مروری بر تجربیات شگفت‌انگیز کشورهای جهان در استفاده از تصاویر ماهواره‌ای که به بهبود کیفیت زندگی منجر شده است؛
معجزه ماهواره
اقتصاددانان، رشد اقتصادی کره شمالی را با چراغ‌های روشن شهرهای این کشور محاسبه کرده‌اند. این جملات شاید باورنکردنی به نظر برسد اما سرکی به گزارش‌های بانک جهانی نشان می‌دهد که تصاویر ماهواره‌ای چگونه توانسته‌اند تحولات خیره‌کننده‌ای در جهان رقم بزنند. استخراج داده‌های دقیق از مناطقی که شفافیت‌گریز هستند یا صعب‌العبور، پرهزینه هستند یا خطرناک، با کمک تصاویر ماهواره‌ای امکان‌پذیر شده است.
به گزارش گروه رسانه‌ای شرق،
اقتصاددانان، رشد اقتصادی کره شمالی را با چراغ‌های روشن شهرهای این کشور محاسبه کرده‌اند. این جملات شاید باورنکردنی به نظر برسد اما سرکی به گزارش‌های بانک جهانی نشان می‌دهد که تصاویر ماهواره‌ای چگونه توانسته‌اند تحولات خیره‌کننده‌ای در جهان رقم بزنند. استخراج داده‌های دقیق از مناطقی که شفافیت‌گریز هستند یا صعب‌العبور، پرهزینه هستند یا خطرناک، با کمک تصاویر ماهواره‌ای امکان‌پذیر شده است. حالا تصاویر ماهواره‌ای نه‌تنها موجب شفافیت داده‌ها و استخراج کم‌هزینه آن شده‌اند، که امروز نقش مهمی در حفاظت از محیط زیست و سرشماری گونه‌های جانوری یا دیده‌بانی آبها و جنگل‌ها ایفا می‌کنند. تصاویر ماهواره‌ای همچنین باعث بهبود و سودآوری بیشتر فعالیت‌های اقتصادی شده‌اند یا زندگی راحت‌تری برای شهروندان رقم زده‌اند؛ مانند آنچه سوئد از تصاویر ماهواره‌ای برای طراحی شهر خنک‌تر تجربه کرده است یا مدیریت مزارع کشاورزی که از راه دور ممکن شده است. تصاویر ماهواره‌ای در زمان بروز سیل‌های بنیان‌افکن یا زلزله‌های ویرانگر، فوران آتشفشان‌ها و حتی جنگ و حملات تروریستی به امنیت بیشتر انسان‌ها کمک کرده یا امدادرسانی را ساده‌تر کرده‌اند. این موارد فقط بخش کوچکی از امکانات بسیار مهمی است که ماهواره‌ها برای رفاه آدمی فراهم آورده‌اند.
افشای رشد اقتصادی کره شمالی با تصاویر ماهواره‌ای
عکس‌های شبانه ماهواره‌ها، رشد اقتصادی کشورها را فاش می‌کنند. محققان متوجه شده‌اند که نورهای شبانه شهرها که توسط ماهواره‌های مادون قرمز ثبت شده‌اند، با رشد اقتصادی، مصرف انرژی و تغییرات جمعیت همبستگی دارد. آنها می‌توانند از تصاویر ماهواره‌ای، در کشورهایی که آمار رسمی دقیق وجود ندارد، برای تخمین تولید ناخالص داخلی (GDP) استفاده کنند؛ مثلا در کره شمالی، نبود نور در مقایسه با کره جنوبی نشانگر تفاوت عظیم در توسعه است. در همین زمینه بانک جهانی مقالات متعددی منتشر کرده است که این موضوع را از زبان اقتصاددانان توضیح می‌دهد؛ برای مثال در مقاله‌ای با عنوان «اندازه‌گیری رشد اقتصادی فصلی از فضای بیرونی» که رابرت سی.ام.بیر و یینگیائو هوجیاکسیونگ یائو در سال ۲۰۲۲ برای بانک جهانی تهیه کرده‌اند، آمده است: «تصاویر ماهواره‌ای از نورهای شبانه بیش از یک دهه به درک ما از فعالیت اقتصادی کمک کرده‌اند. به عنوان مثال، نورهای شبانه می‌توانند به تخمین فعالیت اقتصادی در واحدهای مکانی کوچک در طول زمان کمک کنند. نوآوری‌های فناوری اخیر، کاربردهای بالقوه را گسترش داده‌اند. اکنون داده‌ها با فرکانس ماهانه، در یک شبکه مکانی ظریف‌تر و با اندازه‌گیری حساس‌تر مناطق کم‌نور در دسترس هستند. این نوآوری‌ها امکان استفاده از داده‌های نور شبانه را برای مطالعه تأثیرات کوتاه‌مدت رویدادهای اقتصادی فراهم می‌کنند». در این مقاله توضیح داده می‌شود که «مطالعات مربوط به بلایای طبیعی، اقدامات قرنطینه در طول همه‌گیری کووید19 اقدامات سیاست داخلی مانند کاهش ارزش پول ملی در هند و شوک‌های تجاری مانند تشدید تعرفه‌ها بین چین و ایالات متحده همگی با استفاده از داده‌های نور شب انجام شده‌اند». همچنین در تحلیلی که بر اساس کار برجسته هندرسون، استوریگارد و ویل در سال ۲۰۱۲ انجام شده است، بین شدت نور شبانه و تولید ناخالص داخلی ارتباط وجود دارد. بر اساس این مطالعات در بازارهای نوظهور و اقتصادهای در حال توسعه (EMDEs)، تغییر یک درصدی در تولید ناخالص داخلی فصلی با تغییر ۱.۵۵ درصدی در شدت نور شبانه مرتبط است و کاهش ۱۰ درصدی شدت نور شبانه، تأثیر اقتصادی معادل ۶.۵ درصد از تولید ناخالص داخلی را نشان می‌دهد. درواقع تصاویر ماهواره‌ای نور مادون قرمز شبانه (Nighttime Lights) یکی از روش‌های نوآورانه و بسیار کاربردی در اقتصاد فضایی است، به‌خصوص در مناطقی که داده‌های رسمی و آماری قابل اعتماد کم یا محدود است. مفهوم کلی و کاربرد نور مادون قرمز شبانه ماهواره‌ها قابلیت ثبت نورهای مصنوعی در شب را دارند؛ این نورها عمدتا از چراغ‌های خیابان‌ها، ساختمان‌ها، مراکز صنعتی و وسایل نقلیه سرچشمه می‌گیرند. درواقع شدت نور در تصاویر شبانه به عنوان شاخص غیرمستقیم توسعه اقتصادی، مصرف انرژی و فعالیت‌های انسانی استفاده می‌شود و همانگونه که اشاره شد، مطالعات نشان داده‌اند که بین شدت نور شبانه و تولید ناخالص داخلی (GDP) ارتباط آماری قابل توجهی وجود دارد. در این میان دسترسی به داده‌های اقتصادی برخی نقاط جهان مانند کره شمالی دشوار و حتی ناممکن است. با این حال علم برای حل این مسئله پاسخی یافته است و محققان توانسته‌اند با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای به داده‌های بسیاری درباره این مناطق دست پیدا کنند. در مطالعات متعددی که درباره تحلیل داده‌های تصاویر ماهواره‌ای از کره شمالی وجود دارد، مشخص شده که شدت نور در کره شمالی به طرز قابل توجهی کمتر از همسایه آن، کره جنوبی است که این تفاوت نمایانگر فاصله توسعه اقتصادی و سطح زندگی بسیار پایین‌تر است. تنها شهر بزرگ و مرکز اقتصادی کره شمالی، پیونگ‌یانگ است که بر اساس این مطالعات تقریبا تمام نورهای شبانه در آن متمرکز شده است و سایر مناطق کشور تقریبا تاریک باقی می‌مانند. این موضوع نشان‌دهنده کمبود زیرساخت‌های برق‌رسانی و فعالیت‌های اقتصادی است. تحلیل تصاویر چندساله نشان می‌دهد که شدت نور در پیونگ‌یانگ در برخی سال‌ها کمی افزایش داشته اما نسبت به رشد سریع کره جنوبی بسیار کند است. حتی در سال‌های تحریم شدید یا مشکلات اقتصادی، نور در شهرهای بزرگ بسیار کم می‌شود یا ثابت باقی می‌ماند که به کاهش فعالیت‌های اقتصادی اشاره دارد. برخی پژوهش‌ها این داده‌ها را برای پیش‌بینی تغییرات اقتصادی یا شرایط انسانی (مثل فقر انرژی) به کار می‌برند.
از سرشماری فیل‌ها تا نگهبانی جنگل ها
تصاویر ماهواره‌ای کاربردهای متنوعی برای پایش و ارزیابی وضعیت محیط زیست در سراسر جهان دارد. یکی از طرح‌های جالب توجه در این زمینه شمارش و پایش جمعیت حیات‌وحش مثل فیل‌ها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای است.
فیل‌ها یکی از گونه‌های کلیدی اکوسیستم‌های آفریقا و آسیا هستند و نقش مهمی در حفظ تعادل محیط زیست ایفا می‌کنند. شمارش دقیق جمعیت فیل‌ها به حفاظت بهتر، مدیریت زیستگاه‌ها و مقابله با شکار غیرقانونی کمک می‌کند. روش‌های سنتی شمارش فیل‌ها مثل سرشماری زمینی یا هوایی هزینه‌بر، وقت‌گیر و پرخطر است. حالا اما تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا، امکان مشاهده مستقیم فیل‌ها یا ردپای آنها در محیط را فراهم می‌کند. ماهواره‌هایی مثل WorldView-3 و GeoEye-1 با رزولوشن چندده سانتی‌متری توانسته‌اند به صورت دقیق‌تر حیوانات بزرگ را در زیستگاه‌های طبیعی ثبت کنند.
داده‌های ماهواره‌ای در مقیاس بزرگ و پوشش گسترده محیط‌های دورافتاده، شمارش دقیق‌تری را امکان‌پذیر کرده‌اند. نکته جالب در شمارش گونه‌های حیات وحش، شباهت بسیار گونه‌های جانوری هم‌خانواده با یکدیگر است و تشخیص آنها را دشوار می‌کند؛ به عنوان مثال در سرشماری یوزپلنگ‌ها، آنالیز و تفاوت خال‌های بدن جانور به مثابه شناسنامه آن عمل کرده و به متخصصان حیات وحش کمک می‌کند تا متوجه شوند یوزپلنگی پیش از این سرشماری شده یا نه؟ درباره فیل‌ها یا سایر گونه‌های جانوری هم چالشی مشابه وجود دارد و گاهی برای تشخیص این تفاوت‌ها نیاز به تصاویری با وضوح بسیار بالا و زیر ۳۰ سانتی‌متر است و البته تهیه این تصاویر گران تمام می‌شود. همچنین فیل‌ها در محیط‌های طبیعی ممکن است استتار کنند یا گاهی اجسام طبیعی یا سایه‌ها شبیه فیل دیده می‌شوند و باعث خطا در شمارش می‌شوند. بنابراین تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا حجم بسیار زیادی دارند که نیازمند پردازش پیشرفته است و این آنالیز و پردازش با استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی و هوش مصنوعی (AI) انجام می‌شود. گاهی این آنالیز و شمارش با تصاویر و به صورت دستی انجام می‌شود. همچنین داده‌های ماهواره‌ای با داده‌های زمینی و دوربین‌های تله‌ای برای افزایش دقت ترکیب می‌شود. برای سرشماری فیل‌ها با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای پروژه‌های متعددی تعریف شده است. یکی از این پروژه‌ها، شمارش فیل‌ها در پارک ملی تساوو در کنیا با تصاویر ماهواره‌ای WorldView-3 بود. این پروژه موفق شد فیل‌ها را با دقت حدود ۸۰-۹۰ درصد شناسایی کند، که برای یک فناوری نوظهور رقم قابل توجهی است. همچنین شرکت Planet Labs که ماهواره‌های کوچک با توان تصویربرداری روزانه دارد، با استفاده از تصاویر مکرر و الگوریتم‌های هوش مصنوعی، تغییرات جمعیت و مسیر حرکت فیل‌ها را رصد می‌کند. این داده‌ها به تحلیل‌گران محیط زیست کمک می‌کند روند مهاجرت فیل‌ها و تهدیدات احتمالی را بررسی کنند.
ناظر یخچال‌های قطبی
گذشته از سرشماری گونه‌های جانوری، تصاویر ماهواره‌ای برای رصد و پایش آب‌شدن یخ‌های قطبی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. یخ‌های قطبی در قطب شمال و قطب جنوب بخش مهمی از ساختار اقلیمی زمین هستند. این یخ‌ها ذخیره عظیمی از آب شیرین جهان را در خود دارند. آب‌شدن یخ‌های قطبی باعث افزایش سطح دریاها و تغییرات اقلیمی گسترده می‌شود، اما رصد یخ‌های قطبی با ابزار سنتی چندان ساده نیست و مناطق قطبی بسیار گسترده و دسترسی زمینی به آنها سخت و پرهزینه است. تصاویر ماهواره‌ای امکان پایش مداوم، دقیق و گسترده این مناطق را فراهم می‌کنند. ماهواره‌ها می‌توانند در طول زمان تغییرات یخ‌ها را رصد و ثبت کنند. برای پایش وضعیت قطب شمال و جنوب، انواع تصاویر نوری با وضوح بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند که امکان مشاهده سطح یخ و تغییرات آن را در تابستان‌های قطبی فراهم می‌کند. همچنین از رادارهای تصویربرداری استفاده می‌شود که این تکنولوژی می‌تواند حتی در شرایط ابری و شبانه هم داده‌های دقیقی از یخ‌ها ارائه دهد. علاوه بر این، ماهواره‌های کلایماتیک و پژوهشی مثل ماهواره‌های NASA’s ICESat و ICESat-2 می‌توانند ارتفاع یخ‌ها را اندازه‌گیری کنند و ماهواره‌های GRACE تغییرات جرم یخ‌ها را با اندازه‌گیری تغییرات میدان گرانشی زمین ثبت می‌کنند. درواقع با تصاویر ماهواره‌ای تغییرات مساحت یخ‌های قطبی اندازه‌گیری یا ضخامت یخ و میزان نازک‌شدن یا ضخیم‌شدن یخ‌ها در طول زمان بررسی می‌شود. همچنین روندهای آب‌شدن یخ‌ها از نظر زمان و موقعیت جغرافیایی بررسی و تغییرات به صورت فصلی و سالانه مقایسه می‌شود و تأثیرات زیست‌محیطی آن و پیامدهای ذوب یخ‌ها بر اکوسیستم‌ها، سطح دریاها و اقلیم جهانی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در همین زمینه پروژه مطالعاتی NASA با ICESat-2 روی اندازه‌گیری ضخامت و کاهش حجم یخ‌های قطبی با دقت بسیار بالا متمرکز است و مطالعات GRACE نشان داده‌اند که حجم یخ‌های گرینلند و قطب جنوب به‌سرعت در حال کاهش است و این باعث افزایش سطح دریا می‌شود.
دید‌بانی آب و جنگل
تصاویر ماهواره‌ای همچنین نقش بسیار مهمی در پایش و مدیریت منابع آب، به ویژه در شناسایی و پیش‌بینی خشکیدن منابع آب مثل دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و تالاب‌ها دارند. یکی از این پروژه‌های مهم، پروژه پایش دریاچه آرال در آسیای مرکزی بین قزاقستان و ازبکستان است. دریاچه آرال یکی از بزرگ‌ترین دریاچه‌های جهان بود که به خاطر استفاده بیش از حد آب رودخانه‌های تغذیه‌کننده برای کشاورزی، به‌شدت خشک شد. تصاویر Landsat از دهه ۱۹۷۰ تاکنون به طور مستمر وضعیت دریاچه آرال را رصد کرده‌اند یا پروژه پایش دریاچه ارومیه ایران با تصاویر ماهواره‌ای یکی دیگر از این مصادیق است. دریاچه ارومیه در دهه‌های اخیر به دلیل کاهش بارش، برداشت بیش از حد آب برای کشاورزی و تغییرات اقلیمی به‌شدت کاهش حجم داده است. تصاویر ماهواره‌ای متعددی وجود دارد که تغییرات سطح آب دریاچه را به صورت ماهانه و سالانه ثبت کرده و مناطق تبدیل‌شده به نمک‌زار و اثرات آن بر اکوسیستم و سلامت انسان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای مورد رصد قرار گرفته‌اند. مصداق دیگر پروژه Global Surface Water Explorer است؛ پروژه‌ای از مرکز تحقیقاتی دانشگاه کمبریج که با استفاده از تصاویر Landsat بیش از ۳۵ سال وضعیت آب‌های سطحی در سراسر جهان را بررسی کرده است. پروژه پایش رودخانه‌ها و تالاب‌های آفریقا مصداق دیگری از این دسته است. گذشته از این، تصاویر ماهواره‌ای یکی از ابزارهای کلیدی و پیشرفته برای پایش جنگل‌ها و منابع طبیعی جهان هستند که نقش بسیار مهمی در حفاظت محیط زیست، مدیریت منابع و مقابله با تغییرات اقلیمی دارند. تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا امکان تشخیص قطع غیرقانونی درختان و تخریب جنگل‌ها را فراهم می‌کنند. همچنین ردیابی روندهای بازسازی جنگل را امکان‌پذیر می‌کند و می‌تواند مناطقی که عملیات احیای جنگل یا کاشت نهال انجام شده را پایش کند. این تصاویر و داده‌ها امکان سیاست‌گذاری و برنامه‌ریزی‌های حفاظت از جنگل‌ها را ایجاد می‌کند. گذشته از این، تصاویر حرارتی و مادون قرمز ماهواره‌ای می‌توانند آتش‌سوزی‌های جنگلی را به‌سرعت تشخیص دهند و گسترش آنها را رصد کنند. این داده‌ها برای سازمان‌های مدیریت بحران و امدادرسانی حیاتی هستند یا با استفاده از شاخص‌هایی مثل NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) که از داده‌های نوری و مادون قرمز به دست می‌آید، می‌توان سلامت و تراکم پوشش گیاهی جنگل‌ها را ارزیابی کرد. این شاخص به تشخیص بیماری‌های گیاهی، خشکی و آفت‌ها کمک کرده و امکان پیش‌بینی و تحلیل تغییرات اقلیمی را فراهم می‌کنند. پروژه Global Forest Watch یکی از این طرح‌هاست و این پروژه درواقع یک پلتفرم آنلاین است که با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای به‌روز، تغییرات جنگل‌ها را در سطح جهانی پایش و در صورت وقوع قطع غیرقانونی درختان هشدار صادر می‌کند. همچنین پروژه NASA’s Landsat بیش از ۴۰ سال داده‌های مستمر پوشش زمین را تهیه کرده که امکان تحلیل تغییرات بلندمدت جنگل‌ها را فراهم کرده است. همچنین برنامه REDD+ سازمان ملل با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای برای پایش کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از جنگل‌زدایی و تخریب جنگل‌ها کوشش کرده است.
پیش‌بینی فوران آتشفشان و نجات جان مسافران هوایی
کاربرد تصاویر ماهواره‌ای در مدیریت و تحلیل بلایای طبیعی مثل سیل، زلزله، آتشفشان، توفان، رانش زمین و خشک‌سالی بسیار گسترده و حیاتی است. این فناوری نه‌تنها به پیش‌بینی و هشدارهای زودهنگام کمک می‌کند، بلکه در هنگام بحران و پس از آن هم ابزار بسیار مهمی برای مدیریت بحران، امداد و بازسازی محسوب می‌شود.
در حوادث سیل تصاویر ماهواره‌ای کمک کرده‌اند که مناطق زیر آب‌رفته، شناسایی شود و تغییرات مسیر رودخانه‌ها تشخیص داده شود. همچنین این تصاویر به پایش سطح آب دریاچه‌ها و سدها و هشدار زودهنگام برای مناطق پایین‌دست کمک می‌کند.
به عنوان مثال، در سیل گلستان ایران در سال ۱۳۹۸ تصاویر ماهواره‌ای، گسترش سیلاب را نشان دادند که در نقشه‌برداری سریع برای کمک‌رسانی مفید بودند یا در سال ۲۰۲۲ در پاکستان، تصاویر ناسا و ESA نشان دادند که رود سند چگونه به دریاچه‌ای عظیم تبدیل شده و روستاها ناپدید شده‌اند.
در پدیده آتشفشان هم تصاویر ماهواره‌ای می‌توانند دمای سطح زمین را شناسایی کنند و گدازه‌های فعال را تشخیص دهند. علاوه بر آن، با تصاویر ماهواره‌ای می‌توان گازهای خروجی از دهانه و تغییر شکل زمین و فوران احتمالی را تشخیص داد.
در ایسلند تصاویر ماهواره‌ای میزان خاکستر در هوا را در سال ۲۰۱۰ و آتشفشان ایافیاتلایوکوتل نشان دادند و این تصاویر باعث لغو هزاران پرواز شد.
همچنین در اندونزی و آتشفشان‌های فعال مثل مرابی تصاویر مادون قرمز، فعالیت در دهانه آتشفشان و پیش‌بینی فوران را ممکن کردند. در ایتالیا و اتنا و وزوو از تصاویر SAR برای تحلیل تغییر شکل زمین استفاده می‌شود.
در زمان زلزله هم تصاویر ماهواره‌ای می‌توانند جابه‌جایی سطح زمین را تشخیص دهند و پس از وقوع زلزله شناسایی مناطق تخریب‌شده برای اعزام تیم‌های امدادی را ممکن می‌کنند. همچنین مقایسه تصاویر قبل و بعد برای تخمین خسارات را امکان‌پذیر کرده‌اند.
در ژاپن و زمان زلزله ۲۰۱۱ توهوکو تصاویر ماهواره‌ای خسارات را مستند کردند و از InSAR برای تحلیل لغزش گسل‌ها استفاده شد. در ترکیه و سوریه در سال ۲۰۲۳ هم ناسا و ESA تصاویر دقیق از جابه‌جایی زمین و فروپاشی ساختمان‌ها ارائه کردند و در زلزله بم در سال ۱۳۸۲ ایران تصاویر ماهواره‌ای برای تخمین اولیه خسارات استفاده شد و کمک بزرگی برای عملیات نجات بود.
در توفان و گردباد با تصاویر ماهواره‌ای می‌توان مسیر حرکت توفان را رهگیری کرد و شدت توفان را با تصاویر ابرها و فشار جو تشخیص داد. همچنین این تصاویر می‌توانند خسارات پس از عبور توفان را پایش کنند.
در سال ۲۰۰۵ در حادثه توفان کاترینا در آمریکا تصاویر ماهواره‌ای از قبل توفان هشدار دادند و بعد از آن برای امداد استفاده شدند.
علاوه بر این در سایر حوادث طبیعی مانند رانش زمین و بهمن تصاویر ماهواره‌ای کاربرد دارند و قادر به تشخیص ناپایداری در شیب‌های کوهستانی، شناسایی تغییرات ناگهانی در پوشش گیاهی یا خاک و پایش مداوم مناطق پرخطر هستند.
همچنین در پدیده خشک‌سالی و بیابان‌زایی، پایش کاهش سطح پوشش گیاهی، ارزیابی کاهش منابع آبی و سطح رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و تحلیل وضعیت کشاورزی با تصاویر ماهواره‌ای ممکن شده است.
مدیریت مزارع کشاورزی از راه دور
کاربرد تصاویر ماهواره‌ای در توسعه کشاورزی، صنایع و معادن، یکی از مهم‌ترین دستاوردهای فناوری سنجش‌از دور در دهه‌های اخیر است. این فناوری با فراهم‌کردن اطلاعات دقیق، گسترده و به‌روز از سطح زمین به کشورها کمک کرده تصمیم‌گیری‌های بهتر، سریع‌تر و مبتنی بر داده‌های واقعی انجام دهند.
باید تأکید کرد که تصاویر ماهواره‌ای نقش کلیدی در کشاورزی هوشمند و پایدار دارند. این تصاویر اطلاعاتی در مورد پوشش گیاهی، رطوبت خاک، سلامت محصولات، تغییرات اقلیمی و عملکرد زمین‌های زراعی فراهم می‌کنند.
همانگونه که اشاره شد، با تصاویر ماهواره‌ای می‌توان سلامت گیاهان و محصولات کشاورزی را با استفاده از شاخص‌هایی مانند NDVI (شاخص نرمال تفاوت پوشش گیاهی) در بازه‌های زمانی مختلف ارزیابی کرد.
همچنین می‌توان با شناسایی مناطق کم‌آب یا پرمصرف آبیاری دقیق‌تری انجام داد و از هدررفت منابع جلوگیری کرد. جالب است بدانید تصاویر ماهواره‌ای با ترکیب داده‌های اقلیمی و خاک به پیش‌بینی عملکرد سالانه مزارع کمک می‌کنند و تغییرات غیرعادی در رنگ یا پوشش گیاهی در تصاویر ماهواره‌ای می‌تواند نشانه‌ای از شیوع آفات باشد که پیش از گسترش، قابل شناسایی است.
به‌جز این، نقشه‌ها و تصاویر ماهواره‌ای برای برنامه‌ریزی کشاورزی در مقیاس ملی و محلی استفاده می‌شوند.
در همین زمینه هند برنامه «FASAL» را با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای اجرا کرده و پیش‌بینی دقیق تولید محصولات مانند برنج و گندم را انجام می‌دهد.
همچنین هلند به عنوان یکی از پیشگامان کشاورزی هوشمند، با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و داده‌های IoT، بهره‌وری بسیار بالایی در واحد سطح دارد.
در حوزه صنایع، تصاویر ماهواره‌ای در مکان‌یابی، پایش زیست‌محیطی، مدیریت منابع و زیرساخت‌های صنعتی بسیار مؤثر هستند. به عنوان مثال یکی از کاربردهای مهم تصاویر ماهواره‌ای مکان‌یابی مناسب برای احداث صنایع است. این کار با تحلیل پوشش زمین، نزدیکی به منابع، شبکه‌های حمل‌ونقل و زیرساخت‌ها، بهترین محل برای استقرار کارخانه‌ها امکان‌پذیر شده است.
همچنین با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای می‌توان میزان آلودگی هوا، آب و خاک اطراف صنایع را اندازه‌گیری و کنترل کرد و با پایش حرارتی با تصاویر مادون‌قرمز به تحلیل کارایی انرژی در صنایع کمک کرد.
همچنین رصد توسعه صنعتی و گسترش مناطق صنعتی با تصاویر سری زمانی امکان‌پذیر است.
در همین زمینه چین در شهرهای صنعتی مانند شانگهای، تصاویر ماهواره‌ای را برای پایش آلودگی صنعتی و مدیریت گسترش مناطق صنعتی استفاده می‌کند و آلمان در صنایع خودروسازی و انرژی، از داده‌های ماهواره‌ای برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و انتخاب محل احداث کارخانه‌های جدید بهره‌گیری می‌کند.
باید اضافه کرد که تصاویر ماهواره‌ای ابزار قدرتمندی برای اکتشاف معادن، پایش استخراج و حفاظت از منابع طبیعی هستند و با استفاده از تصاویر طیفی و مادون قرمز، می‌توان نواحی دارای پتانسیل معدنی را شناسایی کرد و بر گسترش فعالیت‌های معدنی و ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی آنها از طریق تصاویر سری زمانی امکان‌پذیر نظارت کرد. همچنین می‌توان در مناطق دارای معادن زیرزمینی، از فناوری راداری InSAR برای شناسایی خطر فرونشست استفاده یا برای جلوگیری از تجاوز به منابع طبیعی یا تخریب پوشش گیاهی در اطراف معادن، تغییرات کاربری را رصد کرد.
نمونه این تجربیات را می‌شود در استرالیا مثال زد. این کشور با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا و داده‌های طیفی، بسیاری از معادن فلزی و طلا را کشف کرده است و در آفریقای جنوبی، تصاویر ماهواره‌ای برای استخراج معادن الماس و فلزات نادر و شناسایی مناطق هدف قبل از حفاری استفاده می‌شود. در ایران هم سازمان زمین‌شناسی از داده‌های ماهواره‌ای ASTER و Sentinel برای نقشه‌برداری زمین‌شناسی و اکتشاف اولیه استفاده می‌کند.
رصد فعالیت‌های مشکوک تروریستی در مرزها
فارغ از نقش گسترده‌ای که تصاویر ماهواره‌ای در اقتصاد و مهار بلایای طبیعی و... ایفا می‌کند، این تصویربرداری‌های هوایی نقش مهمی در تأمین امنیت کشورها دارند.
این فناوری به دولت‌ها این امکان را می‌دهد که بدون حضور فیزیکی در محل، اطلاعات دقیق، لحظه‌ای و گسترده از مناطق هدف به دست آورند. تصاویر ماهواره‌ای نه‌تنها در امنیت نظامی، بلکه در امنیت مرزی و مقابله با تروریسم نقش مهمی دارند.
با تصاویر ماهواره‌ای می‌توان تحرکات نظامی دشمن در مرزها و مناطق استراتژیک را شناسایی و پایگاه‌های نظامی، تأسیسات موشکی یا زیرساخت‌های حیاتی را رصد کرد یا از خسارات پس از حملات یا درگیری‌ها ارزیابی داشت.
در سال ۲۰۲۲، تصاویر ماهواره‌ای تجاری مثل Maxar توانستند استقرار نیروهای روسیه در مرز اوکراین را ماه‌ها قبل از حمله نظامی فاش کنند.
با تصاویر ماهواره‌ای همچنین می‌توان عبورهای غیرمجاز در مناطق مرزی و فعالیت‌های مشکوک در مناطق صعب‌العبور یا بیابانی را تشخیص داد.
آمریکا از تصاویر ماهواره‌ای برای نظارت بر مرز مکزیک استفاده و مسیرهای عبور غیرقانونی را شناسایی می‌کند.
همچنین با تصاویر ماهواره‌ای می‌توان کمپ‌ها و پایگاه‌های گروه‌های تروریستی در مناطق دورافتاده را ردیابی کرد و بر مسیرهای قاچاق سلاح یا مواد مخدر نظارت داشت یا فعالیت‌های غیرعادی در مناطق بحران‌زده یا جنگی را رصد کرد.
در آفریقا، ماهواره‌های نظارتی به دولت‌ها کمک کرده‌اند کمپ‌های بوکوحرام یا الشباب را در نیجریه و سومالی شناسایی کنند.
تصاویر ماهواره‌ای همچنین امکان رصد نیروگاه‌ها، سدها، پالایشگاه‌ها، تأسیسات هسته‌ای و محافظت از آنها را فراهم کرده است.
همچنین این تصاویر به تصمیم‌گیری سریع در بحران‌هایی مثل جنگ، حملات تروریستی یا زلزله کمک می‌کنند و امکان ردیابی حرکت جمعیت پناه‌جویان یا آوارگان را ایجاد کرده است.
به عنوان مثال در جنگ سوریه، سازمان‌های بین‌المللی از تصاویر ماهواره‌ای برای تخمین جمعیت آواره‌شده یا تخریب شهرها استفاده کردند.
ردیابی کشتی‌ها و قایق‌های مشکوک یا بدون پرچم، پایش قاچاق سوخت، ماهیگیری غیرقانونی یا انتقال تسلیحات و محافظت از منابع انرژی در دریا مثل سکوهای نفتی از موارد دیگری است که با رصد تصاویر ماهواره‌ای ممکن شده است.
کشف شهر گمشده مصر
یکی از جالب‌ترین و شگفت‌انگیزترین کاربردهای تصاویر ماهواره‌ای در باستان‌شناسی، کشف مکان‌های تاریخی و تمدن‌های گمشده است، آن هم بدون نیاز به حفاری یا حتی ورود به محل. کشف شهرهای گمشده مصر با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای یکی از این مصادیق است. سارا پارکاک (Sarah Parcak)، باستان‌شناس آمریکایی توانست با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای با وضوح بالا از ماهواره‌های ناسا مانند Landsat و طیف مادون قرمز و نزدیک به مادون قرمز و همچنین نرم‌افزارهای پردازش تصویر و تحلیل داده‌های سنجش از دور به کشف مهمی برسد. در سال ۲۰۱۱، تیم او موفق شد با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای بیش از ۱۷ هرم پنهان، هزار مقبره و سه‌هزار سکونت‌گاه باستانی را زیر شن‌های مصر شناسایی کند. تا پیش از آن و بر پایه آخرین کشفیات باستان‌شناسی تصور می‌شد که حداقل ۱۴۰ هرم در سراسر مصر وجود دارد، اما باستان‌شناسان دانشگاه آلاباما با استفاده از تصاویر مادون قرمز ماهواره‌های ناسا موفق شدند ۱۷ هرم گمشده دیگر را در مصر کشف کنند.
بر اساس گزارش دیلی‌میل این تیم به منظور دستیابی به این نتایج، تصاویری را که ماهواره‌های ناسا از مدار ۷۰۰ کیلومتری بالای زمین با دوربین‌های پرقدرتی که می‌توانند اجسام نقطه‌ای با قطر کمتر از یک میلی‌متر را از بالای سطح زمین شناسایی کنند، بررسی کردند.
باستان‌شناسان توضیح داده‌اند که وقتی یک سازه باستانی در زیر زمین قرار دارد، خاک و پوشش گیاهی آن ناحیه با نواحی اطراف کمی متفاوت است و در نواحی باستانی زیر خاک، گیاهان کمتر رشد می‌کنند یا رطوبت متفاوتی دارند و این تفاوت‌ها در طیف مادون قرمز به‌راحتی قابل مشاهده است. یک مثال دیگر از کاربرد تصاویر ماهواره‌ای در باستان‌شناسی کشف خطوط و نقاشی‌های باستانی در صحرای پرو است. در صحرای نازکا در کشور پرو، تصاویر ماهواره‌ای توانستند نقوش و خطوط عظیمی را کشف کنند که از زمین دیده نمی‌شوند، اما از ارتفاع زیاد قابل تشخیص‌‌اند. این خطوط شکل‌های هندسی، حیوانات و نمادهای خاصی را نشان می‌دهند که هنوز هم رازآلود باقی مانده‌اند و باستان‌شناسان درباره خالقان آن تردید دارند. آنها همچنین نمی‌دانند که انسان‌های اولیه چگونه و با چه ابزاری توانسته‌اند آن نقاشی‌های غول‌آسا را ترسیم کنند.
مزیت ماهواره‌ها در کشفیات باستان‌شناسی این است که با تصاویر ماهواره‌ای می‌توان بدون حفاری و تخریب وسیع محوطه‌ای آن را بررسی کنند. این روش سریع و کم‌هزینه است و نسبت به روش‌های سنتی می‌تواند سریع‌تر و اقتصادی‌تر باشد. همچنین تصاویر ماهواره‌ای می‌توانند مناطق بالقوه برای برنامه‌ریزی دقیق حفاری‌های بعدی را شناسایی کنند و با رصد و پایش محوطه‌های باستانی مانع از قاچاق یا تخریب آثار شوند.
از مهار زاغه‌نشینی در هند تا طراحی شهر خنک‌تر در سوئد
تصاویر ماهواره‌ای توانسته‌اند تجربیات باورنکردنی و خلاقانه در شهرسازی جهان به جا بگذارند؛ به عنوان مثال هند از این فناوری برای مبارزه با رشد زاغه‌نشینی در بمبئی استفاده کرد. در شهر بمبئی، رشد سریع جمعیت باعث گسترش زاغه‌ها شده بود. بسیاری از این سکونت‌گاه‌ها غیرقانونی و خارج از برنامه‌های شهری بودند و دولت هند تصمیم گرفت با کمک تصاویر ماهواره‌ای مکان‌های جدید زاغه‌نشینی را شناسایی و رشد آنها را در طول زمان پایش کند. دولت از این داده‌ها برای برنامه‌ریزی جابه‌جایی، بهسازی یا قانونی‌سازی سکونت‌گاه‌ها استفاده و امکان مداخله سریع‌تر و کارآمدتر برای بهبود شرایط زندگی را فراهم کرد.
هلند نمونه دیگر بهره‌گیری از تصاویر ماهواره‌ای برای مدیریت دقیق فضا در کشوری کوچک است. هلند کشوری با فضای محدود است و بخش بزرگی از خاک آن زیر سطح دریاست. بنابراین مدیریت فضا در شهرهای هلند یک چالش بزرگ است. حالا این کشور توانسته با ترکیب تصاویر ماهواره‌ای، داده‌های ارتفاعی و GIS کاربری زمین را به‌صورت لحظه‌ای بررسی کند و برای پروژه‌های جدید مثل مدرسه، بیمارستان، جاده و... مکان‌یابی بهینه داشته باشد. ضمن اینکه روند گسترش شهری را کنترل و در هماهنگی با محیط‌زیست اجرا کند. به این ترتیب هلند توانسته یکی از منظم‌ترین الگوهای توسعه شهری در جهان را داشته باشد. چین نیز تجربه مشابهی دارد و با استفاده از هوش مصنوعی و تصاویر ماهواره‌ای بر رشد کلان‌شهرهایی مثل پکن، شانگهای و شنژن نظارت می‌کند. چین درواقع با تصاویر ماهواره‌ای ساخت‌وسازهای جدید را به‌صورت خودکار پایش می‌کند و تراکم جمعیت را از روی نوع ساختمان‌ها بررسی کرده و مناطق کم‌برخوردار برای هدف‌گذاری پروژه‌های توسعه‌ای را تشخیص می‌دهد. نکته قابل توجه اینکه دولت چین از این داده‌ها برای ایجاد شهرهای هوشمند استفاده می‌کند.
در برزیل هم با تصاویر ماهواره‌ای ساخت‌وساز غیرقانونی در اطراف جنگل‌های آمازون ردیابی می‌شود و با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، ساختمان‌های جدید بدون مجوز شناسایی و پروژه‌های توسعه شهری بر اساس مناطق کم‌خطر برای محیط‌زیست طراحی می‌شوند.
سوئد تجربه متفاوت‌تر و جالب‌تری در این زمینه دارد و توانسته است با تصاویر ماهواره‌ای، شهری بر اساس نور، سایه و دمای مناطق طراحی کند. این کشور با استفاده از تصاویر حرارتی و بازتابی ماهواره‌ای بررسی می‌کند که چه مناطقی در تابستان بیش‌ازحد داغ می‌شوند و در طراحی شهر از این داده‌ها برای ایجاد پارک‌های خنک‌کننده، درختکاری، یا مسیرهای پیاده‌روی سایه‌دار استفاده می‌کند. درواقع تصاویر ماهواره‌ای کمک کرده‌اند که از اطلاعات اقلیمی برای طراحی انسانی‌تر و پایدارتر شهرها استفاده شود.
آخرین مطالب منتشر شده در روزنامه شرق را از طریق این لینک پیگیری کنید.
