सैटेलाइट इमेजिंग: यह कैसे काम करता है और इसका उपयोग किस लिए किया जाता है?

अंतरिक्ष से ली गई पहली छवियां १९४० के दशक में उप-कक्षीय उड़ानों से थीं, और पहली उपग्रह छवि १९५९ में एक्सप्लोरर ६ द्वारा ली गई थी। सैटेलाइट इमेजिंग उपग्रहों का उपयोग उपग्रहों या बहुत अधिक ऊंचाई वाले विमानों के माध्यम से पृथ्वी के बारे में डेटा एकत्र करने के लिए है।

तब से सैटेलाइट इमेजिंग ने एक लंबा सफर तय किया है। अब पृथ्वी के चारों ओर कक्षा में २,००० से अधिक उपग्रह हैं, और विभिन्न क्षमताओं के साथ कई अलग-अलग प्रकार के हैं। सैटेलाइट इमेजिंग का उपयोग मौसम विज्ञान, संरक्षण, भूविज्ञान, कृषि, कार्टोग्राफी, शिक्षा, खुफिया, युद्ध, और बहुत कुछ में होता है।

इस लेख में उपग्रह इमेजिंग के पीछे की कुछ तकनीक, यह कैसे काम करती है, और इसका उपयोग किस लिए किया जा सकता है, के बारे में बताया जाएगा।

सैटेलाइट इमेजिंग कैसे काम करता है?

सैटेलाइट इमेजिंग एक व्यापक विषय है। उपग्रह छवियों को प्राप्त करने के लिए विभिन्न प्रकार के सेंसर और विभिन्न तरीके हैं। यहां कुछ तरीके दिए गए हैं जिनसे उपग्रह और उनके सेंसर अलग-अलग हो सकते हैं।

निष्क्रिय बनाम सक्रिय संवेदन

इमेजिंग उपग्रहों के सेंसर की दो व्यापक श्रेणियां हैं। ये सक्रिय सेंसर और निष्क्रिय सेंसर हैं। निष्क्रिय सेंसर उपग्रह विद्युत चुम्बकीय विकिरण के माध्यम से पृथ्वी के बारे में डेटा एकत्र करते हैं जो सूर्य द्वारा उत्सर्जित होता है और पृथ्वी से परावर्तित होता है। दूसरी ओर, सक्रिय सेंसर उपग्रह अपने स्वयं के विकिरण का उत्सर्जन करते हैं और इसका विश्लेषण करते हैं क्योंकि यह उपग्रह को वापस परावर्तित करता है।

सेंसर संकल्प

एक सामान्य कैमरे की तरह, अलग-अलग सैटेलाइट सेंसर में अलग-अलग क्षमताएं होती हैं । प्रत्येक सेंसर का एक निश्चित स्थानिक संकल्प होगा। यह मूल रूप से एक समय में सेंसर द्वारा कितना क्षेत्र कैप्चर किया जा सकता है, या इसके पिक्सेल कितने और कितने छोटे हैं। कुछ सेंसर प्रति पिक्सेल 0.31 मीटर वर्ग तक के रिज़ॉल्यूशन को कैप्चर करने में सक्षम होते हैं, हालांकि अधिकांश में ऐसा रिज़ॉल्यूशन नहीं होगा जो ठीक हो।

ध्यान रखें कि उपग्रह लगातार गति में हैं। इसका मतलब है कि व्यापक क्षेत्र की छवियों को कैप्चर करने के लिए, या तो सेंसर को स्थानांतरित करने में सक्षम होना चाहिए या सेंसर की एक सरणी होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि उपग्रह उत्तर-से-दक्षिण की परिक्रमा कर रहा है, तो इसमें एक सेंसर या दर्पण हो सकता है जो विपरीत दिशा में एक व्यापक क्षेत्र को "स्कैन" करने के लिए चलता है क्योंकि यह चलता है।

दूसरी ओर, वर्णक्रमीय संकल्प, सेंसर किस प्रकार के प्रकाश को पकड़ सकता है। पृथ्वी पर विभिन्न संरचनाएं विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अलग तरह से दर्शाती हैं, जो कि उपग्रहों को इतना उपयोगी बनाने की अनुमति देती है। विद्युतचुंबकीय विकिरण में दृश्य प्रकाश (जैसे हम अपनी आंखों से देखते हैं), अवरक्त और पराबैंगनी प्रकाश शामिल हैं। उदाहरण के लिए, बर्फ सभी विकिरणों को काफी मजबूती से परावर्तित करती है, जबकि घनी वनस्पति बहुत अधिक लाल प्रकाश को अवशोषित करती है लेकिन अवरक्त प्रकाश का उत्सर्जन करती है।

इस तरह, सेंसर की विशेषता वाला एक उपग्रह जो दृश्य और अवरक्त प्रकाश को पकड़ सकता है, ग्रह की सतह पर विभिन्न वातावरणों के बीच अंतर करने में सक्षम होगा। लेकिन ऐसा नहीं है कि सभी उपग्रह ऐसा करने में सक्षम हैं।

सामान्य कैमरों के विपरीत, उपग्रहों में भी अस्थायी समाधान होता है। यह किसी विशेष स्थान के लिए छवियों के बीच समय की मात्रा को संदर्भित करता है। यदि किसी उपग्रह का उपयोग किसी निश्चित क्षेत्र की निगरानी के लिए किया जा रहा है, तो उपग्रह को फिर से पृथ्वी पर उस स्थान पर पहुंचने में कुछ घंटों का समय लगेगा।

तो, आप देख सकते हैं कि उपग्रह अत्यधिक विशिष्ट उपकरण हैं। प्रत्येक उपग्रह को एक विशिष्ट कार्य (या कई कार्यों) को ध्यान में रखकर बनाया जाएगा।

मूर्ति प्रोद्योगिकी

पृथ्वी के आकार के कारण, इमेजिंग सेंसर की प्रकृति, और छवियों की शुद्ध मात्रा जिन्हें लेने की आवश्यकता होती है, उपयोगी छवियों को बनाने के लिए छवि प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

एक उदाहरण छवि सिलाई है। सेंसर के आकार के बावजूद, बड़े क्षेत्रों की उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियों को लेने के लिए, कई छवियों को लेना होगा। फिर इन्हें एक साथ "सिलाई" करने की आवश्यकता होगी (सौभाग्य से सॉफ़्टवेयर अब इसे लगभग मूल रूप से करता है) एक एकल, बड़ी छवि बनाने के लिए।

विकिरण के कारण, उपग्रह छवियों में अक्सर धारियाँ या धारियाँ जैसी कलाकृतियाँ दिखाई देती हैं। इमेज डी-स्ट्रिपिंग बेहतर इमेज बनाने के लिए इन्हें हटाने की प्रक्रिया है।

इसके अलावा, छवियों के उपयोग के आधार पर, अलग-अलग क्षेत्रों को क्लाउड कवर या शॉट के अन्य अवरोधों के आधार पर फिर से चित्रित करना पड़ सकता है। यह वह जगह है जहां अस्थायी समाधान आता है, और किसी क्षेत्र का एक आदर्श नक्शा बनाने के लिए छवियों के माध्यम से हजारों घंटों की तलाशी की आवश्यकता क्यों हो सकती है।

सैटेलाइट इमेजिंग का उपयोग किस लिए किया जाता है?

जैसा कि हमने उल्लेख किया है, उपग्रह इमेजिंग के उपयोग की एक विस्तृत श्रृंखला है। इनमें कार्टोग्राफी और नेविगेशन, सिटी प्लानिंग, मौसम की भविष्यवाणी, पारिस्थितिक निगरानी और सैन्य निगरानी शामिल हैं। उपग्रह इमेजिंग के तीन सबसे सामान्य उपयोगों को नीचे और अधिक विस्तार से समझाया गया है।

चित्र और मानचित्र

सैटेलाइट इमेजिंग का सबसे प्रसिद्ध उदाहरण शायद गूगल अर्थ है। आप इस टूल का उपयोग आसानी से अपना घर देखने के लिए कर सकते हैं। कई अन्य संगठनों ने भी उपग्रह छवि डेटाबेस विकसित किए हैं जो प्रयोग करने योग्य मानचित्रों में एकत्रित होते हैं। इसके परिणामस्वरूप ग्रह पर किसी भी स्थान पर विस्तार के एक निश्चित स्तर तक ज़ूम इन करने की क्षमता हो सकती है।

मानचित्र बनाने के लिए, प्रत्येक स्थान के लिए कई ऊंचाई पर उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां लेनी पड़ती हैं। इसमें सैटेलाइट और एरियल फोटोग्राफी दोनों शामिल हैं। जैसे ही आप मानचित्र पर ज़ूम इन करते हैं, परिष्कृत सॉफ़्टवेयर का उपयोग ऊंचाईयों को एक-दूसरे में "मिश्रित" करने के लिए किया जाता है।

पहचान बदलें

उपग्रह पृथ्वी की सतह के किसी दिए गए क्षेत्र में परिवर्तनों को ट्रैक करने में सक्षम हैं। एक प्रमुख उदाहरण ध्रुवीय क्षेत्र हैं। उपग्रह न केवल यह ट्रैक करने में सक्षम हैं कि किसी भी समय (दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश प्रतिबिंब के माध्यम से) कितनी बर्फ मौजूद है, बल्कि ध्रुवीय बर्फ में ऊंचाई परिवर्तन को मापने के लिए जमीन के स्थलीय मानचित्र भी तैयार करने में सक्षम हैं।

मौसम की भविष्यवाणी

कभी मौसम का पूर्वानुमान देखा है या मौसम ऐप का इस्तेमाल किया है ? आप इसके लिए उपग्रहों को धन्यवाद दे सकते हैं।

उपग्रहों में सेंसर होते हैं जो अवरक्त प्रकाश की कुछ तरंग दैर्ध्य को पकड़ने में सक्षम होते हैं और गर्मी के स्तर के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

दृश्य प्रकाश इमेजिंग के साथ, उपग्रह मौसम प्रणालियों की लगभग पूरी तस्वीर कैप्चर कर सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि दृश्य प्रकाश ऐसी जानकारी प्रदान करता है जो कोहरे की तरह अवरक्त (जो इसके नीचे की भूमि के तापमान के बहुत करीब है) के माध्यम से उपलब्ध नहीं हो सकती है।

थर्मल इमेजिंग रात में भी उपलब्ध है (जब दृश्य प्रकाश उपलब्ध नहीं है)। यह मौसम की भविष्यवाणी के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि विभिन्न प्रकार की मौसम प्रणालियों में अलग-अलग हीट सिग्नेचर होते हैं (उदाहरण के लिए, क्लाउड प्रकार)।

भूस्थैतिक उपग्रह बहुत ऊंचाई से एक विशेष क्षेत्र पर नजर रखने में सक्षम हैं। वे पृथ्वी की परिक्रमा उसी गति से करते हैं जिस गति से पृथ्वी घूमती है। ये अधिकांश जानकारी प्रदान करते हैं जो आप मौसम के पूर्वानुमान पर देखते हैं। अन्य प्रकार का मौसम उपग्रह ध्रुवीय परिक्रमा कर रहा है और दिन में केवल दो बार एक क्षेत्र की छवि बना सकता है, लेकिन बहुत अधिक रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है।

गर्मी और परावर्तित प्रकाश के बारे में जानकारी के संयोजन से क्लाउड सिस्टम, प्रदूषण, आग, तूफान, सतह के तापमान और बहुत कुछ के विश्लेषण की अनुमति मिलती है।

सैटेलाइट इमेजिंग: विज्ञान का एक नया युग

उपग्रह इमेजिंग के आगमन के साथ, वैज्ञानिक पहले से अकल्पनीय विस्तार के एक नए स्तर पर पृथ्वी का निरीक्षण करने में सक्षम थे। प्रकाश स्पेक्ट्रम में दुनिया भर की छवियों तक आसान पहुंच के साथ, मौसम के पैटर्न और पारिस्थितिक पैटर्न का अध्ययन करना और अधिक परिष्कृत हो गया।

लेकिन हर नई तकनीक का एक खतरनाक पहलू भी होता है। आधुनिक सैन्य प्रयासों के लिए सैटेलाइट इमेजिंग अपरिहार्य है, जिसमें विदेशी राज्यों की निगरानी या योजना रणनीति शामिल है।

हमें उम्मीद है कि इस लेख ने आपको कुछ सिखाया है जो आप नहीं जानते थे कि इमेजिंग उपग्रह कैसे छवियों को एकत्र करते हैं!