مقدمه کاربرد ماهواره
کاربرد ماهواره: يا قمر مصنوعی (Artificial Satellite)، به دستگاه‌های ساخت بشر گفته می‌شود که در مدارهایی در فضا به گرد زمين يا سيارات ديگر می‌چرخند، (ماه، زمين و ساير سيارات ، ماهواره‌های طبيعی (Natural Satellite) نام دارند).
پس از ساخت ماهواره، آنها را توسط يک ماهواره بر، موشک يا شاتل فضایی به فضا پرتاب می‌کنند تا در مدار معين خود بر حول محور زمين قرار گيرند. ماهواره‌هایی که حول محور مدار زمين در گردشند تنها زمانی می‌توانند در مدار خود باقي بمانند که شتاب آنها با نيروی گرانش جرمی(به طور مثال زمين) که به دور آن می چرخند، تناسب و تعادل داشته و تحت تاثير آن باشند.
ویدئو پییشنهادی : مهندسی هوافضا
در صورتي که شتاب ماهواره بيشتر از گرانش زمين باشد، ماهواره در مسيری مستقيم از زمين دور می‌شود و بالعکس اگر شتاب ماهواره کمتر باشد به سمت زمين کشيده خواهد شد.
اتمام ماموريت
پس از اتمام عمر ماموريت ماهواره، آنها معمولاً در نقاط خاصی از جمله اقيانوس ها سقوط می‌کنند. البته پيش از سقوط هنگام برخورد با مولکول‌های خارجی‌ترين لايه اتمسفر سرعت ماهواره کم شده و در اين زمان نيروی گرانش، ماهواره را به سمت لايه‌های داخلی اتمسفر می‌کشاند و اين امر باعث می‌شود در اثر حرارت بسيار زياد بخش اعظم ماهواره سوخته و باقی مانده احتمالی آن در نقاط از پيش تعيين شده‌ای که اکثراً در اقيانوس‌ها و درياهای آزاد است، سقوط می‌کند.
امروزه ماهواره‌ها تنها برای کسب اطلاعات از زمين كاربرد ندارند، بعنوان مثال هم اکنون چندين ماهواره پيشرفته علمی تحقيقاتی بر گرد خورشيد و اجرام منظومه خورشيدی در حال حرکتند و اطلاعات خود را از آن اجرام به مراکز مديريت ماهواره خود در زمين ارسال می‌کنند.
تاريخچه
در چهارم اکتبر ۱۹۵۷ اولين ماهواره مصنوعی با نام اسپوتنيک ۱ به فضا پرتاب شد. اسپوتنيک ۱ حاصل تحقيقاتی بود که دانشمندان علوم فضایی شوروی از سال ۱۹۵۵ آغاز کرده بودند. اسپوتنيک ۱ در هر ۹۶ دقيقه يک دور کامل به دور زمين می چرخيد و اطلاعات به دست آمده را به صورت سيگنال‌های راديویی به زمين ارسال می‌کرد. وزن اين ماهواره در حدود ۸۳ کيلوگرم بود و چهارم ژانويه ۱۹۵۸ يعني سه ماه پس از پرتاب، به زمين سقوط کرد.
دو سال بعد اتحاد جماهير شوروی توانست دومين ماهواره مصنوعی را با نام اسپوتنيک ۲ به فضا پرتاب کند، كه اين ماهواره بيش از پنج ماه در مدار زمين می‌چرخيد.
انواع ماهواره‌ها
ماهواره‌های مصنوعی بر اساس ماموريت هايشان طبقه بندي می‌شوند. شش نوع اصلي ماهواره عبارتند از:
تحقيقات علمی
ماهواره‌های تحقيقات علمی اطلاعات را به منظور بررسی‌های كارشناسي جمع آوری می‌كنند.
هواشناسی
ماهواره‌های هواشناسی به دانشمندان برای مطالعه بر روی نقشه هاي هواشناسی و پيش بينی وضعيت آب و هوا كمك می‌كنند.
ارتباطی
ماهواره‌های ارتباطی در واقع ايستگاه‌های تقويت كننده سيگنال‌ها هستند، كه از نقطه اي امواج را دريافت و به نقطه اي ديگر ارسال می‌كنند. يك ماهواره ارتباطی می‌تواند در آن واحد هزاران تماس تلفنی و چندين برنامه شبكه تلويزيوني را تحت پوشش قرار دهد. اين ماهواره‌ها اغلب در ارتفاع هاي بلند و بر فراز يك ايستگاه در زمين قرار داده می‌شوند.
يك ايستگاه در زمين مجهز به آنتنی بسيار بزرگ برای دريافت و ارسال سيگنال‌ها می‌باشد. گاهي چندين ماهواره كه دريك شبكه و درمدارهاي كوتاهتر قرار گرفته اند، امواج را دريافت و با انتقال دادن سيگنال‌ها به يكديگر آنها را به كاربران روی زمين در اقصی نقاط آن می‌رسانند.
ردياب
به كمك ماهواره‌های ردياب، كليه هواپيماها، كشتي‌ها و خودروها بر روی زمين قادر به مكان يابی با دقت بسيار زياد خواهند بود. علاوه بر خودروها و وسايل نقليه اشخاص عادی نيز می‌توانند از شبكه ماهواره‌های ردياب بهره مند شوند. در واقع سيگنال‌های اين شبكه ها در هر نقطه ای از زمين قابل دريافت می‌باشند. دستگاه های دريافت كننده، سيگنال‌ها را حداقل از سه ماهواره فرستنده دريافت و پس از محاسبه كليه سيگنال‌ها، مكان دقيق را نشان می‌دهند.
مشاهده زمين
ماهواره‌های مخصوص مشاهده زمين به منظور تهيه نقشه و بررسی كليه منابع سياره زمين و تغييرات ماهيتی چرخه‌های حياتی در آن، طراحی و ساخته می‌شوند. اين ماهواره‌ها دائما در شرايط تحت تابش نور خورشيد مشغول عكس برداری از زمين با نور مرئي و پرتوهای نامرئی هستند. محققان به كمك اين ماهواره‌ها، معادن و مراكز منابع در زمين را مكان يابی و ظرفيت آنها را مشخص می‌كنند. همچنين اين ماهواره‌ها می‌توانند به مطالعه بر روی منابع آب‌های آزاد و يا مراكز ايجاد آلودگی و تاثيرات آنها و يا آسيب‌های جنگل‌ها و مراتع بپردازند.
تاسيسات نظامی
ماهواره‌های تاسيسات نظامی مشتمل از ماهواره‌های هواشناسی ، ارتباطی ، ردياب و مشاهده زمين می‌باشند كه برای مقاصد نظامی به كار می‌روند. برخی از اين ماهواره‌ها كه به ماهواره‌های جاسوسي نيز شهرت دارند قادر به تشخيص دقيق پرتاب موشك‌ها ، حركت كشتی ها در مسير های دريايی و جابجايی تجهيزات نظامی در روی زمين می‌باشند.
مدار ماهواره‌ها
ماهواره در يک مسير بسته که آن را مدار ماهواره مینامند، به دور زمين در گردش است. اين مسير ممکن است دايره‌اي يا بيضی شکل بوده و مرکز زمين در مرکز اين مسير يا در يکی از کانون‌های بيضی آن قرار داشته باشد. ماهواره درصورتی که تحت تاثير نيروهای گرانشی ديگری قرار نگيرد، همواره درصفحه‌ای به نام صفحه مداری به گردش خود به دور زمين ادامه می‌دهد. حرکت اين صفحه مداری به پريود مدار و زاويه صفحه با صفحه استوا بستگی دارد. اگر اين زاويه صفر باشد، صفحه مداری منطبق بر صفحه استوايي زمين می‌شود.
عموما ماهواره‌ها بروی چهار نوع مدار ذيل که بستگي به نوع کاربرد ماهواره دارد، قرار می‌گيرند:
مدار پائين (Low Earth Orbit)
پائين ترين مداری كه ماهواره‌ها می‌توانند در آن قرار بگيرند، مدار پائين يا (LEO) می‌باشد. ارتفاع اين نوع ماهواره‌ها از سطح زمين بين ۳۲۰ تا ۸۰۰ کيلومتر است. مسير حرکت اين ماهواره‌ها از غرب به شرق و همجهت با دوران زمين بدور خود است.
بدليل نزديکی فاصله اين نوع ماهواره‌ها از سطح زمين، سرعت حرکت اين ماهواره‌ها خيلی بيشتر از سرعت دوران زمين بدور خود است. با اين سرعت، اين نوع از ماهواره‌ها می‌توانند در هر ۹۰ دقيقه، يک دور کامل بدور زمين بگردند. برخی از ماهواره‌های هواشناسی، ماهواره‌های سنجش از دور و ماهواره‌های جاسوسی از اين نوع‌اند.
مدار قطبی
ماهواره‌های مدار قطبی به نوعی از ماهواره‌هایی گفته می‌شود که مسير مدار حرکت آنها عمود بر خط استوا و مسير دوران از قطبهاي شمال و جنوب می‌گذرد.
بعضی از ماهواره‌های هواشناسی و ماهواره‌های سنجش از دور از اين نوع‌اند.
مدار هم گردش (Geosynchronous Equatorial Orbit)
يك ماهواره در مدار هم گردش و يا مدار سنكرون استوايي دقيقا در بالاي خط استوا به گردش در می‌آيد. زمان چرخش كامل يك ماهواره در اين مدار برابر با ۲۴ ساعت می‌باشد، كه دقيقا برابر چرخش يك دور كامل زمين به دور خود است.
از آنجا كه زمين و ماهواره در يك جهت در حال گردش بوده مكان يك ماهواره در اين مدار از ديد ناظران زميني همواره ثابت بنظر می‌رسد. بدليل فاصل زيادی كه ماهواره‌های هم گردش از زمين دارند محدوده پوشش اين ماهوارها در روی زمين بسيار وسيع و گسترده خواهد بود. كليه ماهواره‌های مخابراتی و تلويزيونی در اين مدار قرار دارند.
مدار GEO به افتخار پروفسور ارتور کلارک با نام کلارک اربيت Clark Orbitنامگذاری شده است.
ماهواره‌های مدار بيضوی
اين ماهواره‌ها دارای مداری بيضوی هستند. دو نقطه مهم از مدار اين ماهواره‌ها نقطه اوج و نقطه حضيض آنها است: قسمتی که به سطح زمين نزديک می‌شوند به نام نقطه حضيض ناميده می‌شود. قسمتي که از سطح زمين دور می‌شود به نام نقطه اوج ناميده می‌شود.
مسير حرکت و دوران اين نوع ماهواره مانند ماهواره‌های قطبي از سمت شمال به جنوب است. چون اکثر ماهواره‌های مخابراتی در مدار زمين‌ايست قرار گرفته‌اند، اين ماهواره‌ها هيچ پوششی بروی قطب‌های شمال و جنوب ندارند. به همين دليل و جهت پوشش قطب‌ها از ماهواره‌های مدار قطبی استفاده می‌شود. در واقع اين نوع از ماهواره‌ها شمالي‌ترين و جنوبي‌ترين قسمت نيمکره‌ها را پوشش مي‌دهند.
سنجش از راه دور
تعريف
سنجش از راه دور تكنولوژی كسب اطلاعات و تصويربرداري از زمين با استفاده از تجهيزات هوانوردي مثل هواپيما ، بالن يا تجهيزات فضایی مثل ماهواره است. به عبارتي ديگر سنجش از راه دور عبارتست از علم و هنر كسب اطلاعات فيزيكی و شيميایی از پديده هاي زميني و جوی از طريق ويژگي های امواج الكترومغناطيسی بازتابی يا منتشر شده از آن ها و بدون تماس مستقيم با پديده هاي مذكور.
كاربردها
طيف وسيعی از کاربردهاي سنجش از دور در زمينه هاي مختلف شناسائي شده است، كه در ادامه به برخی از آنها اشاره می‌شود.
- انرژی
- اکتشافات معدن
- نفت و گاز (اكتشافات هيدروكربوری)
- منابع طبيعی
- کشاورزی
- مديريت و پايش سواحل
- آلودگی‌های زيست محيطی
- پايش محيطی
- جنگلداری و مرتع
- پوشش و کاربری زمين
- زمين شناسی
- خاکشناسی و فرسايش خاک
- اقيانوس شناسی و مطالعات آب
- برف سنجی
- حيات وحش
- بلايای طبيعی
- سيل
- زلزله
- آتش سوزی
- خشکسالی
- زمين لغزش
- طوفان شن
- مطالعات توسعه شهری
- کاداستر و ثبت املاک
- مهندسی عمران و نقشه برداری
- توسعه و برنامه ريزی شهری
- مطالعات هواشناسی و جوی
- بررسی لايه هاي مختلف جوی
- بررسی خصوصيات ابرها
- ساير موارد
- آشکار سازی تغييرات
- باستانشناسی
- سيستمهاي اطلاعات جغرافيایی
- رادار
كاربرد ماهواره در صنعت نفت
پايش از راه دور ايستگاه‌های حفاظت كاتدی
در سيستم‌های حفاظت كاتدی جمع آوری، ثبت و ذخيره اطلاعات بسيار مهم می‌باشد. با در اختيار داشتن اطلاعات مناسب از چگونگي تغييرات پتانسيل خطوط لوله انتقال نفت، می‌توان اقدام مناسب را برای رفع نواقص حفاظت كاتدی انجام داد. پايش سيستم‌های حفاظت كاتدی می‌تواند بصورت دستی و يا به كمك سيستم‌های مخابراتی انجام گيرد. امروزه بدليل محدوديت‌های روش‌های پايش دستی، روش‌های پايش از راه دور و به كمك سيستم‌های مخابراتی مورد توجه ويژه ای قرار گرفته است. سيستم‌های پايش از راه دور قادرند اطلاعات مرتبط با حفاظت كاتدی خطوط لوله را در فواصل مشخص زماني و يا بصورت Online اندازه گيری و گزارش نمايند.
اين اطلاعات بر روی Data Logger نصب شده در Test Pointها و ايستگاه‌های حفاظت كاتدی ذخيره شده و از راه دور قابل دسترس برای اپراتور سيستم حفاظت كاتدی می‌باشد. انواع روش‌های تبادل اطلاعات در پايش از راه دور حفاظت كاتدی خطوط لوله عبارتند از : امواج راديویی، شبكه با سيم، شبكه موبايل يا تلفن همراه و سيستم ماهواره ای.
روش بی سيم
روش بی سيم شامل روش ماهواره‌ای و روش امواج راديویی می‌باشد. در اين روش RTU ها، در محل ركتيفايرها و در وسط IP (Injection Point) يا نقطه تزريق جريان حفاظت كاتدی به لوله نصب می‌شود. وظيفه RTU ها اندازه گيري اطلاعات سيستم حفاظت كاتدی، ذخيره سازی و تبادل اطلاعات می‌باشد. در روش راديویی اطلاعات بين RTU ها تا رسيدن به آنتن اصلی از طريق امواج راديویی و به روش Forward & Store انجام می‌پذيرد. به عبارت ديگر اطلاعات از يك RTU به RTU ديگر انتقال يافته تا در نهايت به واحد جمع آوري كل داده ها (Data Concentrator Unit) برسد و از آنجا اطلاعات از طريق ماهواره، فيبرنوري، موبايل، تلفن يا مايكروويو به اتاق كنترل نهايی (Master Control Center) ارسال می‌شود،
مشكلات
در برخی از موارد بدليل مشكلات طبيعی و موقعيت جغرافيايی محل خط لوله، امكان بكارگيری روش با سيم و يا امواج راديویی وجود ندارد. در چنين شرايطی استفاده از تبادل اطلاعات از طريق ماهواره پيشنهاد می‌گردد. سپس اطلاعات در محل ديگري توسط سايت زميني دريافت و به شبكه اينترنت منتقل می‌گردد. با انتقال اطلاعات به شبكه اينترنت، كاربران ذی ربط می‌توانند در هر محلی از اطلاعات حفاظت كاتدی خطوط لوله مطلع شوند. همچنين با توجه به پيشرفت‌های اخير بعمل آمده كاربران می‌توانند فرمان‌های كنترلی لازم را برای ترانس ركتيفايرهای موجود در مسير خطوط لوله ارسال نمايند.
رانش (زمين لغزش)
حركت توده ای از مواد تشكيل دهنده زمين، از يك شيب به سمت پايين را رانش يا ناپايداری شيب مینامند. اين پديده که گاهي منجر به صدمات مالی و جاني جبران ناپذيری می‌شود در مناطق عمدتاً کوهستانی با وضعيت خاص اقليمي رخ می‌دهد. رانش در ايران به عنوان يكی از بلايای طبيعی، ساليانه خسارات جانی و مالي فراوانی به كشور وارد می سازد. سنجش از راه دور شامل فتوگرافی هوايی و تصاوير اخذ شده توسط ماهواره‌ها يا هر تکنيک دورسنجی ديگر برای مطالعه رانش، سودمند است.
کاربرد تصاوير سنجش از دور در مطالعات ناپايداري شيب‌ها، از نظر هزينه و زمان مقرون به صرفه می‌باشد. همچنين، شرايط کلی سرزمين ها، تعيين کننده قابليت (استعداد) يک مکان برای رانش است، که اين امر می‌تواند از داده هاي سنجش از راه دور تفسير می‌شود.
رانش در بخش انتقال مواد نفتی
مساله رانش در بخش انتقال مواد نفتی، با توجه به وسعت و پراكندگي خطوط لوله زيرزمينی و عدم امكان پايش مستقيم و مستمر آنها از جمله مشكلاتي است كه می‌تواند خسارات جبران ناپذيري به خطوط لوله وارد آورد كه حساسيت عمليات انتقال نفت و گاز اهميت اين امر را مضاعف نموده است. از آنجاييكه بخش زيادی از خطوط لوله در مناطق صعب العبور قرار داشته و اندازه گيري تنش خط لوله و ثبت اطلاعات مربوط به آنها بصورت مستمر از طريق نيروی انسانی براحتی ميسر نبوده، لذا پايش مداوم وضعيت خطوط لوله می‌تواند با بكارگيری شبكه‌ای از سنسورها بمنظور پايش عومل موثر در رانش صورت پذيرد.
اطلاعات جمع آوري شده در اين سامانه می بايستی جهت تحليل و مديريت حفاظت خطوط لوله به پايگاه داده مركزی انتقال يابد. با توجه به اين موضوع كه در برخی نواحی، موانعي جهت برقراری ارتباط زميني وجود دارد، لذا می‌توان از طريق ارتباط ماهواره‌ای اطلاعات جمع آوری شده را به پايگاه داده مركزی منتقل نمود و حتي در صورت نياز آلارم احتمال بروز رانش را به نزديكترين مركز كنترل ارسال نمود.
اکتشافات هيدروکربوری
در يك نگاه كلی، داده های ماهواره‌ای نقش كليدی در اكتشافات نفت و گاز بازي می‌كند. مطالعات تحت الارضی مربوط به اكتشافات نفت و گاز و مدلسازی مخازن هيدروكربنی شكافدار، همواره نيازمند يک سری نقشه هاي سطحی سنگ‌شناسی و ساختمانی از منطقه است، كه امروزه برای تهيه اين نقشه‌ها، از تصاوير ماهواره‌ای با توان های تفكيك مكانی و طيفی مختلف استفاده می‌شود.
همچنين، شناسايي و استخراج خطواره‌ها كه به كمك فناوری فضایی انجام می‌گيرد، يکي از اساسی‌ترين رهيافت‌ها در پی جويی، اکتشاف و استخراج منابع طبيعی مثل نفت و گاز به شمار می‌رود. مدل رقومی ارتفاع (DEM) و مشتقات آن نيز در مطالعه مورفولوژي، ساختاري و آناليز های مورفومتری از تاقديس های مشكوك به ذخاير نفت و گاز سودمند است.
فایده
- سودمندترين نشانه‌های قابل تشخيص در داده هاي فضایی برای مطالعات نفت و گاز، عبارتند از:
- سيستم هاي شكستگي (عمدتا خطواره ها) و ساختارهاي تاقديسي و چين – گسلی كه می‌توانند در مهاجرت نفت و گاز به سطح موثر باشند و آن را كنترل كنند.
- آلتراسيون‌های ژئوشيميايی سنگ‌های سطحی توسط هيدروكربن‌ها كه به سبب ايجاد تغييرات رنگی و تركيب، راهنمای خوبی هستند.
کاربرد ماهواره در پايش انواع آلودگی‌های ناشی از صنايع نفتی
پايش آلودگی نفتی منابع آب
تصاوير ماهواره‌ای بدليل ويژگی‌های خود و بخصوص تكراری بودن، زمينه‌ای مناسبي را برای مطالعه آب بعنوان يكي از منابع زمينی فراهم نموده است. بطور كلی بيشترين ميزان اشعه خورشيد در لايه هاي فوقانی آب (حدود دو متري) جذب می‌شود و اين خاصيت، بستگي فراواني به نوع طول موج دارد. اشعه مادون قرمز انعكاسی در چند سانتيمتری از سطح آب جذب شده و موجب ظهور زمينه سياه بر روی تصاوير ماهوره ای می‌شود. با استفاده از طول موج‌های مختلف مورد استفاده در سنجش از راه دور می‌توان اختلاف سطوح مختلف آب را از نظر زمينه به وضوح مشاهده نمود.
تشخيص ميزان آلودگی
تشخيص ميزان آلودگی آب با استفاده از تصاوير ماهواره ای مشكل است، ليكن با بررسی و مطالعه دقيق تصاوير تكراری و تغييراتی كه در زمينه سطوح آبي ظاهر می‌شود، می‌توان منابع آلودگی را شناسائی كرد. بطور مثال زمينه نسبتًا روشنی كه در نواحي نزديك به ساحل، بر روی تصاوير ديده می‌شود، از ورود پساب‌های صنايع نفتی و يا فعاليت‌های استخراجی منابع نفت و گاز در مناطق نزديك به دريا و بالا رفتن ميزان انعكاس از لايه‌های آلوده در نواحی نزديك به ساحل ناشی می‌شود.
در صورتيكه در نواحی دور از ساحل كه عمق بيشتری هم دارند، معمولاً ميزان آلودگی كمتر بوده وعدم انعكاس امواج اين گونه آب‌ها، زمينه تيره ای را بر روی تصاوير موجب می‌شود و براحتي از مناطق آلوده قابل تشخيص می‌باشند.
مطالعه آب‌های سطحي منطقه و تهيه نقشه آبراه های آلوده شده، بررسی تغيير مسير حركت لكه‌های نفتی بر اثر عوامل طبيعی يا مصنوعی، تخمين ميزان لكه‌های نفتی آب‌های سطحی نيز از جمله كاربردهای داده‌های ماهواره ای می‌باشد.
پايش آلودگی خاک
يکی از مهمترين مشکلات محيط زيستي، آلودگی خاک با فلزات سنگين است. با کاربرد فناوري سنجش از دور و استفاده از داده هاي چند طيفی و با ياری گرفتن از مطالعات ميدانی، می‌توان ارتباط ميان ساختار پوشش گياهی، خواص فيزيکی، شيميايی و زيستی سيستم پوشش گياهی خاک و درجه آلودگی آن به فلزات سنگين را مورد بررسی قرار داد.
پايش و بررسی آلودگی‌های نفتی ناشی از بحران هاي جنگی
معمولاً هنگام جنگ كشورها بدليل تاكتيك‌های دفاعی يا هجومي اقدام به آتش زدن منابع نفتی می‌كنند كه از آشكارترين مثال‌ها می‌توان به جنگ تحميلي هشت ساله و جنگ خليج فارس و آتش زدن چاه‌های نفتی كويت توسط ارتش عراق اشاره نمود، كه منجر به رسيدن مواد نفتی به نزديكی سواحل ايران گرديد. بالا آمدن آب دريا و پيشروی آب در نواحي ساحلي پس از جاري شدن مواد نفتی باعث می‌شود سطوح كوچك و بزرگی از نواحي مجاور دريا و رودخانه ها زير آب رفته كه با بررسی تصاوير تكراری ماهواره‌ای، می‌توان مناطق مورد طغيان را به سهولت تشخيص داده و نقشه هاي اراضي خسارت ديده را ترسيم نمود.
با استفاده از تصاوير ماهواره‌ای در حين جنگ، با نظارت بر چگونگي پيشروی آلودگی ها می‌توان اقدامات اساسی را در راستاي مقابله با بحران زيست محيطی آماده نمود تا پس از پايان جنگ، با مطالعه تصاوير تكراری، مدت زمان نفوذ مواد نفتی در زمين، زه كشی طبيعی و تبخير مواد نفتی، تا حدود زيادی در مورد جنس خاك و نفوذ پذيری آن قضاوت نموده و تصميمات لازم درخصوص نحوه پاكسازی مناطق آلوده اتخاذ نمود.
پايش جاری شدن مواد نفتی ناشی از حوادث دريايی
يكي از مهمترين منابع آلودگی دريا بوسيله مواد نفتی و سمي در اثر تصادم كشتي هاي حامل اين مواد می‌باشد. خليج فارس بعنوان شاهرگ نفتی دنيا، محل تردد بيش از ۴۰ درصد نفتكش‌های دنيا می‌باشد و همواره دچار آلودگی نفتی بوده و اكوسيستم دريايي آن در معرض خط جدی قرار دارد. توده های آب در خليج فارس دارای حركت ضعيفي بوده كه جهت حركت آنها برخلاف عقربه‌های ساعت می‌باشد و نتيجتاً زمان نسبتا زيادی طول می‌كشد تا آب‌های خليج فارس از طريق تنگه هرمز تعويض شوند (در حدود ۳ الي ۵ سال).
وجود ذخاير عظيم نفت و گاز
وجود ذخاير عظيم نفت و گاز در اين منطقه موجب گرديده تا فعاليت‌های حفاری، استخراج، پالايش، حمل نفت خام گسترش يافته و باعث آلودگی رو به افزايش آب‌های آن گردد بطوريكه بر اساس آمارهای موجود نشت ۱۵۰۰۰ تن در مقياس متريك مواد نفتی در اثر تراكم رفت و آمد نفتكش‌ها، اين محل را بصورت يكی از آلوده ترين محيط زيست دريايی در آورده است.
دراين راستا چگونگی تخمين حركت مواد نفتی بر سطح آب، شبيه سازی پراكنش مواد و شناخت مناطقی كه در معرض خطر بوده و يا دچار آلودگی شده اند، از جمله كاربردهای مهم تصاوير ماهواره‌ای جهت مطالعات زيست محيطی در قبل و پس از حادثه می‌باشد. امروزه به كمك سنجش از راه دور و تصاوير ماهواره‌ای می‌توان نشت مواد نفتی در درياها و اقيانوس‌ها را شناسايی و به كمك ابزار GIS آنرا رديابی و اقدامات ايمنی برای كاهش اثرات زيست محيطی را اعمال كرد.
پايش آلودگی هوای ناشی از منابع نفتی
يكی از نيازهای مهم و اساسي در ارتباط با كنترل آلودگی محيط زيست، پايش مستمر آلودگی هواست. صنايع نفت، گاز و پتروشيمی يكی از مهمترين منابع نشر آلاينده هاي هوا می‌باشند. در اين ميان نوع آلاينده‌های منتشر شده در فازهاي مختلف از نظر كمي و كيفي متفاوت هستند.
فعاليت‌های اكتشاف و استخراج نفت و گاز شامل مراحل چندگانه‌ای است كه هر مرحله آلودگی خاص خود را در پي دارد. با تمركز بر آلاينده‌های هوا ناشی از اين فعاليت‌ها می‌توان مهمترين آنها را بصورت: نشر ذرات معلق، تبخير هيدروكربن‌ها، گازهای گلخانه‌ای و گازهای اسيدی ذكر كرد.
با استفاده از خصوصيات نظارتی تصاوير ماهواره‌ای بر روی جو منطقه و با اندازه گيري انرژي طيفي سنجنده‌های ماهواره‌ای يا انرژی پخش شده از اتمسفر و ابرها يا انرژی منعكس شده از سطح زمين يا تشعشعات دمايی كه از اتمسفر و سطح زمين انتشار می‌يابند، ميزان آلودگی اتمسفری تعيين شده و می‌توان تجزيه و تحليل لازم را جهت اقدامات ايمني زيست محيطی بعمل آورد.
رديابی تغييرات زمينی تاسيسات نفتی
رديابی تغييرات زميني برای جديد كردن نقشه‌های زمينی و مديريت منابع طبيعی بكار مي رود. تغييرات از مقايسه بين دو تصوير يا دو نقشه قديمی و تصوير دورسنجي ارتقا يافته بدست می‌يابد. روش رديابی تغييرات به دو صورت مقايسه بين دو نقشه زمين كه مستقلا توليد شده اند و يا بررسی تغييرات با الحاق دو تصوير به يكديگر انجام مي‌پذيرد. اين الحاق بر اساس تركيب رنگی يا تصوير اجزای اصلی انجام می‌شود. در اين راستا با استفاده از تصاوير ماهواره‌ای ، هرگونه تغييراتی كه در ساخت، توسعه و يا جابجايي صنايع نفت، گاز و پتروشيمی در سطح زمين بوجود می‌آيد و ممكن است باعث اثرات زيست محيطی در قبل و بعد از تغيير باشد را می‌توان مورد بررسی و مطالعه قرار داد.
كاربرد ماهواره در ساير زمينه ها
در ادامه بصورت مختصر به كاربرد ماهواره‌ها در ساير زمينه ها اشاره می‌شود.
مطالعه تغييرات دوره‌ای
برخی از پديده ها و عوارض سطح زمين در ط دوره زماني تغيير مي يابد. علت اين تغييرات می‌تواند عوامل طبيعی مانند سيل، آتشفشان، زلزله، تغييرات آب و هوايی، يا عوامل مصنوعی مانند دخالت انسان در محيط زيست باشد. برای مثال تغيير سطح آب درياي خزر در طي يك دوره ۱۰ تا ۲۰ ساله، تغيير ميزان سطح پوشش و جنگل‌ها درشمال كشور و تغيير پوشش گياهي نخل در جنوب كشور و ميزان آسيب آنها در دوران جنگ را می‌توان با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای با دقت بسيار زيادی مطالعه كرد.
مطالعات زمين شناسی
با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای می‌توان مرزهاي بسياري از سازندهاي زمين‌شناسی را از يكديگر تفكيك و گسل‌ها را مورد مطالعه قرار داد و نقشه‌های گوناگون زمين شناسي تهيه كرد. از جمله نقشه‌های زمين شناسي گوناگون كه با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای می‌توان تهيه كرد، نقشه گسل‌ها و شكستگی‌ها، نقشه سازندهاي سنگي مختلف، نقشه خاكشناسی و نقشه پتانسيل ذخاير تبخيري سطحی را می‌توان نام برد. افزون براین با توجه به گستره بسيار وسيع زير پوشش هر تصوير ماهواره‌ای، چنين تصاويری برای مطالعات كلان منطقه اي برای زمين شناسان بسيار مفيد است.
مطالعات كشاورزی و جنگلی
تشخيص و تمايز گونه‌های گياهي مختلف، محاسبه سطح زير كشت محصولات كشاورزی، مطالعه مناطق آسيب ديده كشاورزی بر اثركم آبی يا حمله آفت‌های مختلف به آنها يكي ديگر ازكاربردهای داده‌های ماهواره‌ای است. تهيه تقشه جامع پوشش گياهی هر منطقه، تهيه نقشه آبراهه‌ها و ارتباط آنها با مناطق مستعدكشت و برآورد ميزان محصول زير كشت از كاربردهاي ديگر چنين اطلاعاتي است.
لازم به ذكر است كه وزارت بازرگانی و كشاورزی كشور ايالات متحده آمريكا از ابتدای تكوين تكنولوژی سنجش از دور همه ساله محصول كشاورزی كشور آمريكا وتمام كشورهای جهان را با استفاده ازتصاوير ماهواره‌ای برآورد می‌كند تا برای برنامه ريزي بازار و توليد اطلاعات مفيد و لازم را بدست آورد. افزون بر اين مطالعه ميزان انهدام جنگل‌ها و يا ميزان پيشرفت جنگل كاري از كاربردهاي ديگر اين تصاوير است.
مطالعات منابع آب
مطالعه آب‌های سطحی منطقه و تهيه نقشه آبراهه‌ها، بررسی تغيير مسير رودخانه‌ها بر اثر عوامل طبيعی يا مصنوعی، تخمين ميزان آب سطحی هر منطقه از جمله جالب‌ترين كاربرد داده هاي ماهواره‌ای است.كشور ما از جمله كشورهايی است كه با وجود داشتن منابع آبهاي سطحی در بسياری مناطق از مشكل كم آبي رنج میبرد، كه استفاده از تکنولوژي نوين و به دست آوردن اطلاعات دقيق می‌تواند راهگشای استفاده بهتر از منابع کشور باشد.
مطالعات دريايی
از تكنولوژی ماهواره در چند زمينه مهم كاربردهاي دريايي می‌توان استفاده كرد كه ازآن جمله می‌توان به مطالعات دوره هاي پيشروی و پسروی كرانه دريا، مطالعات عمومی ويژگی‌ها و خصوصيات توده هاي آبی مثل نقشه دمای سطح و رنگ آب و نقشه تراكم ميزان كلروفيل و پلانكتون و مطالعات مربوط به تأثير ساير پديده‌ها بر دريا، از جمله وضعيت حركت و تندي امواج دريا و … اشاره نمود.
مطالعه بلايای طبيعی
امروزه برآورد ميزان خسارت ناشي از بلايای طبيعی از قبيل سيل، زلزله، آتشفشان، طوفان وغيره با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای بسيار متداول است. تعيين راهبرد مناسب برای جلوگيری وكاهش خسارت بلاياي طبيعی از جمله ديگر كاربردهای داده‌های ماهواره‌ای است.
توسعه و برنامه ريزي شهری
امروزه افزايش سريع جمعيت و توسعه شهرها و محدوديت منابع طبيعی، باعث گرديده امر برنامه ريزی به عنوان يک ضرورت برای همه کشورها تلقی می‌شود. تصاوير ماهواه ای و سيستم اطلاعات جغرافيايي از جمله ابزارهای قدرتمندی هستند که جغرافيدانان و برنامه ريزان شهری را در انجام تحقيقاتشان ياری می‌دهند و کاربرد تصاوير ماهواه ای در شناسايی وضع موجود مناطق جغرافيايي و چشم اندازهای ساخته دست انسان و بهره گيری از امکانات لازم بر کسي پوشيده نيست.
ابزارهای مهم و اساسی
طرح‌های توسعه شهري با توجه به قالب کلی که برای روند رشد در نظر گرفته می‌شود، تعريف می‌شوند. ابزارهای مهم و اساسی که در اين فرايند وجود دارد: نقشه منطقه‌بندی و استفاده از فضاها برای تعيين قطعات اراضی در نواحی شهرک‌های ساخته شده و نقشه ساختار جاده ها بمنظور راهنمايی در مورد زيرسازي جاده های شهرک ها مي‌باشد. اطلاعات ضروری در امر آماده سازی يک برنامه شامل يک نقشه جغرافيايی مرجع دقيق و مطابق آخرين تحولات مناطق، نقشه شبکه‌های جاده‌ای، نقشه فضایی ميزان توسعه و اطلاعاتی در مورد چگونگی استفاده از هر قطعه زمين می‌باشد.
کاربرد
اين اطلاعات برای يک برنامه ريزی دقيق و منطقي ضروری است. با توجه به پتانسيل بالای تصاوير ماهواره‌ای، اين داده‌ها می‌تواند در قالب يک سيستم اطلاعات جعرافيايی نقش مهم و تأثيرگذاری در توسعه شهری داشته باشد.
همچنين تخمين جمعيت می‌تواند از طريق تفسير تصاوير ماهواره‌ای به طور مستقيم حاصل می‌شود. روش انجام كار به اينصورت است كه با استفاده از تصاوير ماهواره‌ای متوسط تا بزرگ مقياس، تعداد واحدهای مسكونی در يك منطقه (خانه تك خانواري، چندخانواري) تخمين زده شده و پس از آن تعداد واحدهاي مسكونی در ميانگين تعداد افراد خانواده ساكن در هر واحد مسكونی نوع خاص، ضرب می‌شود.
تشخيص انواع خانه براساس مشخصه‌هايی نظير اندازه و شكل ساختمان‌ها، حياط‌ها، باغ‌ها و راه‌های ماشين‌رو می‌باشد. همچنين تفسير تصاوير ماهواره‌ای در مطالعات كيفيت خانه سازی موثر است. بسياري از عوامل زيست محيطی مؤثر در كيفيت خانه سازي می‌تواند به راحتي از تصاوير ماهواره‌ای تفسير گردد.
پايش محيطی
اقليم و تغييرات آن اثرات مثبت و منفي بر زندگی و زيست بوم انسان‌ها دارد. هر يک از اجزاي اتمسفری مانند بخار آب، دي اکسيد کربن، متان، ازن و ساير گازها دارای خصوصيات خاصی از نظر جذب و انتشار است.
با اندازه گيري انرژي طيفی (که از خورشيد در اتمسفر انتشار پيدا می‌کند)، انرژي منتشره از اتمسفر يا ابرها، انرژي منعکس شده از سطح زمين و يا تشعشعات دمايی که از اتمسفر وسطح زمين انتشارمی‌يابند، دانسيته مولکول‌های اتمسفری قابل اندازه گيری می‌باشد. اين اندازه گيری‌ها با روش‌های خاصی با استفاده از اطلاعات ماهواره‌ای و راداری انجام می‌شود. با آگاهی يافتن از ميزان آلودگی‌های منتشرشده بخصوص در مناطق شهری و صنعتی می‌توان هشدارهای لازم را برای رفع آن انجام داد.
ساير کاربرد ماهواره
ساير فاکتورهای اقليمی از جمله دما، تبخير، ميزان بارندگي و باد نيز از طريق ماهواره‌های سنجش از دور قابل بررسی هستند. بارندگي يکی از مهمترين عناصر تعيين کننده اقليم هر منطقه است در روشهاي سنتي از اطلاعات حاصل از ايستگاه‌های باران سنجی و يا سينوپتيکی استفاده می‌شود ولی اين روش‌ها مشکلاتی مانند عدم امکان استقرار دستگاه‌های ثبت اطلاعات در مناطق صعب العبور و يا پرهزينه بودن دستگاه‌ها را بدنبال دارند.
اما در سال‌های اخير با استفاده از ابزارها و ماهواره‌های سنجش از دور امکان بررسی همزمان سطوح وسيع، ميزان و چگونگي تغييرات اقليمي و چگونگي تاثيرات آن بر زندگي انسان‌ها فراهم شده است. از آن جمله می‌توان به پيش بينی طوفان‌های حاره‌ای (سيکلون و هاريکن)، بررسی توده‌ها و جبهه‌های هوای پرفشار و کم فشار، بادهای محلي وموسمی، طوفان‌های شن و ماسه اشاره نمود.
