تعداد نشریات | 11 |
تعداد شمارهها | 207 |
تعداد مقالات | 2,062 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,781,780 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,010,610 |
ماهوارههای سنتینل: انقلاب در مشاهدات زمین برای دانش و توسعه پایدار | ||
پژوهش های سنجش از دور و اطلاعات مکانی | ||
دوره 1، شماره 2، تیر 1402، صفحه 205-215 اصل مقاله (1.02 M) | ||
نوع مقاله: مقاله مروری | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22061/jrsgr.2023.2011 | ||
نویسنده | ||
مجتبی ابوالقاسمی* | ||
گروه مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران | ||
تاریخ دریافت: 18 تیر 1402، تاریخ بازنگری: 15 شهریور 1402، تاریخ پذیرش: 09 مهر 1402 | ||
چکیده | ||
پیشینه و اهداف: زمین دارای یک اکوسیستم پیچیده است که تحت تأثیر فرآیندهای طبیعی و فعالیتهای انسانی قرار دارد و درک این فرآیندها یک ضرورت واقعی است. تغییرات محیطی از تغییرات اقلیمی تا کاهش منابع طبیعی، بر زندگی بشر، اقتصادها و رفاه نسلهای آینده تأثیر میگذارد. بنابراین، نیاز به رصد جامع زمین هرگز تا این اندازه حیاتی نبوده است. برای توجه به این ضرورت، برنامه کوپرنیکوس در اوایل دهه 2000 توسط سازمان فضایی اروپا ایجاد شد. هدف این برنامه، ایجاد یک سامانه عملیاتی برای نظارت بر زمین با دسترسی رایگان و آزاد به دادههای ماهوارهای با کیفیت بالا بود. ماهوارهای سنتینل، بعنوان هسته اصلی برنامه کوپرنیکوس، یکی از نمادهای پیشرفت بشریت در رصد زمین و پایش محیط زیست است. این مقاله به بررسی ماهوارهای سنتینل میپردازد و اهمیت، اصول اولیه و ویژگیهای منحصر به فرد هر یک از ماهوارههای سنتینل را نشان میدهد. ماهوارههای سنتینل نسبت به ماهوارههای نسل قبل از خود، به عنوان پلتفرمهای عملیاتی منحصر به فرد محسوب میشوند. روشها: در این مقاله چارچوب اصلی برنامه کوپرنیکوس، مانند دسترسی آزاد به دادههای ماهوارهای، پوشش جهانی، پایداری عملیاتی، حسگرهای متنوع و چارچوب همکاری جهانی که کمک شایانی به پژوهشگران، سیاست گذاران و سایر بهره برداران دادههای ماهوارهای کرده، مورد ارزیابی قرار گرفته است. مجموعه ماهوارهای سنتینل شامل ماهوارههای متعددی است که تصاویری در محدودههای طیفی مختلف، با پوشش جهانی و زمان دید مجددهای مختلف از زمین اخذ میکنند. این ماهوارهها پایداری عملیاتی دارند و نسلهای جدیدی از ماهوارهها برای جایگزینی ماهوارههای قدیمیتر توسعه مییابند و به فضا پرتاب میشوند. هر ماهواره با حسگرهای خاص منطبق بر اهداف مأموریتی خود تجهیز شده است و این امکان را فراهم میکند که پایش خشکیها، اقیانوسها و جو کره زمین با بهترین ابزارهای ممکن از فضا صورت پذیرد. یافتهها: ماهواره سنتینل-1 که به حسگر راداری مجهز شده است میتواند در باند فرکانسی C و توانهای مکانی مختلف از 5 تا 40 متر تصویربرداری کند. همچنین، این ماهواره قادر است در هر شرایط آب و هوایی و در هر ساعت از شبانه و روز تصویربرداری میکند که برای بسیاری از کاربردها ارزشمند است. دقت دادههای سنتینل-1 در پایش تغییرات شکل سطح زمین، مدیریت بحران، مشاهدات یخهای قطبی و پایش اقیانوسها بسیار بالاست. این نقش حیاتی در آشکارسازی و پایش فرونشست زمین در مناطق شهری موجب میشود که در برنامهریزی شهری و کمک به پیشگیری از بحران تاثیرگذار باشد. از سوی دیگر، ماهواره سنتینل-2 با حسگر چندطیفی، ابزار قدرتمندی برای مشاهدات زمین ارائه میدهد. با ثبت دادهها در یک محدوده طیفی گسترده در 13 باند طیفی از مرئی تا مادون قرمز موج کوتاه، این ماهواره توانسته است درک ما از ویژگیهای سطح زمین را عمیق تر کند. زمان دید مجدد این ماهواره امکان پایش محصولات زراعی و ارزیابی سلامت پوششهای گیاهی را فراهم کرده است. همچنین، توان تفکیک مکانی تصاویر ماهواره سنتینل-2 در برنامهریزی شهری، پایش سلامت درختان و پایش سوانح طبیعی از جمله مانند آتشسوزی و سیل عامل مؤثری است. علاوه بر این، عرض گذر بالای این ماهواره به پوشش کارآمد مناطق وسیع کمک میکند و بهرهوری آن در پایش محیط زیست را افزایش میدهد . نتیجهگیری: برنامه کوپرنیکوس به چندین اصل کلیدی مشخص شناخته میشود که موفقیت آنها را تضمین کرده است. این اصول شامل دسترسی آزاد به دادهها، پوشش جهانی، پیوستگی عملیاتی، حسگرهای متنوع و چارچوب همکاری جهانی است. اصل دسترسی آزاد این اطمینان را به عموم کاربران اعم از پژوهشگران، سیاستگذاران و شرکتهای تجاری داده است که یک جریان پیوسته از تصاویر ماهوارهای پشتیبان فعالیتهای آنها خواهد بود. برنامه کوپرنیکوس با منظومهای از ماهوارهها پوشش جهانی با زمان دید مجدد مطلوب را تضمین میکند. پیوستگی عملیاتی این برنامه موجب شده است تا نسلهای جدید از ماهوارهها برای جایگزینی نسلهای قدیمی توسعه داده و پرتاب شوند، تا جریان مستمر دادهها به طور مداوم تضمین شود. هر ماهواره سنتینل با حسگرهای خاصی که به منظور اهداف مأموریتی خود طراحی شده، تجهیز شده است و این امکان را فراهم میکند که زمین، اقیانوسها، جو و موارد دیگر را نظارت کند. باتوجه به ویژگیهای برنامه کوپرنیکوس، ماهوارههای سنتینل دورهای جدید از مشاهدات زمین را آغاز کردهاند و یک ابزار قدرتمند و چندمنظوره برای پایش و درک اکوسیستم کرهزمین فراهم آوردهاند. | ||
کلیدواژهها | ||
برنامه کوپرنیکوس؛ پایش محیطی؛ سنجش از دور؛ ماهوارههای سنتینل؛ مشاهدات زمین | ||
عنوان مقاله [English] | ||
Sentinel Satellites: Revolutionizing Earth Observation for Science and Sustainability | ||
نویسندگان [English] | ||
M. Abolghasemi | ||
Department of Electrical and Computer Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran | ||
چکیده [English] | ||
Background and Objectives: Earth has a complex ecosystem that is affected by natural processes and human activities, and understanding these processes is a real necessity. Environmental changes, from climate change to the reduction of natural resources, affect human life, economies, and the well-being of future generations. Therefore, the need for comprehensive Earth observation has never been more critical. To address this need, the Copernicus program was created by the European Space Agency in the early 2000s. The goal of this program was to create an operational system for earth monitoring with open access to high quality satellite data. The Sentinel satellites, as the core of the Copernicus program, is one of the symbols of humanity's progress in earth observation and environmental monitoring. This research examines the Sentinel satellites and shows the importance, basic principles and unique features of each of them. Sentinel satellites are unique operational platforms compared to the satellites of the previous generation. Methods: In this paper, the main framework of the Copernicus program, such as open access to satellite data, global coverage, operational stability, diverse sensors, and the framework of global cooperation, which is of great help to researchers, policymakers, and other users of satellite data, has been evaluated. The Sentinel satellites includes several satellites that acquire images from the earth in different spectral ranges, with global coverage and different viewing times. These satellites have operational stability and new generations of satellites are developed and launched to replace older satellites. Each satellite is equipped with special sensors according to its mission goals and makes it possible to monitor the land, oceans and atmosphere with the best possible tools from space. Findings: The Sentinel-1 satellite, which is equipped with a radar sensor, can image in the C frequency band and different spatial powers from 5 to 40 meters. Also, this satellite is able to take images in any weather conditions and at any hour of the day and night, which is valuable for many applications. The accuracy of Sentinel-1 data is very high in monitoring changes in the shape of the earth's surface, crisis management, polar ice observations and ocean monitoring. This vital role in detecting and monitoring land subsidence in urban areas makes it effective in urban planning and helping to prevent crises. On the other hand, the Sentinel-2 satellite with a multispectral sensor provides a powerful tool for Earth observation. By recording data in a wide spectral range in 13 spectral bands from visible to short-wave infrared, this satellite has been able to deepen our understanding of the features of the Earth's surface. The re-viewing time of this satellite has made it possible to monitor crops and evaluate the health of vegetation. Also, the spatial resolution of Sentinel-2 satellite images is an effective factor in urban planning, tree health monitoring, and natural disaster monitoring, such as fire and flood. In addition, the high bandwidth of this satellite helps to efficiently cover large areas and increases its efficiency in environmental monitoring. Conclusion: The Copernicus program is known for several key principles that have underpinned their success. These principles include open access data, global coverage, operational interoperability, diverse sensors, and a global cooperation framework. The principle of open access has given the assurance to the general users, including researchers, policymakers and commercial companies, that a continuous flow of satellite images will support their activities. The Copernicus program with a system of satellites ensures global coverage with optimal revisit time. The operational continuity of the program has resulted in new generations of satellites being developed and launched to replace older generations, to ensure a continuous flow of data. Each Sentinel satellite is equipped with specific sensors designed for its mission objectives, enabling it to monitor the Earth, oceans, atmosphere, and more. According to the characteristics of the Copernicus program, Sentinel satellites have started a new era of Earth observation and have provided a powerful and versatile tool for monitoring and understanding the Earth's ecosystem. | ||
کلیدواژهها [English] | ||
Sentinel Satellites, Earth Observation, Copernicus Program, Environmental Monitoring, Remote Sensing, Aeroscope sensors | ||
مراجع | ||
https://doi.org/10.3390/RS9121319. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 115 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 138 |