شكرا لك الكليبين على مرورك وردك والموضوع مبسط للأخير إقراء واذا عندك استفسار انا جاهز .

[2majed]

شقاوي ينبع العفو, وشكرا لمرورك وتشريفك لي .

[2majed]

ابوبريهه كل ماحط موضوع لازم اشوف اسمك في الردود ...

وهذا شرف لي شكرا لك .

[2majed]

حياك الله اخوي حـــادي وشكرا لمرورك وردك الجميل.

[2majed]

حياك الله جلوبلستار ,اشكرك على ردك الجميل وعلى شهادتك الطيبة ..
وبالنسبة للجواب نعم يفضل الصور الخام (الرمادية) للتأكد من صحة الصور الملونة ..

[2majed]

فتى((الحريق)) جزاك الله خيرا على مرورك الكريم وردك ..وشهادتك وسام أعتز به..

[2majed]

رسلان شكرا لمرورك وردك وجزاك الله الف خير , الموضوع لن يقف عندي اي حد بس انت أمر ..

[2majed]

أمثلة على صور تحت الحمراء في المقياس الرمادي توضح درجة الحرارة للسحاب ..

شاهد النقطة الحمراء تمثل موقع القياس لدرجة الحرارة وهي هنا 43 درجة مئوية ...

http://www.mekshat.com/pix/upload/images10/mk14796_hot.gif

وهنا درجة الحرارة للسحاب وهي هنا 48 تحت الصفر ...

http://www.mekshat.com/pix/upload/images10/mk14796_cold.gif

[جلوبلستار]

هلا بك اخوي ماجد ... " تيمب " عرفناها طيب الكلمتين الي تحتها وش تدل عليه ؟ " لونق" معناها طول لكن" الدبليو" وش معناها .



هل الصورة التالية مصور بالأشعة تحت الحمراء ؟

http://www.mekshat.com/pix/upload/images10/mk2354_meteosat-latest.jpg

[2majed]

هذه تدل على موقع النقطة على خطوط الطول وخطوط العرض ..
Lat اختصار لكلمة Latitude ومعناها خط عرض
مثال الصورة الأولى عند خط عرض 47.44 شمالا

Long اختصار لكلمة Longitude ومعناها خط طول
وهي عند خط طول 108.06 شرقا
ويمكن معرفة الموقع من اي صور للعالم تجد الموقع الذي انت تريد بواسطة الاحداثيات .

http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/mapproj/gif/unproj.gif

اما عن الصورة التي وضعتها فهي اساسا صورة تحت الحمراء تم تلوينها ...

[2majed]

اليكم برنامج متخصص بتلوين الصور تحت الحمراء وهذا مثال على عمل البرنامج ..
جلبت صورة تحت الحمراء وهي الصورة الأولى وادخلتها على البرنامج وقام بتلوينها , وهذه بعض الأمثلة :
http://www.mekshat.com/pix/upload/images10/mk14796_soft.gif
كما يوجد به بعض المميزات يمكنك اكتشافها ..برنامج سهل وبسيط ..

http://www.metrum.co.uk/images/MikroView_2_9.zip
حجم الملف 9.15 ميجا بايت

كما يوجد برامج اخرى في الشبكة تعمل نفس عملة ولكن هذا ماحصلت علية ...

[2majed]

اخواني لايفوتكم مثال مهم جدا جدا للصور تحت الحمراء ... ادخل هذا الرابط : http://cimss.ssec.wisc.edu/wxwise/satir/IRCloud.html

المشكلة ان الحرارة بلفهرنهايت لتحويلها للمئوي ادخل الرابط التالي :
http://www.albireo.ch/temperatureconverter/
او
http://www.stabb.com/tools/convert.html
او
من الجوال :D

[2majed]

في مشاركتي رقم 20 اتتني الصور من صديق والأن قبضت على الموقع ::::::
اليكم الموقع :::
http://www.ssec.wisc.edu/~tomw/ams/amsimage.html

تحياتي .....

[جلوبلستار]

مشكور اخوي ماجد وما قصرت

[2majed]

العفو جلوبستار ....

وهنا اوضح خطاء مني في المشاركة22

Long اختصار لكلمة Longitude ومعناها خط طول
وهي عند خط طول 108.06 شرقا

والصح : عند خط طول 108.06 غربا

فأرجو العذر والسموحة .