مقدمة الاستشعار من البعد (د. حسام محمد جاب الله) 2025 PDF

2025  ‫ميحرلا نمحرلا هللا‬ ‫بسم‬ ‫"وقل ربى زدنى علما"‬ ‫‪2‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫جدول المحتويات‬ ‫مقدمه ‪8.................................................................................................

2025  ‫ميحرلا نمحرلا هللا‬ ‫بسم‬ ‫"وقل ربى زدنى علما"‬ ‫‪2‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫جدول المحتويات‬ ‫مقدمه ‪8............................................................................................................................‬‬ ‫الفصل األول ‪11..................................................................................................................‬‬ ‫تاريخ ومفاهيم االستشعار من البعد ‪11......................................................................................‬‬ ‫تاريخ ومفاهيم االستشعار من البعد ‪11......................................................................................‬‬ ‫لمحه تاريخيه ‪21................................................................................................................................................‬‬ ‫مفهوم االستشعار عن بُعد ‪21.................................................................................................................................‬‬ ‫الفصل الثانى ‪18.................................................................................................................‬‬ ‫الطيف الكهرومغناطيسي ‪18...................................................................................................‬‬ ‫الطيف الكهرومغناطيسي‪21....................................................................................... Electromagnetic Spectrum‬‬ ‫الطول الموجى ‪12..............................................................................................................................................‬‬ ‫التردد أو الذبذبة ‪11............................................................................................................................................‬‬ ‫العالقة بين طول الموجة والتردد ‪12........................................................................................................................‬‬ ‫حالة الضـــــــوء‪12......................................................................................................................................... :‬‬ ‫طول الموجة في غير الفراغ ‪12.............................................................................................................................‬‬ ‫سرعة الضوء ‪12...............................................................................................................................................‬‬ ‫طبيعة الضوء وانتشاره ‪12....................................................................................................................................‬‬ ‫موجات الراديو)‪12...................................................................................................................... (Radio waves‬‬ ‫أشعة الميكروويف )‪11................................................................................................................ : (Microwave‬‬ ‫األشعة تحت الحمراء ‪23......................................................................................................................................‬‬ ‫الضوء المرئي ‪22..............................................................................................................................................‬‬ ‫األشعة فوق البنفسجية) ‪21............................................................................................................... ( Ultraviolet‬‬ ‫األشعة السينية)‪21.................................................................................................................................. (X ray‬‬ ‫أشعة جاما)‪22.................................................................................................................................. (Gama ray‬‬ ‫سلوك األشعة الكهرومغناطيسية ‪21.........................................................................................................................‬‬ ‫التهدئة واالمتصاص ‪21.......................................................................................................................................‬‬ ‫الفصل الثالث ‪53.................................................................................................................‬‬ ‫تقنيات ومفاهيم فيزيائية ‪53...................................................................................................‬‬ ‫تقنيات ومفاهيم فيزيائية ‪53...................................................................................................‬‬ ‫‪ -2‬االشعاع الشمسي ‪22............................................................................................................ Solar radiation‬‬ ‫‪3‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫أ‪ -‬االشعة الحرارية ‪22.......................................................................................................................................:‬‬ ‫ج‪ -‬االشعة فوق البنفسجية ‪22.................................................................................................................................‬‬ ‫أ‪ -‬االمتصاص ‪22...............................................................................................................................................‬‬ ‫ب‪-‬أنتشار االشعة ‪22...........................................................................................................................................‬‬ ‫ج‪ -‬انعكاس االشعة ‪22.........................................................................................................................................‬‬ ‫العوامل المؤثرة في توزيع االشعاع الشمسي ‪22........................................................................................................ :‬‬ ‫أ ‪-‬زواية سقوط االشعة الشمسية على االرض ‪22................................................................................................... :‬‬ ‫ب‪ -‬اختالف طول النهار ‪22............................................................................................................................ :‬‬ ‫ج‪ -‬شفافية الغالف الغازي‪21.............................................................................................................................‬‬ ‫د‪-‬أختالف التضاريس ‪21..................................................................................................................................‬‬ ‫امتصاص األشعة الكهرومغناطيسية على سطح األرض ‪21............................................................................................‬‬ ‫خصائص االنعكاس الطيفي للنبات ‪13......................................................................................................................‬‬ ‫في نطاق االشعة الخضراء ‪13...........................................................................................................................‬‬ ‫وفي نطاق االشعة تحت الحمراء القربية ‪13...........................................................................................................‬‬ ‫وفي نطاق االشعة تحت الحمراء المتوسطة‪13........................................................................................................‬‬ ‫وفي نطاق االشعة تحت الحمراء المتوسطة ‪13.......................................................................................................‬‬ ‫الفصل الرابع ‪21.................................................................................................................‬‬ ‫الصور الجوية ‪21................................................................................................................‬‬ ‫الصور الجوية‪12............................................................................................................. Aereal photographs‬‬ ‫التصوير الجوي ‪12............................................................................................................................................‬‬ ‫تاريخ التصوير الجوى ‪12....................................................................................................................................‬‬ ‫الصور الجوية‪11............................................................................................................... Aerial photographs‬‬ ‫انواع الصور الجوية ‪12.......................................................................................................................................‬‬ ‫أهمية الصور الجوية ‪11.......................................................................................................................................‬‬ ‫تتمثل أهمية الصور الجوية بـ ‪11.......................................................................................................................... :‬‬ ‫عيوب الصور الجوية ‪23......................................................................................................................................‬‬ ‫دليل الصور الجويه ‪22.................................................................................................................... Photo index‬‬ ‫أزواج الصور ‪21........................................................................................................................... StereoPairs‬‬ ‫أنواع االستريوسكوبات ‪22....................................................................................................................................‬‬ ‫عيوب اجهزه استريوسكوب الجيب ‪21.....................................................................................................................‬‬ ‫المكونات االساسيه الجهزه الرسم التجسيمى ‪22..........................................................................................................‬‬ ‫‪4‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫اوال االجهزه ذات االسقاط الضوئى المباشر‪22......................................................................................................... :‬‬ ‫ثانيا االجهزه ذات نظام االسقاط الميكانيكى الفراغى‪22................................................................................................:‬‬ ‫مميزات اجهزه الرسم التجسيمى التحليليه والرقميه ‪21..................................................................................................‬‬ ‫الفصل الخامس ‪31..............................................................................................................‬‬ ‫خصائص الصور الجوية ‪31...................................................................................................‬‬ ‫خصائص الصور الجوية‪21..................................................................................................................................‬‬ ‫شـروط الرؤية المجسمه‪21.................................................................................................................................. :‬‬ ‫العوامل المؤثرة على اإلبصار المجسم ‪22.................................................................................................................‬‬ ‫العالمات الموضحة على الصور الجوية ‪22...............................................................................................................‬‬ ‫‪22................................................................................................................................................................‬‬ ‫شكل (‪ )62‬العالمات الموضحة على الصور الجوية ‪22.................................................................................................‬‬ ‫تحليل الصورالجويه‪22........................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -1‬التفسير البصري ‪22.......................................................................................................................................‬‬ ‫‪ -2‬الطريقة األدائية الدليلية البصرية ‪22....................................................................................................................‬‬ ‫‪ -1‬التحليل (التفسير اآللي) ‪22................................................................................................................................‬‬ ‫تفسير الصور الجوية ‪22......................................................................................................................................‬‬ ‫التفسير البصري للصور الجوية ‪22.........................................................................................................................‬‬ ‫مراحل إنتاج الخرائط من الصور الجوية ‪22..............................................................................................................‬‬ ‫) ‪( 1‬التخطيط إلجراء أعمال التصوير الجوى المساحي ‪22............................................................................................‬‬ ‫) ‪ ( 2‬إجراء التصوير الجوي وفحص إستالم الصور الجوية ‪23......................................................................................‬‬ ‫)‪( 3‬التخطيط إلختيار نقط الثوابت األرضية إلجراء عملية التصوير الجوي ‪22...................................................................‬‬ ‫) ‪(4‬اعمال اختيار ورصد نقط الثوابت األرضية ‪22.....................................................................................................‬‬ ‫) ‪( 5‬أعمال التثليث الجوي ‪21...............................................................................................................................‬‬ ‫(‪ )2‬أعمال الترميز الخاصة بالخرائط ( الرسم الكارتوجرافى( ‪22....................................................................................‬‬ ‫( ‪ )1‬أعمال الطباعة ‪22........................................................................................................................................‬‬ ‫الموزاييك ‪22....................................................................................................................................... Mosaic‬‬ ‫أنواع الموزاييك ‪22.......................................................................................................................................... :‬‬ ‫استخدامات الخرائط ‪22........................................................................................................................................‬‬ ‫مصطلحات التصوير الجوى ‪23.............................................................................................................................‬‬ ‫الفصل السادس ‪22.............................................................................................................................................‬‬ ‫األقمار الصناعية ‪22...........................................................................................................................................‬‬ ‫‪5‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫األقمار الصناعية ‪22...........................................................................................................................................‬‬ ‫اطالق األقمار الصناعية ‪22..................................................................................................................................‬‬ ‫المبادئ الفيزيائية لوضع القمر على المدار ‪22............................................................................................................‬‬ ‫تجهيزات األقمار الصناعية ‪21...............................................................................................................................‬‬ ‫انواع األقمار الصناعية ‪21...................................................................................................................................‬‬ ‫سطوع القمر الصناعي فى الفضاء ‪13......................................................................................................................‬‬ ‫األقمار الفلكية ‪12............................................................................................................ Astronomy Satellites‬‬ ‫التطبيقات المختلفة لألقمار الفلكية ‪12.......................................................................................................................‬‬ ‫أقمار االتصاالت ‪11.................................................................................................... Comminication satellite‬‬ ‫أقمار المالحة ‪12............................................................................................................. Navigation Satellites‬‬ ‫األقمار ذات المدار الجغرافى الثابت و القطبي ‪11........................................................................................................‬‬ ‫األقمار ذات المدار الجغرافى الثابت ‪233..................................................................................................................‬‬ ‫األقمار القطبية ‪232............................................................................................................................................‬‬ ‫المعدات التقنية القمار األرصاد الجوية ‪231...............................................................................................................‬‬ ‫أقمار االستشعار من بعد ‪232................................................................................................................................‬‬ ‫بعض انواع األقمار الصناعية ‪231.........................................................................................................................‬‬ ‫سلسله األقمار الصناعية االمريكيه (الندسات) ‪231......................................................................................................‬‬ ‫مدار األقمارالصناعية االمريكيه الالندسات ‪232.........................................................................................................‬‬ ‫مواصفات سلسله األقمار الصناعية االمريكيه الالندسات ‪232.........................................................................................‬‬ ‫األقمارالرادارية ‪221...........................................................................................................................................‬‬ ‫كيفيه عمل الرادار ‪221........................................................................................................................................‬‬ ‫مرئيات واقمار الهيبرسبيكترال ‪222................................................................................................ Hyperspectral‬‬ ‫‪212..............................................................................‬‬ ‫أقمار البحث واإلنقاذ‪Search and Rescue satellites‬‬ ‫األقمار الصناعية العسكرية ‪212.............................................................................................................................‬‬ ‫أقمار االستطالع ‪211..........................................................................................................................................‬‬ ‫المتطور ‪211........................................................................................................................‬‬ ‫ّ‬ ‫نظام الـ (جي بي اس)‬ ‫الفصل السابع ‪111..............................................................................................................‬‬ ‫خصائص وتصنيف مرئيات األقمار الصناعية ‪111.......................................................................‬‬ ‫المميزات العامة للمعطيات الفضائية ‪211..................................................................................................................‬‬ ‫تحليل وتفسير المرئيات الفضائيه ‪222......................................................................................................................‬‬ ‫بيانات األقمار الصناعية ‪221.................................................................................................................................‬‬ ‫‪6‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫طرق تفسير بيانات وصور األقمار الصناعية ‪221.......................................................................................................‬‬ ‫عيوب المرئيات الفضائية ‪222...............................................................................................................................‬‬ ‫الفصل الثامن ‪151...............................................................................................................‬‬ ‫ادوات التصوير ومدارات األقمار الصناعية ‪151..........................................................................‬‬ ‫الفصل التاسع ‪122..............................................................................................................‬‬ ‫االستشعار عن بعد وعلوم الفضاء بمصر‪122.............................................................................‬‬ ‫االستشعار عن بعد وعلوم الفضاء بمصر ‪212............................................................................................................‬‬ ‫ايجيبت سات‪212........................................................................................................................................... 2-‬‬ ‫إيجيبت سات‪212........................................................................................................................................... 1-‬‬ ‫الفصل العاشر ‪131..............................................................................................................‬‬ ‫استخدامات االستشعار عن بعد ‪131.........................................................................................‬‬ ‫استخدامات االستشعار عن بعد ‪221.........................................................................................................................‬‬ ‫استخدامات اخرى لالستشعار عن بعد ‪222................................................................................................................‬‬ ‫المراجع‪121 -121............................................................................................................‬‬ ‫‪7‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫المقدمة‪:‬‬ ‫طور اإلنسان عبر الزمن الوسائل التي استخدمها في التعرف على األرض والكشف عن‬ ‫ثرواتها فانتقل من المسح باستخدام األدوات البسيطة التي تعتمد على التماس المباشر مع‬ ‫الظاهرات حتى وصل إلى استخدام األقمار الصناعية التي مكنته من تحديد المواقع ورسم‬ ‫الخرائط والكشف عن الثروات وتحديد المشكالت البيئية واالقتصادية إضافة إلى وظائف‬ ‫تجسسية وعلمية دون تماس مباشر معها‪.‬‬ ‫الحظ اإلنسان الظواهر الموجودة على سطح األرض بالعين المجردة‪,‬وقاسها ومثًلها باستخدام‬ ‫أدوات بسيطة‪,‬ومع التطور التقني الكبير أصبح قادرا على التعرف إلى خصائص الظواهر‬ ‫الطبيعية والبشرية دون الحاجة للتماس المباشر معها عبر تقنية االستشعار عن بعد والتي تمكننا‬ ‫من الحصول على معلومات عن جسم أوظاهرة معينة بوساطة أجهزة ليست على تماس فيزيائي‬ ‫أوإتصال مادي معها‪,‬حيث فتح ذلك بعدا‪,‬ومنظورا جديدا للبحث والدراسة والمراقبة المستمرة‬ ‫لسطح األرض‪,‬ووفر حجما هائال من المعلومات التي يتم تفسيرها بشكل علمي دقيق مما يساهم‬ ‫في إيجاد الحلول للكثير من المشكالت‪,‬وبشكل يوفر الوقت والمال‪.‬‬ ‫وتعود بداية االستفادة من االستشعار من بعد إلى القرن الماضى ‪ ,‬إال أن مصطلح االستشعار من‬ ‫بعد ‪ Remote Sensing‬لم يظهر إال فى عام ‪ , 1621‬ومنذ ذلك التاريخ أصبح مجاال جديدا ً‬ ‫من مجاالت العلوم التطبيقية ‪ ,‬كما استفادت منه كثير من العلوم بمختلف اهتماماتها ‪.‬وتعد‬ ‫الدراسات العلمية التى تقوم على أساس استخدام االستشعار من بعد والتصوير الجوى من أهم‬ ‫األعمال فى الوقت الراهن ‪ ,‬فقد تمكن العلماء من وضع تصوراتهم المستقبلية حول مصير‬ ‫الكرة األرضية ‪ ,‬كما حصلوا على نتائج فى غاية األهمية فى مجال دراسة الموارد الطبيعية‬ ‫على سطح األرض ‪ ,‬وقد ساعدهم ذلك على وضع الخطط المستقبلية التى تعتمد على التخطيط‬ ‫العلمى الدقيق‪.‬‬ ‫ومع بداية عصر ارتياد الفضاء عام ‪ 1611‬والتقاط أول صورة فضائية لسطح األرض بواسطة‬ ‫المركبة الفضائية ‪ Explorer-6‬عام ‪ 1616‬بدأ اهتمام اإلنسان ينصب على استخدام األقمار‬ ‫‪8‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫الصناعية فى الفضاء لحمل آالت التصوير وأجهزة االلتقاط المختلفة لمراقبة الكرة األرضية‬ ‫وجمع المعلومات عنها ‪ ,‬وبعد قيام رواد رحالت "جيمنى ‪ ,‬وأبوللو ‪ ,‬وساليوت " بالتقاط‬ ‫الصور بواسطة آالت التصوير المختلفة ‪ ,‬والتقاط الصور الخاصة باألرض والمجموعة‬ ‫الشمسية ‪ ,‬وغيرها من الكواكب والمجرات بواسطة أجهزة التقاط مختلفة تحملها األقمار‬ ‫الصناعية باإلضافة إلى سفن الفضاء غير المأهولة مثل " فويجر ‪ ,‬وكوزموس " استطاع‬ ‫الباحثون استخالص المعلومات والنتائج التى يمكن اإلفادة منها فى مختلف المجاالت مما زاد‬ ‫من رغبتهم فى إطالق المزيد من األقمار الصناعية التى تفيد فى إرسال المعلومات عـن سطح‬ ‫األرض علـى فترات منتظمة ‪ ,‬وهـذا يعنى ضرورة أن تتخذ األقمار الصناعيـة مـدارات محددة‬ ‫فى الفضاء لبث معلوماتها بشكل منتظـم ‪.‬وبالطبع كـان من الضـرورى أن تظهر بعض الجهات‬ ‫العلمية التى تهتم بذلك فظهرت وكالة الفضـاء الوطنية األمريكيـة ناسا ‪NASA ,National‬‬ ‫‪ ,Aeronautic and Space Administration‬والمنظمـة الوطنية لألجـواء والمحيطـات‬ ‫نووا ‪,( National Oceanic and Atmospheric Administration ) NOAA‬ووكالة‬ ‫الفضاء الفرنسية كنيس ‪ ( Contre National d’Etudes Spatiales) CNES.‬وتعددت‬ ‫األقمار الصناعية التى تدور فى الفضاء ‪ ,‬فمنها تلك التى تدور حول الكرة األرضية من الشمال‬ ‫إلى الجنوب فى مدار قطبى مرورا ً بخط االستواء‪ ,‬ومنها تلك التى تتخذ مدارات ثابتة‪.‬تعطي‬ ‫األقمار الصناعية صورا متكررة لمناطق سطح األرض حيث يعطي قمر الندسات األمريكي‬ ‫صورة ألي جزء من سطح األرض كل ‪ 12‬يوم وتمتاز الصور الفضائية الملتقطة بالشمولية‬ ‫حيث تتميز بقدرتها على إعط اء صور لمساحات واسعة من األرض كما تتميز بالتكرارية حيث‬ ‫يمكن الحصول على صورة جديدة للمنطقة نفسها من عددا من المرات وذلك بحسب الهدف‬ ‫المطلوب‪.‬بما يفيد في مالحظة الظاهرة عبر الزمن‪.‬‬ ‫الدقة التمييزية هي أبعاد الظاهرة الجغرافية التي يمكن رؤيتها على الصورة حيث كانت الدقة‬ ‫‪01‬م في عام‪,1616‬بينما تبلغ حاليا ‪ 11‬سم‪,‬أي أن تفاصيل المظاهر أصبحت واضحة بشكل‬ ‫‪9‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫كبيرحيث تتضمن الصور الفضائية معلومات كثيرة عن التضاريس‪ -‬المياه ‪ -‬النبات‪-‬الصخور‪-‬‬ ‫التربة ‪ -‬التجمعات السكنية ‪ -‬طرق المواصالت‪.‬‬ ‫كما تتميز المرئيات الفضائيه بدقة تمييز عالية للمظاهر الموجودة على سطح األرض‪,‬وتختلف‬ ‫هذه الدقة من قمرألخر‪.‬‬ ‫‪10‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫الفصل األول‬ ‫تاريخ ومفاهيم االستشعار من البعد‬ ‫‪11‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫تاريخ ومفاهيم االستشعار من البعد‬ ‫لمحه تاريخيه‬ ‫ترجع بداية االستشعار من بعد إلى القرن الماضى ‪ ,‬إال أن مصطلح االستشعار من بعد‬ ‫‪ Remote Sensing‬لم يظهر إال فى عام ‪ , 1621‬ومنذ ذلك التاريخ أصبح مجاال جديدا ً من‬ ‫مجاالت العلوم التطبيقية ‪.‬ومع بداية عصر ارتياد الفضاء عام ‪ 1611‬والتقاط أول صورة‬ ‫فضائية لسطح األرض بواسطة المركبة الفضائية ‪ Explorer-6‬عام ‪ 1616‬بدأ اهتمام اإلنسان‬ ‫ينصب على استخدام األقمار الصناعية فى الفضاء لحمل آالت التصوير وأجهزة االلتقاط‬ ‫المختلفة لمراقبة الكرة األرضية وجمع المعلومات عنها ‪ ,‬وبعد قيام رواد رحالت "جيمنى ‪,‬‬ ‫وأبوللو ‪ ,‬وساليوت " بالتقاط الصور بواسطة آالت التصوير المختلفة ‪ ,‬والتقاط الصور الخاصة‬ ‫باألرض والمجموعة الشمسية ‪ ,‬وغيرها من الكواكب والمجرات بواسطة أجهزة التقاط مختلفة‬ ‫تحملها األقمار الصناعية باإلضافة إلى سفن الفضاء غير المأهولة مثل " فويجر ‪ ,‬وكوزموس "‬ ‫استطاع الباحثون استخالص المعلومات والنتائج التى يمكن اإلفادة منها فى مختلف المجاالت‬ ‫مما زاد من رغبتهم فى إطالق المزيد من األقمار الصناعية التى تفيد فى إرسال المعلومات عـن‬ ‫سطح األرض علـى فترات منتظمة ‪ ,‬وهـذا يعنى ضرورة أن تتخذ األقمار الصناعيـة مـدارات‬ ‫محددة فى الفضاء لبث معلوماتها بشكل منتظـم ‪.‬وبالطبع كـان من الضـرورى أن تظهر بعض‬ ‫الجهات العلمية التى تهتم بذلك فظهرت وكالة الفضـاء الوطنية األمريكيـة ناسا ‪NASA ,‬‬ ‫‪ ,National Aeronautic and Space Administration‬والمنظمـة الوطنية لألجـواء‬ ‫والمحيطـات نووا ) ‪( National Oceanic and Atmospheric Administration‬‬ ‫‪,NOAA‬ووكالة الفضاء الفرنسية كنيس) ‪( Contre National d’Etudes Spatiales‬‬ ‫‪ CNES.‬وتعددت األقمار الصناعية التى تدور فى الفضاء ‪ ,‬فمنها تلك التى تدور حول الكرة‬ ‫األرضية من الشمال إلى الجنوب فى مدار قطبى مرورا ً بخط االستواء ‪ ,‬ومنها تلك التى تتخذ‬ ‫مدارات ثابتة‪.‬والجدول رقم (‪ )1‬يوضح أحدا ث تطور ذلك العلم‪.‬‬ ‫‪12‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫جدول (‪ )1‬تطورعلم االستشعار من البعد‬ ‫العام‬ ‫بدء الحدث‬ ‫‪1800‬‬ ‫اكتشاف االشعه تحت الحمراء بواسطة السير وليام هيرشل‬ ‫‪1839‬‬ ‫بداية ظهور الصور الفوتوغرافيه‬ ‫‪1860 - 1850‬‬ ‫التقاط صور فوتوغرافيه من المناطيد‬ ‫‪1909‬‬ ‫التقاط صور فوتوغرافيه من الطائرات‬ ‫‪1914-1918‬‬ ‫الحرب العالمية األولى‪ :‬االهتمام باالستكشاف الجوي‬ ‫التطورات والتطبيقات البدائية للصور الجوية ‪،‬وبداية ظهور علم ‪1920-1930‬‬ ‫المساحات التصويرية‬ ‫الكساد االقتصادي العالمي أدى إلى ظهور مشكالت بيئيه دفعت ‪1929-1939‬‬ ‫الحكومات الستغالل تقنيه التصوير الجوي لمعالجه هذه المشكالت‬ ‫الحرب العالمية الثانية‪ :‬تخللتها استخدامات لنطاقات األشعة الغير مرئية ‪1939-1945‬‬ ‫إلغراض التجسس والتخطيط العسكري ‪،‬باإلضافة إلى تدريب مكثف‬ ‫للكوادر البشرية لمعالجه الصور وتحليلها‬ ‫الحرب الباردة‪ :‬أبحاث عسكريه مكثفه وتطورات سريعة في حقل ‪1950-1960‬‬ ‫االستشعار عن بعد‬ ‫دراسة كوليل )‪ )Colwell‬ألحد اآلفات الزراعية باستخدام صور جوية ‪1956‬‬ ‫تبين انعكاسات االشعة تحت الحمراء لسطح األرض‪.‬‬ ‫بداية استخدام مصطلح "االستشعار عن بعد"‪.‬وإطالق أول قمر صناعي ‪1960-1970‬‬ ‫لألرصاد الجوية‬ ‫‪13‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫تابع جدول (‪ )1‬تطورعلم االستشعار من البعد‬ ‫إطالق أول قمر صناعي من سلسله أقمار الندسات )‪ )Landsat‬لدراسة‬ ‫‪1972‬‬ ‫سطح األرض‬ ‫‪1970-1980‬‬ ‫تطورات سريعة في معالجه الصور الرقمية‬ ‫‪1986‬‬ ‫إطالق القمر الصناعي الفرنسي سبوت لمراقبه سطح األرض‬ ‫تصميم المستشعرات ذات النطاقات االشعاعية الفائقه االطياف‬ ‫‪1980‬‬ ‫(‪)Hyperspectral Sensors‬‬ ‫ظهور انظمه االستشعار عن بعد العالمية وحتى تاريخه‬ ‫‪1990-2013‬‬ ‫مفهوم االستشعار عن بُعد‬ ‫هناك تعاريف عدّة لمصطلح االستشعار عن بُعد‪ ,‬جميعها تدور حول مفهوم أساسي‪ ,‬وهو‬ ‫جمع المعلومات والبيانات من مسافة (أى من بعد)‪.‬وبشكل عام يعرف االستشعار عن بعد‬ ‫بأنه التعرف على طبيعة األجسام دون لمسها ‪.‬ولقد اعتبرت العين البشريه أولى أدوات‬ ‫االستشعار التي اعتمد عليها اإلنسان الستكشاف محيط بيئته ‪.‬ومع تقدم العلوم أخذ اإلنسان‬ ‫فى ابتكار وسائل جديدة لذلك‪.‬و االستشعار عن بُعد هو العلم والفن الذي يستخدم للحصول‬ ‫على معلومات حول هدف ما أو منطقة أو ظاهرة معينة من خالل تحليل المعلومات التي‬ ‫حصل عليها بواسطة جهاز استشعار ال يالمس هذه األهداف المراد التحقق منها‪.‬ويعرف‬ ‫أيضا‪ :‬بأنه علم أو فن دراسة هدف دون اتصال مباشر به وبالتالي فان الحصول على صورة‬ ‫من طائرة أو قمر صناعي لمكان ما واستخالص معلومات منها تتم بدون زيارة مباشرة‬ ‫للمكان‪.‬و استخالص المعلومات والبيانات عن سطح األرض والمسطحات المائية باستخدام‬ ‫‪14‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫صورة ملتقطه من أعلى يتم بواسطة تسجيل االشعة الكهرومغناطيسية المنعكسة أو المنبعثة‬ ‫من سطح األرض‪.‬وهو تقنية الحصول على البيانات األرضية والجوية دون االتصال‬ ‫المباشر بين جهاز االلتقاط والجسم أو الظاهرة تحت البحث‪.‬وهو ايضا فن وعلم الحصول‬ ‫على المعلومة من بعد ويعنى علم االستشعار عن بعد باألجهزة والنظريات لفهم الجسم أو‬ ‫الظاهرة المراد استكشافها أو استبيانها وفن االستشعار عن بعد يكمن في التطور واستخدام‬ ‫التقنية لتحليل وتفسير الظواهر للحصول على معلومات مفيدة ‪.‬ويمكن تعريف االستشعار من‬ ‫بعد بأنه مجموعة من الوسائل والطرق العلمية التى يمكن بواسطتها الحصول على‬ ‫المعلومات عن أهداف محددة من مسافات بعيدة دون االتصال المباشر أو التالمس مع هذه‬ ‫األهداف‪.‬‬ ‫‪.‬ومن هذه التعاريف تعريف جيمس كامبل (‪ )James Campbell‬الذي يعرف علم االستشعار‬ ‫عن بعد على أنه علم استخالص المعلومات والبيانات عن سطح األرض والمسطحات المائية‬ ‫باستخدام صورة ملتقطة من أعلى‪ ,‬بواسطة تسجيل األشعة الكهرومغناطيسية المنعكسة أو‬ ‫المنبعثة من سطح األرض‪.‬وقد عرفه النهرى (‪ )6112‬على انه علم تطبيقى يجمع فى طياته‬ ‫علوم الرياضيات والفيزياء ويعمل على جمع المعلومات والبيانات عن مظاهر ومالمح سطح‬ ‫االرض أو أى كوكب اخر دون اتصال طبيعى ‪ Physical contact‬معها أى من بعد‬ ‫الكهرومغناطيسى‬ ‫الطيف‬ ‫مجال‬ ‫فى‬ ‫تعمل‬ ‫‪Sensors‬‬ ‫مستشعرات‬ ‫بواسطه‬ ‫‪.Electromagnetic spectrum‬اشار عدد غير قليل من العلماء الى ضرورة استخدام‬ ‫الصور الجوية الرقمية والمرئيات الفضائية‪ ,‬وذلك لما يليه من أحداث ستزود البشرية بأداة‬ ‫لدراسة أشكال سطح األرض‪ ,‬واحتماالت المالحظات الجوية‪.‬وقد ارتبط ذلك بالتطور‬ ‫التكنولوجي في تسجيل البي انات ونظم معالجتها‪ ,‬ووسائل النقل الجوي‪.‬وقد بدأت التطبيقات في‬ ‫أول األمر بصورة محدودة‪ ,‬بالمالحظة البصرية فقط‪ ,‬وأصبحت محطات االستقبال ذات‬ ‫أهمية كبيرة‪ ,‬حينما اكتشفت معالجات الصور الضوئية‪ ,‬على أساس وجود مركبات كيميائية‬ ‫معينة ذات حساسية للضوء‪.‬‬ ‫‪15‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫وعليه فأن االستشعار عن بعد هو مجموعة التقنيات والوسائل المتقدمة التي تستخدم لدراسة‬ ‫الظاهرات علي سطح االرض او اي كوكب اخر عن بعد دون ان يكون هنالك تماس طبيعى‬ ‫مباشر معهما عن طريق مستشعرات خاصة محمولة على متن األقمار الصناعية أو طائرات‬ ‫خاصة‪.‬حيث ان هذة المستشعرات عبارة عن ماسحات إلكترونية وكاميرات حساسه للمناطق‬ ‫المختلفه فى مجال ألطيف الكهرومغناطيسي أو أجهزه التقاط رادارية وحرارية أو ليزرية‬ ‫وغيرها ‪.‬وتستخدم هذه المستشعرات مجاالت مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي يبدأ من‬ ‫االشعة تحت البنفسجية مرورا بالطيف المرئي و االشعة تحت الحمراء والرادر وغيرها‪.‬‬ ‫حيث تهدف عملية المسح الطيفي لتحديد خصائص الهدف او الظاهرة المدروسة حيث تستقبل‬ ‫المعلومات المسجلة بواسطة القمر الصناعي في محطات االستقبال األرضية ثم تعالج بواسطة‬ ‫الحاسبات طبقا ً ألنظمة وبرامج خاصة يتم عرضها بعد ذلك على شكل مرئيات فضائية رقمية‬ ‫ليتم تحليلها بصريا أو رقميا لتعرض نتائجها علي هيئة تقرير يحوي احصائات وخرائط‬ ‫متعددة االستخدامات‪.‬‬ ‫ويعد االستشعار عن بعد المصدر االساسى للحصول على المعلومات حيث يستخدم في انتاج‬ ‫وتحديث الخرائط المكانيه والموضوعيه وأالن مع التقدم التقني االلكتروني والثورة الكبرى‬ ‫للحاسب اآللي التي بدورها تساهم في معالجة الصور الفضائية أصبح انتاج وتحديث الخرائط‬ ‫أمرا سهال وممكنا خصوصا أن الصورالجويه والمرئيات الفضائية يتم تخزينها رقميا‬ ‫‪ Digital‬وبذلك تكون سهلة المعالجة والتخزين واالستعادة وعرض المعلومات فعلم‬ ‫االستشعار عن بعد كما سبق وأن اسلفنا يهتم بمعرفة ماهية األجسام دون تماس طبيعى مباشر‬ ‫مع هذه األجسام ومن أهم وأكثر تطبيقاته في الوقت الحالي هو المرئيات الفضائية التي يتم‬ ‫التقاطها عن طريق األقمار الصناعية أو الصور الجوية "باستخدام الطائرات" ويتم معالجة‬ ‫هذه المرئيات والصور ألهداف متعددة سنذكرها الحقا ‪.‬وعلم االستشعار عن بعد يعتمد على‬ ‫استنتاج المعلومة عن جسم ما أو ظاهرة ما بتحليل الطاقة التي تصل إلى ومن هذا الجسم أو‬ ‫الظاهرة فالطاقة الكهرومغناطيسية هي من أهم مجاالت ومكونات نظام االستشعار عن بعد‬ ‫‪16‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫عندما تصدر هذه الطاقة من الشمس وتسقط على جسم ما فهي تتفاعل معه اما ان تمتص أو‬ ‫تتشتت أو تنعكس أو ان تنبعث‪.‬الطاقة المنعكسة والمنبعثة هي التي تستخدم الستكشاف أو‬ ‫استبيان الجسم وهي التي تستقبلها أجهزة االستشعار عن بعد‪.‬‬ ‫‪17‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫الفصل الثانى‬ ‫الطيف الكهرومغناطيسي‬ ‫‪18‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫الطيف الكهرومغناطيسي ‪Electromagnetic Spectrum‬‬ ‫الطيف الكهرومغناطيسي هو المدى الكلّي لإلشعاعات الكهرومغناطيسية بجميع تردداتها‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫بالطيف فقط) وهو خطوط األشعة الصادرة من جسم‬ ‫ّ‬ ‫"الطيف الكهرومغناطيسي" (يسمى عادة‬ ‫(أسود) عند درجة حرارة معينة ( لكل خط طول موجة معينة وتردد معين ) ‪.‬لكل عنصر‬ ‫كيميائي طيف يميزه ‪ ,‬أي له مجموعة خطوط متسلسلة تميزه عن غيره ‪ ,‬ويسمى هذا الطيف‬ ‫"طيف انبعاث ‪".‬يتغير طيف األشعة المنبعثة من جسم بتغير درجة حرارة الجسم ‪ ,‬ويُختار‬ ‫اللون األسود بالذات ألنه "مثالي" في امتصاص األشعة ومثالي أيضا في إصدار األشعة‪.‬يكون‬ ‫طيف العناصر عادة في نطاق الضوء المرئي‪.‬‬ ‫يمتد ّ‬ ‫الطيف الكهرومغناطيسي من أول الترددات المنخفضة‪ ,‬مثل الترددات المستخدمة في‬ ‫الراديو (في نهاية طول الموجة الطويلة)‪ ,‬عبر الترددات المتوسطة‪ ,‬مثل ترددات أشعة الضوء‪,‬‬ ‫ّ‬ ‫إلى الترددات العالية‪ ,‬مثل أشعة إكس وتنتهي‪ ,‬بأشعة جاما المختلفة (في نهاية طول الموجات‬ ‫القصيرة جدا)‪.‬وهو يغطي في مداه من أول أطوال موجة تقدر بآالف الكيلومترات إلى أطوال‬ ‫القصير مقاربا لطول‬ ‫ِ‬ ‫الذرة وأصغر من ذلك‪.‬ويـُعتبر ّ‬ ‫أن حدَّ طول الموجة‬ ‫موجات في حجم ّ‬ ‫بالنك‪ ,‬وحدّ طو ِل الموجة الطويل هو حجم الكون كله‪.‬‬ ‫من المعروف أن الشمس ترسل الطاقة الالزمة لألرض عبر الفضاء الهائل الذى يفصل بينهما‬ ‫على شكل إشعاعات كهرومغناطيسية ‪ ,‬وتحتوى تلك اإلشعاعات على األشعة المرئية ( الضوء)‬ ‫وهى جزء صغير من طيف األشعة الكهرومغناطيسية ‪ ,‬كما تحتوى أيضا ً على طيف عريض‬ ‫من اإلشعاعات غير المرئية يمتد إلى ما ال نهاية على جانبى الطيف المرئى ‪.‬وتعتمد تقنية‬ ‫االستشعار من بعد على أجهزة حساسة ألطوال األشعة الكهرومغناطيسية ‪ ,‬حيث يستفاد فقط من‬ ‫جزء يسير من الطيف الكهرومغناطيسى ‪ ,‬ويشمل هذا الجزء الضوء المرئى ‪ ,‬واألشعة تحت‬ ‫الحمراء ‪ ,‬واألشعة الحرارية ‪ ,‬والميكروويف‪ ,‬ويوضح شكل(‪ )1‬سقوط اشعه الشمس على‬ ‫االهداف االرضيه وانعكاس جزء منها للقمر الصناعى‪.‬‬ ‫‪19‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫شكل (‪ )1‬سقوط اشعه الشمس على االهداف االرضيه وانعكاس جزء منها للقمر الصناعى بينما‬ ‫يوضح شكل (‪ )6‬الضوء المرئى ويوضح شكل (‪ )2‬انكسار الضوء عبر منشور زجاجى‬ ‫شكل (‪ )2‬انكسار الضوء عبر منشور زجاجى‬ ‫شكل (‪ )6‬الضوء المرئى‬ ‫‪20‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫وتشكل طاقة األشعة الكهرومغناطيسية األساس الذى يقوم عليه علم االستشعار من بعد ‪ ,‬إذ أنها‬ ‫تؤثر على المنطقة التى تسقط عليها فوق سطح األرض بدرجات مختلفة حسب طبيعة تلك‬ ‫المنطقة والعوامل الطبيعية السائدة فى الغالف الجوى ‪ ,‬ويمكن قياس ذلك األثر بدقة خصوصا ً‬ ‫بعد تطور علوم الفضاء وظهور التوابع ( األقمار الصناعية) التى من ضمن مهامها مسح‬ ‫المجال الفضائى حول األرض وجمع المعلومات والبيانات الخاصة بها ‪ ,‬حيث تقوم أجهزة‬ ‫متخصصة بقياس الطاقة الكهرومغناطيسية المنتشرة حول األرض بصورة دورية ‪ ,‬وبذلك‬ ‫يمكن رصد ما يدور على األرض من أنشطة طبيعية اوصناعية ‪.‬‬ ‫يمكن تعريف الطيف الكهرومغناطيسي بأنه طاقة ذات موجات مختلفة األطوال تسير بسرعة‬ ‫الضوء (‪ 1111×2‬سم‪/‬ث)‪.‬ويحدث الطيف الكهرومغناطيسية على شكل موجات بأطوال مختلفة‬ ‫يتناقص ترددها بزيادة طول الموجه‪.‬وتصنف موجات الطيف الكهرومغناطيسي حسب أطوالها‬ ‫إلى نطاقات ‪ Bands‬ابتداء من األشعة القصيرة جدا إلى الموجات الطويلة مثل موجات الراديو‬ ‫والتلفــزيون‪.‬والنطاق هو جزء محدد من الطيف الكهرومغناطيسي قد يكون واسعا أو يكون‬ ‫ضيقا‪.‬تجب مالحظة أن وحدة قياس أطوال موجات األشعة المرئية واألشعة تحت الحمراء غالبا‬ ‫تكون الميكروميتر ‪ micrometer‬أو النانومتر ‪ nanometer‬حيث أن ‪1‬مم = ‪1111‬‬ ‫ميكروميتر و‪ 1‬ميكروميتر = ‪ 1111‬نانوميتر‪.‬‬ ‫والطيف الكهرومغناطيسي هو المدى الكلّي لإلشعاعات الكهرومغناطيسية بجميع تردداتها‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫بالطيف فقط) الصادر لجسم وهو التّوزيع المميّز‬ ‫ّ‬ ‫"الطيف الكهرومغناطيسي" (يسمى عادة‬ ‫لإلشعاع الكهرومغناطيسي من ذلك الجسم‪.‬‬ ‫يمتد ّ‬ ‫الطيف الكهرومغناطيسي من أول الترددات المنخفضة‪ ,‬مثل الترددات المستخدمة في‬ ‫الراديو (في نهاية طول الموجة الطويلة)‪ ,‬عبر الترددات المتوسطة‪ ,‬مثل ترددات أشعة الضوء‪,‬‬ ‫ّ‬ ‫إلى الترددات العالية‪ ,‬مثل أشعة إكس وتنتهي‪ ,‬بأشعة جاما المختلفة (في نهاية طول الموجات‬ ‫القصيرة جدا)‪.‬وهو يغطي في مداه من أول أطوال موجة تقدر بآالف الكيلومترات إلى أطوال‬ ‫‪21‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫القصير مقاربا لطول‬ ‫ِ‬ ‫الذرة وأصغر من ذلك‪.‬ويـُعتبر ّ‬ ‫أن حدَّ طول الموجة‬ ‫موجات في حجم ّ‬ ‫بالنك‪ ,‬وحدّ طو ِل الموجة الطويل هو حجم الكون كله‪.‬‬ ‫الطيف عبارة عن التمثيل العام لألمواج الكهرومغناطيسية‪.‬ويهتم العلماءعادة في البحث العلمي‬ ‫بأطياف العناصر حيث يتميز كل عنصر بطيف مميز له مثل بصمة اإلصبع عند األشخاص‪,‬‬ ‫ويظهر في هيئة خطوط ضوئية متوازية متجاورة ذات ألوان مختلفة مميزة‪.‬والطيف يقع في‬ ‫المجال المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي‪ ,‬بين الضوء األحمر وله طول موجى نحو ‪111‬‬ ‫نانوميتر والضوء البنفسجي وله طول موجى ‪ 011‬نانوميتر‪.‬‬ ‫ويتكون الطيف الكهرومغناطيسي من أمواج ‪ :‬الراديو – المايكروويف ‪ -‬التيراهيرتز‪ -‬تحت‬ ‫الحمراء ‪ -‬الطيف المرئي‪ -‬االشعه فوق البنفسجية ‪ -‬األشعة السينية ‪ -‬أشعة جاما‬ ‫واالشكال رقم (‪ )0-1‬يوضحان المناطق المختلفه من الطيف الكهرومغناطيسي‬ ‫شكل رقم (‪ )0‬مناطق الطيف الكهرومغناطيسي‬ ‫‪22‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫شكل رقم (‪ )1‬الطيف الكهرومغناطيسي موضحا منطقه الضوء المرئى‬ ‫الطول الموجى‬ ‫الطول الموجى هو المسافة التي تفصل بين الوحدات الموجية المتماثلة المتشابهة‪ ،‬أي أنه‬ ‫المسافة الفاصلة بين األطوار المتشابهة (قمة مع قمة أو قاع مع قاع)‪.‬هنالك عددُا من األمواج‬ ‫التي نالحظها يوميًا‪ ،‬كاألمواج الضوئية‪،‬أو الصوتية أو المائية ‪.‬هنالك عالقة عكسية تربط‬ ‫طول الموجة بترددها‪ ،‬فإذا كان لموجتين نفس السرعة تكون الموجة األقصر ذات ترددًا أكبر‪.‬‬ ‫عمليًا‪ّ ،‬‬ ‫فإن الموجة هي اضطراب في الخواص المحلية‪ ،‬كالضغط في األمواج الصوتية‬ ‫والمائية أو شدّة الحقل الكهرومغناطيسي في األمواج الضوئية‪.‬‬ ‫ّ‬ ‫إن مدى رد فعل حواس اإلنسان (كالبصر أو السمع) لألمواج تختلف وفق طول الموجة‪.‬‬ ‫فتستطيع العين البشريّة أن تلتقط من الطيف الكهرومغناطيسي فقط أموا ًجا يتراوح طولها بين‬ ‫‪ 011 nm‬إلى ‪ ،111 nm‬في حين تلتقط األذن أموا ًجا يتراوح ترددها بين ‪ 02‬هرتز و ‪02‬‬ ‫كيلو هرتز ‪ ،‬أي ّ‬ ‫أن أطولها تتراوح بين ‪ 71‬متر إلى ‪ 71‬مليمتر على التوالي تقريبًا (‪ 7‬كيلو‬ ‫هرتز = ‪ 7222‬هرتز)‪.‬وبوضح شكل (‪ )6‬الطول الموجى‬ ‫‪23‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫شكل (‪ )6‬الطول الموجى‬ ‫التردد أو الذبذبة‬ ‫هو مقياس لتكرار حدث دوري ‪ ,‬مثل تردد موجة‪.‬غالبًا ما يكون الحديث عن تردد موجة‬ ‫صوتية أو تردد موجة ضوئية أو موجة كهرومغناطيسية ‪.‬ونقيس وحدة التردد منذ عام ‪1621‬‬ ‫أو ‪/1‬ثانية‪.‬‬ ‫بوحدة الهرتز )‪ (Hz‬وهي تعادل‬ ‫وتستخدم بشكل أساسي لقياس عدد تكرار ذبذبة موجة ‪.‬يمثل تردد موجة دوريّة ‪ 1Hz‬إذا كانت‬ ‫تمر دورة كاملة في نقطة ما خالل ثانية واحدة‪.‬الدورة الكاملة لموجة ‪ ,‬ولنتخيل هنا موجة في‬ ‫الماء ‪ ,‬تتوالى الموجة في الماء من صعود إلى هبوط ثم صعود ‪ ,‬تلك هي الدورة الكاملة‪.‬‬ ‫المسافة بين قمتين متتاليتين في الموجة أو المسافة بين قاعين متتالين في موجه يسمى طول‬ ‫الموجة ‪.‬ويوضح شكل(‪ )1‬أمواج جيبية بترددات مختلفة‪ ,‬الموجة السفلى ذات تردد أعلى من‬ ‫الموجة التي فوقها‪.‬‬ ‫شكل (‪ )1‬أمواج جيبية بترددات مختلفة‪ ,‬الموجة السفلى ذات تردد أعلى من الموجة التي فوقها‬ ‫‪24‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫العالقة بين طول الموجة والتردد‬ ‫يمثل طول الموجة عادة بالحرف اإلغريقي المدا ‪ (λ).‬ويسري القانون الفيزيائي التالي لجميع‬ ‫األمواج الدوريّة‪:‬‬ ‫حيث ّ‬ ‫أن‪:‬‬ ‫هي سرعة تقدم الموجة‬ ‫هو تردد الموجة‪.‬‬ ‫تنطبق هذه العالقة العامة في مجالي البصريات و الصوت ‪.‬في دراسة الصوت تمثل ‪ v‬سرعة‬ ‫الصوت في الهواء (أو تمثل سرعة الصوت في الماء إذا كان الوسط ماءا ) وهذا مهم بالنسبة‬ ‫إلى الغواصات )أو سرعة الصوت في الحديد إذا كان الوسط حديدا)‪.‬‬ ‫حالة الضـــــــوء‪:‬‬ ‫تنطبق العالقة السابقة بين طول الموجة والتردد أيضا في حالة الضوء مع استبدال سرعة‬ ‫الموجة ‪ v‬بوضع سرعة الضوء ‪ c‬بدال منها في المعادلة ‪ ,‬أي تكون العالقة بين طول‬ ‫الموجة و التردد في حالة الضوء هي‪:‬‬ ‫‪ ,‬وتمثّل دائما بالحرف‪.‬‬ ‫سرعة تقدم الموجة الضوئية في الفراغ تساوي‬ ‫ونظرا لكون الضوء ما هو إال موجة كهرومغناطيسية فإن هذه المعادلة تنطبق أيضا على جميع‬ ‫الموجات الكهرومغناطيسية ‪ ,‬على اختالف أنواعها من موجة راديوية( السلكية) أو أشعة فوق‬ ‫البنفسجية أو أشعة تحت الحمراء ‪ ,‬أو موجة ميكروويف ‪ ,‬أو أشعة سينية أو أشعة جاما‪.‬‬ ‫من تلك المعادلة يمكن استنتاج تردد الموجة بمعرفة طول الموجة ‪.‬فمثال إذا كان طول موجة‬ ‫شعاع االسلكي ‪ 21‬سنتيمتر يكون تردده ‪ 1‬جيجا هرتز‪.‬‬ ‫‪25‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫ونالحظ استخدام الوحدات‪:‬‬ ‫فمثال نقيس سرعة الضوء بالمتر‪/‬الثانية أو السنتيمتر‪ /‬ثانية ‪,‬‬ ‫‪‬‬ ‫ونقيس طول الموجة بالمتر أو بالتالي سنتيمتر ‪,‬‬ ‫‪‬‬ ‫فينتج التردد‪ 1/‬ثانية ‪ ,‬أي هرتز ‪ ,‬حيث أن ‪ 1‬هرتز = ‪/1‬ثانية‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫طول الموجة في غير الفراغ‬ ‫ّ‬ ‫إن سرعة الموجة الضوئية في مادّة ما أصغر منها في الفراغ‪ ,‬ولذا‪ ,‬فوفق القانون أعاله‪ ,‬يكون‬ ‫أقصر منه في الهواء‪:,‬‬ ‫طولها في المادّة‪,‬‬ ‫هو معامل انكسار الضوء في الماد ّة‪.‬يجدر االنتباه إلى ّ‬ ‫أن مصطلح "سرعة الموجة‬ ‫بحيث ّ‬ ‫أن‬ ‫" للموجة الضوئية يشير بشكل عام إلى سرعتها في الفراغ‪ ,‬في حين أن نفس المصطلح للموجة‬ ‫معرفة على أنّها اضطراب‬ ‫الصوتية يشير إلى السرعة في مادّة معيّنة‪ ,‬إذ ّ‬ ‫أن الموجة الصوتية ّ‬ ‫في المادة‪ ,‬ولذا فإنّها ال يمكن أن تتكون في الفراغ‪.‬ويوضح شكل (‪ )0‬الضوء المرئى (الضوء‬ ‫األبيض يتكون من طيف مركب مختلف األلوان)‬ ‫شكل (‪ )0‬الضوء المرئى (الضوء األبيض يتكون من طيف مركب مختلف األلوان)‬ ‫سرعة الضوء‬ ‫عرفت سرعة الضوء بالفراغ بكونها تساوي بالضبط ‪ 666,166,010‬م‪/‬ث (تقريبا ً ‪102,606‬‬ ‫ميل‪/‬ث)‪.‬نتجت السرعة الثابتة للضوء في نظام الوحدات الدولي من حقيقة أن المتر أصبح‬ ‫يعرف اآلن على أنه المسافة التي يقطعها الضوء خالل زمن قدره ‪ 666,166,010/1‬ثانية‪.‬‬ ‫‪26‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫عبر التاريخ حاول الكثير من الفيزيائيين قياس سرعة الضوء ومن ضمنهم جاليليو في القرن‬ ‫السابع عشر‪.‬أجريت إحدى التجارب المبكرة لقياس سرعة الضوء بواسطة الفيزيائي الدنماركي‬ ‫أوول رومو في العام ‪ 1212‬م‪ ,.‬رصد رومر المشتري وأحد أقماره‪ ,‬إيو‪.‬مالحظا ً تناقضا َ في‬ ‫فت رة الظهور لمدار إيو‪ ,‬تمكن رومر من حساب أن الضوء يلزمه ‪ 66‬دقيقة الجتياز قطر مدار‬ ‫األرض‪.‬لسوء الحظ لم تكن قيمة قطر مدار األرض معروفة في ذلك الوقت‪ ,‬ولو علم رومر‬ ‫قيمة قطر مدار األرض لتوصل إلى سرعة للضوء تساوي ‪ 661,111,111‬م‪/‬ث‪.‬أجريت في‬ ‫أوروبا تجربة أخرى أكثر دقة لقياس سرعة الضوء على يد هيبوليت فيزو في العام ‪ 1006‬م‪.‬‬ ‫حيث وجه فيزو حزمة من الضوء إلى مرآة تبعد عدة كيلومترات‪.‬بوضع ترس دوار في مسار‬ ‫سفر الضوء من المصدر إلى المرآة وبالعكس وجد فيزو عند معدل دوران محدد بأن الضوء‬ ‫سيعبر خالل إحدى فجوات الترس في طريقه إلى المرآة وسيعبر في الفجوة القادمة على الترس‬ ‫في طريق العودة إلى المصدر‪.‬بمعرفة المسافة إلى المرآة‪ ,‬عدد أسنان الترس‪ ,‬ومعدل الدوران‪,‬‬ ‫تمكن فيزو من حساب سرعة للضوء تساوي ‪ 212,111,111‬م‪/‬ث‪.‬أجرى ليون فوكو تجربة‬ ‫باستخدام مرايا دوارة لتحدد سرعة للضوء تساوي ‪ 660,111,111‬م‪/‬ث في العام ‪ 1026‬م‪.‬‬ ‫أجرى ألبرت ميكلسون تجارب لقياس سرعة الضوء خالل الفترة بين عام ‪ 1011‬م وحتى وفاته‬ ‫عام ‪ 1621‬م‪.‬حيث كرر طريقة فوكو باستخدام مرايا دوارة مطورة لقياس الزمن الالزم للضوء‬ ‫التمام رحلة ذهاب وعودة من ماونت ويلسون إلى ماونت سان انطونيو في كاليفورنيا‪.‬أسفرت‬ ‫القياسات الدقيقة عن سرعة للضوء تساوي ‪ 666,162,111‬م‪/‬ث‪.‬‬ ‫طبيعة الضوء وانتشاره‬ ‫ينتشر الضوء موجيًّا في جميع االتجاهات وبسرعة فائقة جدًّا لدرجة أنه ال يوجد في حياتنا‬ ‫اليومية أي شيء يدعونا للقول إنه يتحرك أسرع من الضوء‪.‬ويكون انتشار الضوء في خطوط‬ ‫مستقيمة‪.‬لذلك فان لكل جسيم ظل عند سقوط الضوء عليه أو على أي شي يصدر منه‪ ,‬لذلك‬ ‫يمكن القول بأن انتشار الضوء في خطوط مستقيمة هو مبدأ علمي يتحقق من مشاهدة الظل‪,‬‬ ‫وكذلك فإن تجمع الضوء بالعدسات وبالكاميرات هو تطبيق لهذه الحقيقة‪.‬تختلف‬ ‫‪27‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫حساسية العين باختالف الطاقة اإلشعاعية المستقبلة من األجسام المضيئة أو المرئية‪ ,‬والعين‬ ‫قادرة على التمييز بين األلوان المختلفة المكونة لضوء العادي ضوءالشمس المرئي الواصل‬ ‫لسطح األرض حيث لكل لون خواص مختلفة عن اللون اآلخر‪.‬ويقع حد حساسية العين في‬ ‫التمييز أو الرؤية لأللوان أي للموجات الضوئية بين الضوء الذي طول موجته ‪ 4000 Å‬أو‬ ‫‪ 011‬نانو متر إلى ‪ Å 1111‬أو ‪ 111‬نانومتر أي هاتين القيمتين هما حدود اإلحساس بالرؤية‪.‬‬ ‫ضا أن تكشف ضوء بطول موجة خارج عن هذه الحدود إذا كانت شدة الضوء‬ ‫لكن للعين أي ً‬ ‫عالية لدرجة كافية‪.‬ويستخدم األلواح الفوتوغرافية والكاشفات اإللكترونية الحساسة للكشف‬ ‫عن اإلشعاع بدالً عن العين البشرية وخاصة خارج الحدود المذكورة (‪ ) Å1111 -0111‬هذه‬ ‫الحدود تعرف بحدود الضوء المرئي ‪(visible light).‬‬ ‫موجات الراديو)‪(Radio waves‬‬ ‫هي جزء من طيف الموجات الكهرومغناطيسية بطول موجي أعلى من تحت الحمراء ‪.‬تنتج تلك‬ ‫الموجات بالطبيعة عن طريق البرق أو األجسام الفلكية ‪.‬أما استخدامه الصناعي فيكون في البث‬ ‫اإلذاعي الثابت والمتحرك‪ ,‬مثل الراديو والتلفزيون واالتصاالت والمالحة‪ ,‬ويتم بها أيضا‬ ‫االتصال برواد الفضاء‪ ,‬وبواسطتها يجرى التحكم في صواريخ الفضاء‪ ,‬والتحكم في كل‬ ‫األجهزة التي يرسلها اإلنسان إلى الكواكب وعالم الفضاء‪ ,‬وأيضا شبكات الكمبيوتر وتطبيقات‬ ‫أخرى ال تعد وال تحصى‪.‬ويبلغ الطول الموجي لموجات الراديو بين عدة سنتيمترات إلي‬ ‫مئات األمتار‪ ,‬فاختالف الترددات لتلك الموجات يعطي خصائص مختلفة لالنتشار في الغالف‬ ‫الجوي ; فالموجات الطويلة تغطي جزء من الكوكب بشكل دائم‪ ,‬والموجات األقصر فإنها تنعكس‬ ‫من طبقة األيونوسفير مما يتيح لها السفر حول الكرة األرضية‪.‬أما الموجات القصيرة فإنها‬ ‫تنحني أو تنعكس بشكل بسيط جدا ويكون مسارها هو خط األفق وسرعتها هي نفس سرعة‬ ‫الضوء‪ ,‬أي ‪( 211111‬ثالثمائة ألف كيلومتر في الثانية )‪.‬ويوضح شكل(‪ )9‬رسم تخطيطي‬ ‫للمجاالت الكهربائية (‪ )E‬والمجاالت المغناطيسية )‪ (H‬لموجات الراديو الصادرة من الهوائي‬ ‫)الخط العمودي الصغير الداكن في المركز)‪.‬‬ ‫‪28‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫شكل (‪ )9‬رسم تخطيطي للمجاالت الكهربائية (‪ )E‬والمجاالت المغناطيسية )‪ (H‬لموجات‬ ‫الراديو الصادرة من الهوائي )الخط العمودي الصغير الداكن في المركز)‬ ‫و الرسم التخطيطي هو مقطع عرضي لنمط اإلشعاع ثالثي األبعاد‪ ،‬المتناظر حول المحور‬ ‫العمودي للهوائي (خط منقط عمودي) ‪.‬الخطوط تمثل خطوط المجال الكهربائي ‪.‬وتمثل النقاط‬ ‫والصلبان خطوط الحقل المغناطيسي ‪.‬‬ ‫أشعة الميكروويف )‪: (Microwave‬‬ ‫هي موجات كهرومغناطيسية ذات طول موجى قصير بين الموجات الراديوية واألشعة تحت‬ ‫الحمراء ‪.‬تبلغ طول موجة األشعة الميكروويف من ‪ 21‬سنتيمتر إلى ‪ 1‬مليمتر وهذا يعادل تردد‬ ‫بين ‪ 1‬جيجاهرتز إلى ‪ 211‬جيجاهرتز ‪.‬أي أنها تشمل نطاق األشعة بطول موجة من ‪ 1‬سنتيمتر‬ ‫إلى األشعة المليمترية ‪ ,‬ويحدها الموجات الراديوية من أسفل (ذات طول موجة أصغر)‪ ,‬كما‬ ‫‪29‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫تحدهااألشعة تحت الحمراء التي تحد طيف الضوء المرئي من أعلى (ذات طول موجة أكبر)‬ ‫هذا معناه أن اسم تلك االشعة بالميكروويف يدل على صغر طول موجتها ‪.‬ونالحظ أن طول‬ ‫الموجة يتناسب عكسيا مع ترددها ‪ ,‬وثابت التناسب هو سرعة الضوء‪.‬تتميز هذه الموجات بأنها‬ ‫تعطي حرارة عند اختراقها لنسيج خلوي‪ ,‬ولذلك تم استخدام هذه األشعة لصناعة األفران سريعة‬ ‫التسخين والتي تسمى بأفران الميكروويف‪.‬تستخدم تلك الموجات في الرادار وفي افران‬ ‫ميكروويف وفي البالزما والهاتف المحمول والبلوتوث ‪ Bluetooth‬والبث التلفزيوني‪.‬ويوضح‬ ‫شكل (‪ )72‬برج لالتصاالت الالسلكية يعمل بموجات الميكروويف‬ ‫شكل (‪ )72‬برج لالتصاالت الالسلكية يعمل بموجات الميكروويف‬ ‫األشعة تحت الحمراء‬ ‫هى جزء من اإلشعاع الكهرومغناطيسي ولها طول موجي بين ‪ 1.1‬و‪ 21‬ميكرومتر‪ ,‬وهو ما‬ ‫يعادل تقريبا نطاق الترددات بين ‪ 1‬و‪ 011‬تيراهيرتز‪.‬طول موجته أطول (وتردده أدنى) من‬ ‫ذلك الضوء المرئي‪ ,‬وايضا طول موجته أقصر (وتردده اعلي) من تلك الموجات من اإلشعاع‬ ‫‪30‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫التراهرتز‪.‬هذا ولقد أوصت اللجنة الدولية لالإلضاءة )‪ (CIE‬بتقسيم األشعة تحت الحمراء في‬ ‫المجموعات الثالث التالية‪:‬‬ ‫األشعة تحت الحمراء‪ ,‬أ ‪ 111 :‬نانومتر ‪ 1011 -‬نانومتر‬ ‫‪‬‬ ‫األشعة تحت الحمراء ب ‪ 1011 :‬نانومتر ‪ 2111 -‬نانومتر‬ ‫‪‬‬ ‫األشعة تحت الحمراء ج ‪ 2111 :‬نانومتر ‪ 1 -‬ملم‬ ‫‪‬‬ ‫ولمزيدا من التفصيل يتم التقسيم على النحو التالى‪:‬‬ ‫األشعة تحت الحمراء القريبة‪ 1.0 - 1.11 :‬ميكرومتر في الطول الموجي ‪,‬والتي يشيع‬ ‫‪‬‬ ‫استخدامها في االتصاالت السلكية والالسلكية فى األلياف البصرية السيليكا (‪)SiO2‬‬ ‫وتستخدم فى نظارات الرؤية الليلية‪.‬‬ ‫‪ 3 - 1.4‬ميكرومتر‪ ,‬يزيد‬ ‫األشعة تحت الحمراء قصيره الطول الموجي )‪: (SWIR‬‬ ‫‪‬‬ ‫امتصاص الماء بشكل ملحوظ في ‪ 1.45‬ميكرومتر‪.‬‬ ‫األشعة تحت الحمراء متوسطه الطول الموجى ‪ 0 - 2 :(MWIR‬ميكرومتر‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫ميكرون‪.‬وهذه‬ ‫األشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي الطويل (‪11 - 0 (LWIR‬‬ ‫‪‬‬ ‫منطقه التصوير الحراري‬ ‫الضوء المرئي‬ ‫الضوء المرئي هوعباره عن إشعاع كهرومغناطيسي مرئي للعين البشرية ‪ ,‬ومسؤول‬ ‫عن حاسة االبصار‪.‬للضوء المرئي طول موجي يقع بين نحو ‪ 101‬نانومتر (الضوء األحمر)‬ ‫و‪ 201‬نانومتر (الضوء البنفسجي) مع تردد يقع بين نحو ‪ 161‬تيرا هيرتز و‪011‬‬ ‫تيرا هيرتز‪ ,‬والعين تستطيع رؤية األجسام غير الشفافة من خالل انعكاس الضوء عليها‪ ,‬يشير‬ ‫مصطلح الضوء عادة إلى اإلشعاع الكهرومغناطيسي بأي طول موجي سواء كان مرئيا أو ال‪.‬‬ ‫كلمة الضوء تطلق على هذا الحيز الوسطي من طيف اإلشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمتد من‬ ‫موجات الراديو المستعملة في إرسال الراديو بطول موجة بين السنتيمتر وعدة كيلومترات‪,‬‬ ‫ويمتد من الناحية األخرى لألشعة تحت الحمراء ثم إلى الطيف المرئي ثم إلى األشعة الفوق‬ ‫‪31‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫بنفسجية‪ ,‬إلى األشعة السينية‪ ,‬ثم إلى أشعة جاما التي تصدر من أنوية الذرات ولها طاقات عالية‬ ‫تُقاس بالمليون إلكترون فولت‪ MeV‬ودرجة نفاذ عالية‪.‬الخصائص األساسية للضوء هي الشدة‬ ‫‪ ,‬اتجاه االنتشار ‪ ,‬التردد أو الطول الموجي للطيف‪ ,‬واالستقطاب‪ ,‬في حين أن سرعة‬ ‫الضوء في الفراغ‪ 299,792,458 ,‬م‪/‬ث(حوالي ‪ 211,111‬كم‪/‬ث)‪ ,‬وهي واحدة من الثوابت‬ ‫األساسية في الطبيعة‪.‬يعرض الضوء الذي يشع ويمتص في هيئة حزم صغيرة‬ ‫تدعى الفوتونات كال من خصائص الموجات والجزيئات ‪.‬يشار إلى هذه الخاصية باالزدواجية‬ ‫الموجية الجزيئية ‪.‬تعد دراسة الضوء‪ ,‬والمعروفة بعلم البصريات‪ ,‬مجال بحث ذوأهمية في‬ ‫الفيزياء الحديثة‪.‬‬ ‫األشعة فوق البنفسجية ) ‪( Ultraviolet‬‬ ‫هي موجة كهرمغناطيسية ذات طول موجي أقصر من الضوء المرئي لكنها أطول من األشعة‬ ‫السينية سميت بفوق البنفسجية ألن طول موجة اللون البنفسجي هو األقصر بين ألوان‬ ‫الطيف ‪.‬وطول موجاتها يبدأ من ‪ 011‬نانومتر إلى ‪ 11‬نانومتر‪ ,‬وطاقتها تبدأ من ‪ 2‬إلى ‪. 160‬‬ ‫إلكترون فولت )‪(eV‬‬ ‫وتوجد األشعة فوق البنفسجية في أشعة الشمس‪ ,‬وتنبعث بواسطة التقوس الكهربي أو الضوء‬ ‫األسود ‪.‬وكما هي أشعة مؤينة (أي تفصل إلكترونات عن ذراتها) فقد تسبب تفاعال كيميائيا‪,‬‬ ‫وتجعل العديد من المواد متوهجة ‪.‬وقد ادرك الكثير من الناس تأثير األشعة فوق البنفسجية على‬ ‫الجسم مسببة ضربة ال شمس‪ ,‬ولكن طيف تلك األشعة لها تأثيرات أخرى قد تكون مفيدة أو‬ ‫مضرة لصحة البشر‪.‬‬ ‫األشعة السينية )‪(X ray‬‬ ‫هي أشعة كهرومغناطيسية ذات طول موجي بين ‪ 11‬و‪ 1,11‬نانومتر‪ ,‬أي أن طاقة أشعتها بين‬ ‫‪ 161‬و‪ 161‬ألف إلكترون فولت ‪.‬تستخدم في كثير من المجاالت الطبية فتعطى صورا ً واضحة‬ ‫للعظام حيث تظهر باللون األبيض ويظهر الهواء واألنسجة باللون األسود‪.‬اكتشفها العالم‬ ‫‪32‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫األلماني وليام رونتجن عام ‪ 1896‬في جامعة فورتسبورج‪ ,‬ونال عنها جائزة نوبل في الفيزياء‬ ‫في عام‪. 1901‬‬ ‫تستخدم فى التصوير الشعاعي في الطب للكشف عن األسنان والعظام وكسورها وتحديد مواقع‬ ‫األجسام الصلبة مثل الشظايا أوالرصاص في الجسم‪ ,‬ووكذلك الكشف عن األورام في الجسم‪,‬‬ ‫عالج األورام الخبيثة والقضاء عليها‪.‬فاألشعة السينية تميت الخاليا السرطانية وتقضي عليها‪,‬‬ ‫أما خاليا الجسم السليمة فهي تستعيد حيويتها بعد فترة نقاهة وتعود سليمة معافاة‪.‬استخدمت‬ ‫األشعة السينية أيضا ً في الصناعة لكشف الهنات والشقوق في القوالب المعدنية واألخشاب‬ ‫المستعملة في صناعة الزوارق‪ ,‬كما ساعدت دراسة طيف امتصاص هذه األشعة في المادة على‬ ‫جعل األشعة السينية طريقة لكشف العناصر الداخلة في تركيب المواد المختلفة وتحليلها‪.‬‬ ‫وتستعمل في هذه الحالة األشعة السينية التي تميز كل عنصر من العناصر الكيمياوية‪.‬في مجال‬ ‫األمن تستخدم األشعة السينية في مراقبة حقائب المسافرين في المطارات بحثا ً عن أسلحة أو‬ ‫قنابل في علم دراسة األجسام الصلبة إذ انه باستخدام حيود األشعة السينية اتضح وجود تناظر‬ ‫معين في بعض أنواع الجوامد( البلورات )وكانت تلك بداية انطالقة جبارة في دراسة خصائص‬ ‫الجوامد والتركيب البلوري‪ ,‬ومعرفة التركيب الذري للعناصر‪.‬‬ ‫أشعة جاما )‪(Gama ray‬‬ ‫هي أشعة كهرومغناطيسية‪ ,‬تم اكتشافها سنة ‪ 1611‬على يد العالم الفرنسي فيالرد‪.‬وهي نتاج‬ ‫للتفاعالت النووية التي غالبا ما تحدث في الفضاء‪ ,‬كما تنتج أيضا من العناصر المشعة مثل‬ ‫اليورانيوم وباقي النظائر المشعة ‪.‬ولذلك تحرم المعاهدات الدولية إجراء هذه التفجيرات‪.‬و هي‬ ‫تنتشر في الفراغ والهواء‪ ,‬بسرعة تساوي سرعة الضوء‪ ,‬ولها طاقة أعلى‪ ,‬وقدرة أكبر على‬ ‫النفاذ من األشعة فوق البنفسجية واألشعة السينية وموجاتها قصيرة جداً‪ ,‬وتتراوح أطوالها بين‬ ‫‪ 1.11‬انجستروم إلى ‪ 1.111‬انجستروم ‪.‬وأشعة جاما ذات تأثير ضار جدا ً على الخاليا الحية‪,‬‬ ‫ولوال وجود الغالف الهوائي حول األرض الذي يمتص ويشتت هذه األشعة ذات التردد الموجي‬ ‫العالي والطاقة الكبيرة‪ ,‬ألنعدمت الحياة على سطح األرض‪.‬ألن أشعة جاما لها قدرة فائقة على‬ ‫‪33‬‬ ‫االستشعار من البعد‬ ‫النفاذ واختراق األجسام‪.‬وترجع قدرتها على تدمير الخاليا الحية أنها أشعة مؤينة‪ ,‬أي أنها‬ ‫تسبب التأين فى المادة‪ ,‬وتأين المادة الحية يعني إضرار قد يؤدى إلى موت الخلية‪.‬وتعتبر أشعة‬ ‫جاما من أخطر اإلشعاعات في المجال الكهرومغناطيسي‪ ,‬إذ أنها تمتلك الطاقة األعلى بسبب‬ ‫ارتفاع ترددها‪.‬‬ ‫سلوك األشعة الكهرومغناطيسية‬ ‫عندما يقابل شعاع من الموجات الكهرومغناطيسية سطح جسم ينعكس جزء منه وينفذ جزء آخر‬ ‫في مادة الجسم ويُمتص جزء في الجسم‪.‬وتُزيد الطاقة الممتصة الطاقة الداخلية للجسم‪.‬ويعبر‬ ‫عن معامل االمتصاص وبالتالي يمثل معامل االمتصاص الطيفي بمقدار الجزء الممتص من‬ ‫الشعاع األولي الداخل‪.‬ومقدار ذلك الجزء يقع بين ‪ 1‬و ‪ 1‬فإذا أقترب معامل االمتصاص من‬ ‫الصفر فتكون المادة شفافة للشعاع وبالعكس إذا زاد معامل االمتصاص واقترب من ‪ 1‬معناه ان‬ ‫الشعاع الداخل يكاد أن يمتص بالكامل‪.‬‬ ‫ويعتمد معامل االمتصاص على تردد الشعاع الساقط‪.‬‬ ‫التهدئة واالمتصاص‬ ‫يستخدم التعبيران معامل االمتصاص ومعامل التهدئه بالتبادل بصفة عامة ‪ ,‬ولكن في بعض‬ ‫األحيان يجب التفرقة بينهما ‪ ,‬كاآلتي عندما يمر شعاع ضوء مسدد ‪ collimated‬في مادة ‪,‬‬ ‫يفقد الشعاع شدته بطريقتين ‪ :‬امتصاص المادة للشعاع الضوئي وعن طريق التبعثر حيث تغير‬ ‫الفوتونات اتجاهها‪.‬‬ ‫ومعنى ذلك أن "معامل االمتصاص " يقيس فقط انخفاض شدة شعاع الضوء في المادة بسبب‬ ‫امتصاص المادة له ‪ ,‬بينما يقيس معامل التهدئة مجموع فقد شدة الضوء بسبب البعثرة‬ ‫واالمتصاص‪.‬‬ ‫‪34‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫الفصل الثالث‬ ‫تقنيات ومفاهيم فيزيائية‬ ‫‪35‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫تقنيات ومفاهيم فيزيائية‬ ‫‪ -1‬االشعاع الشمسي ‪Solar radiation‬‬ ‫يعد ا الشعاع الشمسي المصدر الرئيسي للطاقة في الغالف الجوي أذ يساهم بأكثر من ‪%66,61‬‬ ‫من الطاقة المستغلة بالغالف الجوي وعلى سطح االرض أما المصادر الباقية للطاقة والمتمثلة‬ ‫بطاقة باطن االرض وطاقة النجوم والمد والجزرفأنها التسهم اال بقسط ضئيل جدا اليزيد عن‬ ‫‪, %,12‬‬ ‫وال طاقة الشمسية هي المسؤلة عن جميع العمليات التي تحدث في الغالف الجوي كاالضطربات‬ ‫الجوية والسحب واالمطار والرياح والبرق والرعد وغيرها وكما انها السبب الرئيسي في‬ ‫الحركة المستمرة للغالف الجوي وتقلب الطقس وتغيره ‪ ,‬وكما أن االختالفات الرئيسية القائمة‬ ‫بين مكان واخر هي في وفرة الطاقة الشمسية ‪,‬‬ ‫واالشعاع الشمسي عبارة عن مجموعة من االشعاعات االثيرية مصدرها الشمس‪.‬‬ ‫والشمس كتلة غازية ملتهبة اكبر من قطر االرض بمئة مرة وحجمها بقدر مليون مرة بحجم‬ ‫االرض وتقدر درجة حرارة سطحها بنحو ‪ 2111‬م بينما تبلغ حرارة مركزها باكثر من ‪61‬‬ ‫مليون م ‪ ,‬وقد ميز العلماء ثالث انواع مختلفة من االشعاع الشمسي‬ ‫أ‪ -‬االشعة الحرارية ‪ :‬وتعرف باالشعة تحت الحمراء وهي اشعة غير مرئية للطيف‬ ‫الكهرومغناطيسي وتنتمي الى مجموعة االشعة ذات الموجات الطويلة وتقدر نسبتها بحوالي‬ ‫‪ % 06‬من مجمل االشعاع الشمسي ويسهم الجزء االكبر من هذه االشعة في رفع درجة حرارة‬ ‫سطح االرض والغالف الجوي وهي بذلك ذات اثر كبير في الدراسات المناخية ‪.‬‬ ‫ب‪ -‬االشعة المرئيه وتقدر نسبتها حوالي ‪ % 02‬من جملة االشعاع الشمسي ويمكن ان نميز‬ ‫فيها االشعة الزرقاء والحمراء والخضراء وتستخدم هذه االشعة من قبل النباتات في عملية‬ ‫التمثيل الضوئي ‪.‬ويوضح شكل (‪ )11‬تبعثر الضوء األبيض أثناء مروره في منشور زجاجى‬ ‫إلى ألوان الطيف المرئي‬ ‫‪36‬‬ ‫االستشعار من البعد‬  ‫شكل (‪ )11‬تبعثر الضوء األبيض أثناء مروره في منشور زجاجى إلى ألوان الطيف المرئي‬ ‫ج‪ -‬االشعة فوق البنفسجية وتشكل حوالي ‪ %1‬من جملة االشعاع الشمسي وهي اشعة‬ ‫قصيرة الموجة ومفيدة لالنسان عندما تصله بك?