بخش های دانشکده بخش های دانشکده

آزمایشگاه سیستم‎های اطلاعات مکانی آزمایشگاه سیستم‎های اطلاعات مکانی

الف) سنجش از دور نوری (Optical Remote Sensing)

در محدوده 4/0 تا 3 میکرومتر در طیف الکترومغناطیس، امکان تهیه تصاویر مرئی، مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز میانی در سنجش از دور فراهم می باشد. وجود باندهای تصویربرداری مرئی و مادون قرمز نزدیک، جزء لاینفک اکثر ماهواره‎های سنجش از دور تصویربردار غیر راداری می باشند. اهمیت اخذ تصویر در این محدوده منجر به بهبود توان تفکیک مکانی و ظهور ماهواره‎های با توان تفکیک بالا (High resolution) در سالهای اخیر گردیده است. تهیه نقشه‎های شهری، کاربری زمین و اراضی، از عمده کاربردهای این تصاویر می‎باشند. همچنین نظر به اهمیت توان تفکیک طیفی، تصاویر ماهواره‎ای ابرطیفی (Hyperspectral) نقش غیر قابل انکاری در بهبود تهیه نقشه‎های پوششهای مختلف زمینی داشته است. در همین راستا مطالعه بر روی داده‎های ماهواره‎ای مختلف در این محدوده طیفی و بررسی نقش آنها در بهبود تولید محصولات سنجش از دوری کاربری زمین و اتمسفر با کمک روشهای نوین پردازش تصویر و ابزارهای هوش مصنوعی، از عمده موضوعات تعریف شده در پایان‎نامه‎ها و رساله‎های دانشجویان گرایش سنجش از دور می باشد.

 

ب) سنجش از دور حرارتی (Thermal Remote Sensing)

یکی از قابلیتهای مهم سنجش از دور، تهیه تصویر در شب در محدوده مادون قرمز حرارتی است. محدوده 3 تا 15 میکرومتر طیف الکترومغناطیس را مادون قرمز حرارتی می نامند. بر اساس قانون پلانک، هرجسم بر روی سطح زمین در دمای بالاتر از صفر درجه کلوین، تشعشعاتی دارد که با استفاده از سنجنده‎های حرارتی ماهواره‎های سنجش از دور در طول روز و شب قابل اندازه گیری می‎باشند. دمای سطح زمین (Land Surface Temperature) به عنوان یک کمیت ترمودینامیک، شاخص مهمی در مطالعه مدلهای تعادل انرژی در سطح زمین و بررسی اثرات گلخانه‎ای بوده و از مهمترین پارامترها در بررسی فعل و انفعالات سطح زمین در مقیاس منطقه‎ای و جهانی می باشد. به عنوان مثال محاسبه دقیق دمای سطح برف و یخ در مناطق منجمد شمالی به منظور بهبود تخمین بیلان گرمایی و ارتباط آن با تغییرات آب و هوا در مقیاس جهانی، اهمیت بسیار زیادی دارد. در کشاورزی از دمای سطح زمین به منظور ارزیابی میزان آب مورد نیاز محصولات کشاورزی، بررسی خشکسالی، تشخیص سرمازدگی در باغ‎ها و مناطق خسارت دیده از سرمازدگی استفاده می‎گردد. از کاربردهای دیگر نقشه‎های حرارتی می توان به تشخیص آنومالیهای حرارتی قبل از وقوع آتشفشان و زلزله، تهیه نقشه مناطق مستعد انرژی زمین گرمایی برای تولید انرژی، تشخیص ابر و غیره اشاره نمود.

با توجه به اهمیت مطالعه بر روی کمیت دمای سطح زمین، در طول سالیان اخیر در گرایش سنجش از دور گروه نقشه‎برداری، پایان نامه‎ها و رساله‎های متعددی به منظور پیاده سازی و توسعه الگوریتمهای نوین در جهت استخراج دقیقتر دمای سطح آب و زمین انجام گردیده و یا در حال انجام می‎باشند. با ظهور سنجنده‎های ماهواره‎ای حرارتی جدید همانند LDCM و بهبود توان تفکیک مکانی، طیفی و رادیومتریکی این نوع سنجنده‎ها، زمینه های جدیدی برای انجام تحقیقات به منظور مطالعه دقیقتر دما و ضریب گسیل به عنوان کمیتهای فیزیکی پایه در گرایش سنجش از دور فراهم گردیده است.

ج) سنجش از دور ماکروویو (Microwave Remote Sensing)

محدوده یک میلیمتر تا یک متر طیف الکترومغناطیس، امکان طراحی، ساخت و پرتاب دو نمونه سنجنده های مایکروویو فعال (Active) و غیر فعال (Passive) به منظور تهیه اطلاعات از زمین را فراهم نموده است. سنجنده‎ی رادار با روزنه ترکیبی (Synthetic Aperture Radar) به دلیل قابلیت‎های خاص خود مانند دید در شب و عبور امواج ماکروویو از ابر، در دهه‎های اخیر مورد توجه بسیاری از محافل علمی مرتبط با سنجش از دور قرار گرفته است. موضوع اصلی در اصول سنجش از دور فعال و غیرفعال در باند ماکروویو طیف الکترومغناطیس، مدیریت و پردازش اطلاعات جمعآوری شده توسط سنجندههای ماهوارهای SAR، استخراج و تفسیر کمی و کیفی اطلاعات در زمینه های مختلف عمرانی، زیست محیطی و غیره را تشکیل می دهد. در این حوزه از سنجش از دور به طور خلاصه در سه حوزه سنجنده، سیگنال، و کاربردها فعالیتهای زیر انجام میشوند.

  •  سنجنده

1.       امکان سنجی و طراحی سنجنده ای سنجش از دور SAR هوایی و فضایی و تخمین پارامترهای اولیة آن

2.       آنالیز ابهام در طراحی سیستمهای SAR  هوابرد و فضابرد

3.       برنامه نویسی سخت افزاری روی FPGA در طراحی یک سیستم SAR هوابرد بدون سرنشین

4.       برنامه نویسی سخت افزاری روی FPGA در طراحی یک سیستم SAR فضابرد

5.       طراحی و ساخت آنتنهای Microstrip در یک سیستم SAR هوابرد بدون سرنشین

6.       شبیه سازی سیستم SAR هوابرد بدون سرنشین (هندسه، تولید سیگنال)

 7.       شبیه سازی سیستم SAR فضابرد  (هندسه، تولید سیگنال)

  • سیگنال

1.       طراحی و پیاده سازی نرمافزار راداری برای تبدیل داده‎های خام SAR به تصویر SLC

2.       فشرده‎سازی سیگنالهای SAR در مدهای مختلف جمع آوری سیگنال، در یک سیستم SAR

3.       تاثیر عوامل ارتفاع (DTM)، Foreshortening، و Layover در سیگنالهای بازگشتی یک سیستم SAR.

  • کاربردها

1.        طبقه بندی تصاویر PolSAR با استفاده از روشهای هوشمند سنجش از دوری (انواع گونه ها)

2.        برآورد رطوبت خاک در پیشبینی سیل با استفاده از تصاویر PolSAR

3.        برآورد روان آب حاصل از ذوب برف در پیشبینی سیل با استفاده از تصاویر PolSAR

4.        ارزیابی فیلترها در تصحیح نویز موجود در اینترفروگرام برای تهیة DTM ومانیتورینگ جابجایی‎ها ارزیابی روشهای PolInSAR    در تولید DEM و جابجایی سطوح

5.        تلفیق تصاویر POLSAR و Optic در برآورد متغییرهای نواحی جنگلی

6.        بررسی مدلهای بازپراکنش در برآورد biomass جنگلهای ایران با دادههای PolSAR

7.        طبقه بندی پوشهای گیاهی نسبتا یکسان و یکنواخت به کمک تصاویر PolSAR

8.   بررسی فیلترهای Speckling  De-در تاثیر ویژگیهای استخراج شده از تصاویر SAR برای برآورد biomass جنگل

9.       برآورد پارمترهای زیست توده به کمک روش InSAR

10.      برآورد پارمترهای پوشش گیاهی جنگل در تهیة نقشة ارتفاع درختان با روش PolInSAR

11.      شناسایی و استخراج عوارض متحرک در تصاویر SAR

12.      استخراج اتوماتیک عوارض خطی (مانند راه‎ها) از تلفیق تصاویر SAR و Optic

13.      شناسایی عوارض از تصاویر PolInSAR

14.      آشکارسازی تغییرات به کمک تصاویر PolInSAR

15.      ارزیابی روشهای ثبت هندسی تصاویر PolSAR در PolInSAR

16.      تلفیق تصاویر SAR و Optic در طبقه‎بندی

17.      ثبت هندسی اتوماتیک تصاویر SAR و Optic

18.      برآورد رطوبت خاک در نواحی کشاورزی با استفاده از تصاویر PolSAR

19.      شناسایی نواحی زیر پوشش سیل در مناطق جنگلی به کمک داده‎های SAR