บทนิยามและความหมาย
ระบบรีโมทเซนซิง ถ้าแบ่งตามแหล่งกำเนิดพลังงานที่ก่อให้เกิดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มี 2 กลุ่มใหญ่ คือ
ในอดีตที่ผ่านมาเทคโนโลยีภาพถ่ายทางอากาศ (Aerial Photograph) และทางภาพถ่ายดาวเทียม (Satellite Imagery) เป็นคำที่ใช้แยกจากกัน ต่อมาได้มีการกำหนดคำศัพท์ให้รวมใช้เรียกคำทั้งสองรวมกัน ตลอดจนถึงเทคโนโลยีต่างๆ ที่เกี่ยวกับข้อมูลซึ่งได้จากตัวรับสัญญาณระยะไกลที่เรียกว่า Remote Sensing คำว่า รีโมทเซนซิ่ง (Remote Sensing) เป็นประโยคที่ประกอบขึ้นมาจากการรวม 2 คำ ซึ่งแยกออกได้ดังนี้ คือ Remote = ระยะไกล และ Sensing = การรับรู้ จากการรวมคำ 2 คำเข้าด้วยกัน คำว่า ''Remote Sensing'' จึงหมายถึง ''การรับรู้จากระยะไกล'' โดยนิยามความหมายนี้ได้กล่าวไว้ว่า ''เป็นการสำรวจตรวจสอบคุณสมบัติสิ่งใดๆ ก็ตามโดยที่มิได้สัมผัสกับสิ่งเหล่านั้นเลย'' ดังนั้นคำว่า ''Remote Sensing'' จึงมีความหมายที่นิยมเรียกอย่างหนึ่งว่า การสำรวจจากระยะไกล โดยความหมายรวม รีโมทเซนซิ่ง จึงจัดเป็นวิทยาศาสตร์ และศิลปะการได้มาซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุ พื้นที่ หรือปรากฎการณ์จากเครื่องมือ บันทึกข้อมูล โดยปราศจากการเข้าไปสัมผัสวัตถุเป้าหมาย ทั้งนี้ อาศัยคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อในการได้มาของข้อมูลใน 3 ลักษณะ คือ - คลื่นรังสี (Spectral) - รูปทรงสัณฐานของวัตถุบนพื้นผิวโลก (Spatial) - การเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา (Temporal) ปัจจุบันข้อมูลด้านนี้ได้นำมาใช้ในการศึกษาและวิจัยอย่างแพร่หลาย เพราะให้ผลประโยชน์หลายประการ อาทิเช่น ประหยัดเวลา ค่าใช้จ่ายในการสำรวจ เก็บข้อมูล ความถูกต้อง และรวดเร็วทันต่อเหตุการณ์ อย่างไรก็ตาม การรับรู้จากระยะไกลก็ได้รับการพัฒนาให้ก้าวหน้าโดยมีการประดิษฐ์ คิดค้นเครื่องมือรับสัญญาณที่มีประสิทธิภาพสูง เทคนิคที่นำมาใช้ในการแปลตีความ ก็ได้รับการพัฒนาควบคู่กันไปให้มีความถูกต้อง แม่นยำ และรวดเร็วยิ่งขึ้น จึงปรากฏว่ามีการนำข้อมูลทั้งภาพถ่ายทางอากาศ และ ภาพถ่ายดาวเทียม มาใช้ประโยชน์เพื่อสำรวจหาข้อมูลและทำแผนที่เกี่ยวกับทรัพยากรธรรมชาติกันอย่างกว้างขวางในปัจจุบัน ประโยชน์ของรีโมทเซนซิ่ง 1. การพยากรณ์อากาศ กรมอุตุนิยมวิทยาใช้ข้อมูลจากดาวเทียมเพื่อพยากรณ์ปริมาณ และการกระจายของฝนในแต่ละวัน โดยใช้ข้อมูลดาวเทียมที่โคจรรอบโลกด้วยความเร็วเท่ากับการหมุนของโลก ทำให้คล้ายกับเป็นดาวเทียมคงที่ (Geostationary) เช่น ดาวเทียม GMS(Geostationary Meteorological Satellite) และ ดาวเทียมโนอา NOAA ที่โคจรรอบโลกวันละ 2 ครั้ง ทำให้ทราบอัตราความเร็ว ทิศทาง และความรุนแรงของพายุที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้า หรือพยากรณ์อากาศความแห้งแล้งที่จะเกิดขึ้นได้ 2. สำรวจการใช้ประโยชน์ที่ดิน 3. สำรวจดิน 4. สำรวจด้านธรณีวิทยาและธรณีสัณฐานวิทยา 5. การเตือนภัยจากธรรมชาติ 6. ด้านการจราจร 7. ด้านการทหาร 8. ด้านสิ่งแวดล้อม 9. ด้านสาธารณสุข หลักการและกระบวนการรีโมทเซนซิ่ง (การสำรวจข้อมูลจากระยะไกล) รีโมทเซนซิ่ง เกิดจากหลักการในการใช้สื่อใน 3 ส่วน คือ ช่วงคลื่น (Spectral) รูปทรงสัณฐาน (Spatial) และการเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา (Temporal) เพื่อให้ได้มาซึ่งข้อมูลที่สนใจศึกษาในช่วงเวลาหนึ่งๆ โดยไม่ต้องไปสัมผัสกับวัตถุนั้น เมื่อดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของพลังงาน ปล่อยพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Spectral) ออกมายังวัตถุที่พื้นผิวโลก ซึ่งมีลักษณะที่แตกต่างกันไปในแต่ละพื้นที่ (Spatial) เช่น ได้แก่ น้ำ ต้นไม้ สิ่งปลูกสร้าง หรือพื้นดินว่างเปล่า ในช่วงเวลาหนึ่งๆ (Temporal) วัตถุแต่ละประเภทจะสะท้อนหรือแผ่รังสีที่เป็นคุณสมบัติเฉพาะตัวของแต่ละวัตถุ ซึ่งมีลักษณะที่แตกต่างกันในแต่ละประเภทออกไป และ Sensor จะรับ/บันทึกพลังงานที่วัตถุนั้นๆ ส่งมา ทำให้เราสามารถแปล/ตีความได้ว่าวัตถุนั้นๆ คืออะไร ขั้นตอนการสำรวจทางรีโมทเซนซิง การได้รับข้อมูล (Data acquisition) เป็นกระบวนการบันทึกพลังงานที่สะท้อนหรือส่งผ่านของวัตถุโดยเครื่องมือบันทึก ข้อมูลบนยานสำรวจ (platform) แล้วส่งข้อมูลเหล่านั้นไปยังสถานีรับสัญญาณภาคพื้นดิน เพื่อผ่านกรรมวิธีการผลิตเป็นข้อมูล ซึ่งข้อมูลผลลัพธ์อยู่ได้ทั้งในรูปแบบของภาพถ่ายและข้อมูลเชิงตัวเลข ประกอบไปด้วย 1)แหล่งพลังงาน คือ ดวงอาทิตย์ 2)การดคลื่อนที่ของพลังงาน (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ผ่านชั้นบรรยากาศโลก ซึ่งจะมีพลังงานบางส่วนต้องเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพของชั้นบรรยากาศโลก 3)ลักษณะผิวหน้าของโลก ซึ่งพลังงานที่ผ่านชั้นบรรยากาศมาแล้วจะทำปฎิสัมพันธ์กับพื้นผิวโลก 4)ระบบถ่ายภาพหรือระบบการบันทึกข้อมูล ซึ่งความละเอียดของภาพขึ้นกับระดับความสูงของวงโคจร ความสามารถของระบบที่บันทึก และสภาพบรรยากาศของโลกขณะพลังงานสะท้อนกลับ 5)ผลิตภัณฑ์ข้อมูล เป็นข้อมูลที่ได้รับทั้งในแบบข้อมูลเชิงตัวเลขและรูปภาพ การวิเคราะห์ข้อมูล (Data analysis) ประกอบด้วยการวิเคราะห์ข้อมูล การแปลตีความ การผลิต และการนำไปใช้ 6)กระบวนการแปลภาพ ซึ่งอาจใช้ทั้งวิธีด้วยสายตา และ/หรือ ด้วยคอมพิวเตอร์ 7)ผลิตภัณฑ์สารสนเทศ ข้อมูลจากการสำรวจระยะไกล (Remote Sensing) การสำรวจระยะไกลเป็นการสำรวจจากระยะไกล โดยเครื่องมือวัดไม่มีการสัมผัสกับสิ่งที่ต้องการตรวจวัดโดยตรง กระทำการสำรวจโดยให้เครื่องวัดอยู่ห่างจากสิ่งที่ต้องการตรวจวัด โดยอาจติดตั้งเครื่องวัดเช่น กล้องถ่ายภาพ ไว้ยังที่สูง บนบอลลูน บนเครื่องบิน ยาวอวกาศ หรือดาวเทียม แล้วอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่แผ่ หรือสะท้อนมาจากสิ่งที่ต้องการสำรวจเป็นสื่อในการวัด การสำรวจโดยใช้วิธีนี้เป็นการเก็บข้อมูลที่ได้ข้อมูลจำนวนมาก ในบริเวณกว้างกว่าการสำรวจภาพสนาม จากการใช้เครื่องมือสำรวจระยะไกล โดยเครื่องมือสำรวจไม่จำเป็นที่ต้องสัมผัสกับวัตถุตัวอย่าง เช่น เครื่องบินสำรวจเพื่อถ่ายภาพในระยะไกล การใช้ดาวเทียมสำรวจทรัพยากรทำการเก็บข้อมูลพื้นผิวโลกในระยะไกล
จากภาพเป็นการแสดงภาพถ่ายทางอากาศบริเวณจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และทำการซ้อนทับกับข้อมูลขอบเขตอาคารและการใช้ประโยชน์ของที่ดิน ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบระหว่างข้อมูลระยะไกลกับข้อมูลภาคสนามแล้วจะเห็นได้ว่า ข้อมูลจากการสำรวจระยะไกลจะให้รายละเอียดของข้อมูลน้อยกว่าการสำรวจภาคสนาม แต่จะให้ชอบเขตของการสำรวจที่กว้างกว่า และข้อมูลที่ได้จะเป็นข้อมูลที่ได้จากการเก็บตัวอย่างเพียงครั้งเดียว เมื่อกล่าวถึงเทคโนโลยีการสำรวจระยะไกล มีองค์ประกอบที่จะต้องพิจารณาคือ
รีโมทเซนซิง ได้นำมาใช้ประโยขน์ในการพัฒนาประเทศหลายด้าน ซึ่งเราสามารถประยุกต์ใช้ในงานต่างๆ เช่น การใช้ที่ดิน - รีโมเซนซิง สามารถใช้แปล รูปแบบการใช้ที่ดินประเภทต่างๆ และนำผลลัพธ์ที่ได้มาจัดทำ แผนที่การใช้ที่ดิน - รีโมทเซนซิง นำมาใช้สนับสนุนติดตามและประเมินแนวโน้มการใช้ที่ดินประเภทต่างๆ เช่น ด้านการเกษตร พื้นที่ป่าไม้ เป็นต้น การเกษตร - ภาพถ่ายจากดาวเทียมใช้สำรวจบริเวณพื้นที่เพาะปลูกพืชเศรษฐกิจ เช่น พื้นที่ปลูกข้าว ปาล์มน้ำมัน ยางพารา สัปะรด อ้อย ข้าวโพด ฯลฯ - ผลลัพธ์จากการแปลภาพใช้ประเมินการเปลี่ยนแปลงการเพาะปลูกพืชเศรษฐกิจในแง่ปริมาณ ราคา ช่วงเวลา - ติดตามขอบเขตและความอุดมสมบูรณ์ของพื้นที่ป่าและเขตอนุรักษ์พันธุ์ไม้ - ประเมินบริเวณพื้นที่ที่เหมาะสม (มีศักยภาพ) ในการปลูกพืชต่าง ๆ เช่น ข้าว ปาล์มน้ำมัน มันสำปะหลัง เป็นต้น ป่าไม้ - ติดตามการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าไม้จากการแปลภาพถ่ายจากดาวเทียม เช่น ป่าดงดิบ ป่าดิบชื้น ป่าเต็งรัง ป่าชายเลน เป็นต้น - นอกจากนี้ยังใช้สำหรับ ติตตามพื้นที่ไฟป่า และความเสียหายจากไฟป่า - ประเมินพื้นที่ที่เหมาะสมสำหรับปลูกป่าทดแทนบริเวณที่ถูกบุกรุก หรือโดนไฟป่า ธรณีวิทยา - การใช้ภาพถ่ายจากดาวเทียมแปลสภาพพื้นที่เพื่อจัดทำแผนที่ธรณีวิทยาและโครงสร้างทางธรณี ซึ่งเป็นข้อมูลที่ต้องใช้เวลาและงบประมาณในการสำรวจ และนำมาสนับสนุนในการพัฒนา ประเทศ เช่น เพื่อการประเมินหาแหล่งแร่ แหล่งเชื้อเพลิงธรรมชาติ แหล่งน้ำบาดาล การสร้างเขื่อน เป็นต้น - การใช้รีโมทเซนซิง มาสนับสนุนการจัดทำแผนที่ภูมิปรเทศ การวางผังเมือง - ใช้รีโมทเซนซิง ภาพถ่ายจากดาวเทียมรายละเอียดสูง เพื่อใช้ติดตามการขยายตัวของเมือง - ภาพถ่ายจากดาวเทียมช่วยให้ติดตาม การเปลี่ยนแปลงลักษณะ/รูปแบบ/ประเภทการใช้ที่ดิน - ใช้ภาพถ่ายรายละเอียดสูง ติดตามระบบสาธารณูปโภค เช่น ระบบคมนาคมขนส่งทางบก ทางน้ำ BTS ไฟฟ้า เป็นต้น - ผลลัพธ์จากการแปลภาพถ่ายจากดาวเทียมนำมาใช้ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์วิเคราะห์การ พัฒนาสาธารณูปการ เช่น การจัดสร้าง/ปรับปรุง สถานศึกษา โรงพยาบาล สถานีตำรวจ ดับเพลิง ไปรษณีย์ ห้องสมุด สนามเด็กเล่น สวนสาธารณะ เป็นต้น สิ่งแวดล้อม - รีโมทเซนซิง ได้ใช้แปลสภาพทรัพยาการชายฝั่งที่เปลี่ยนแปลง เป็นประโยคต่อการศึกษา วิเคราะห์ การจัดการทรัพยากรชายฝั่ง เช่น การพังทลายของดินชายฝั่ง การทำลายป่าชายเลน การทำนากุ้ง การอนุรักษ์ปะการัง เป็นต้น - ภาพถ่ายจากดาวเทียมในช่วงคลื่น visible ช่วยในการ ศึกษา/ติดตาม/ตรวจสอบความเปลี่ยนแปลง ของคุณภาพน้ำ - ผลลัพธ์จากการแปลภาพนำมาประกอบระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ในการวิเคราะห์ความรุนแรงของ ปัญหาคุณภาพสิ่งแวดล้อมทางด้านน้ำ อากาศ เสียง ขยะ และสารพิษ รีโมทเซนซิงจึงช่วยสนับสนุน การวางแผนพัฒนาคุณภาพสิ่งแวดล้อม โบราณคดี - ภาพถ่ายจากดาวเทียมรายละเอียดสูง ใช้ติดตามพื้นที่ แหล่งชุมชนโบราณ หรือพืนที่โบราณสถาน - ภาพถ่ายจากดาวเทียมรายละเอียดสูง ช่วยติตามเพื่อการบำรุงรักษา ดูคันดินรอบชุมชน สระน้ำหรือ บาราย เขื่อน สมุทรศาสตร์และการประมง - รีโมทเซนซิงใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับการไหลเวียนของน้ำในท้องทะเล - ศึกษาตะกอนในทะเลและคุณภาพของน้ำบริเวณชายฝั่ง เช่น การแพร่ของตะกอนแขวนลอยจากการ ทำเหมืองแร่ในทะเล - ศึกษาการประมงด้วยภาพดาวเทียมเรดาห์ที่เห็นพื้นที่ประมงน้ำเค็ม อุตุนิยมวิทยา/อุบัติภัย - ภาพถ่ายจากดาวเทียม สามารถใช้ถ่ายพื้นที่ที่ได้รับเหตุอุบัติเหตุ และกำหนดขอบเขตบริเวณที่เกิด อุบัติภัยได้ ติดตามและประเมินผลเสียหายเบื้องต้น - ภาพถ่ายจากดาวเทียมนำมาใช้ศึกษาลักษณะการเกิดและประเมินความรุนแรง - ผลลัพธ์ที่ได้จากการแปลพื้นที่ได้รับผลกระทบ เพื่อการวงแผนช่วงเหลือและฟื้นฟู การทำแผนที่ - ภาพถ่ายจากดาวเทียม ที่ทันสมัยนำมาปรับปรุงแผนที่ภูมิประเทศมาตราส่วนใหญ่ 1:5000 ได้อย่าง รวดเร็ว ทันสมัย - ศึกษาลักษณะการเปลี่ยนแปลง ทางด้านภูมิประเทศ เส้นทางการคมนาคม หรือสิ่งก่อสร้างที่เิกิดขึ้นใหม่ - ใช้ในการวางแผน/การมองภาพรวมที่รวดเร็วและถูกต้อง - จัดทำภาพสามมิติ ทรัพยากรน้ำ/อุทกวิทยา - รีโมทเซนซิง ใช้ศึกษาแหล่งน้ำทั้งบนบก ในทะเล น้ำบนดินและใต้ผิวดิน - ศึกษาองค์ประกอบอื่น ๆ ที่สัมพันธ์กับน้ำ เช่น ปริมาณ คุณภาพ การไหล การหมุนเวียน เป็นต้น |