مقدمه

قدرت تفکیک در سنجش از دور یکی از عوامل کلیدی در کیفیت و دقت داده‌های به دست آمده است. با درک انواع مختلف قدرت تفکیک، می‌توانیم از این داده‌ها به بهترین نحو استفاده و تحلیل‌های دقیق‌تری انجام دهیم. این اطلاعات می‌تواند به ما کمک کند تا در زمینه‌های مختلفی مانند کشاورزی، محیط زیست، و برنامه‌ریزی شهری تصمیمات بهتری بگیریم.

انواع قدرت تفکیک

• قدرت تفکیک مکانی (Spatial Resolution)

قدرت تفکیک مکانی و یا قدرت تفکیک فضایی به اندازه کوچک‌ترین جزئیاتی که می‌توان در یک تصویر شناسایی کرد، اشاره دارد. این قدرت معمولاً با اندازه پیکسل‌ها اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان مثال، یک تصویر سنجنده OLI لندست دارای قدرت تفکیک 15 متر در باند پانکروماتیک و 30 متر در سایر باندهای آن است. لذا انتظار می‌رود در باند پانکروماتیک این سنجنده اشیاء با ابعاد کوچکتر از 15 متر و در سایر باندهای همین سنجنده، اشیاء با ابعاد کوچکتر از 30 متر قابل تشخیص نباشد.

با افزایش طول موج و یا کاهش فرکانس، انتظار می‌رود، قدرت تفکیک مکانی کاهش می‌یابد زیرا با افزایش طول موج، انرژی موج کاهش و لذا برای تامین انرژی مورد نیاز برای تحریک CCD ها، نیاز به مساحت بیشتری بر روی زمین می‌باشد.  

- قدرت تفکیک طیفی (Spectral Resolution)

قدرت تفکیک طیفی به تعداد و عرض باندهای طیفی که یک حس‌گر در یک حدوده طول موج مشخص مثلا" محدوده مریی (0.4 تا 0.7 میکرومتر)می‌تواند ثبت کند، اشاره دارد. به طور مثال چنان‌چه محدوده مریی امواج الکترومغناطیس به 3 باند و دیگری به 7 باند تقسیم شود، نوع دوم دارای قدرت تفکیک طیفی بهتر است. حس‌گرهایی که دارای قدرت تفکیک طیفی بالایی هستند، می‌توانند اطلاعات دقیق‌تری از مواد مختلف (مانند گیاهان، آب و خاک) به دست آورند. این نوع قدرت تفکیک برای شناسایی و تفکیک مواد مختلف در تصاویر بسیار مهم است.

• قدرت تفکیک رادیومتریک (Radiometric Resolution)

قدرت تفکیک رادیومتریک به توانایی حس‌گر در تشخیص تفاوت‌های کوچک در شدت نور اشاره دارد. این قدرت معمولاً با تعداد بیت‌هایی که برای هر پیکسل استفاده می‌شود، اندازه‌گیری می‌شود. به عنوان مثال، یک حس‌گر با قدرت تفکیک رادیومتریک ۸ بیتی می‌تواند 2 به توان 8 یعنی ۲۵۶ سطح مختلف از شدت نور را شناسایی کند. که، البته چون عدد صفر همیشه در میان DN ها وجود دارد پس، در این تصویر درجات خاکستری از صفر تا 255 می‌تواند متغیر باشد به عبارت دیگر، سیاه مطلق، DN مساوی صفر و سفید مطلق، دارای DN معادل 255 و سایر درجات خاکستری (Gray scale) بسته به وضعیت خود DN بین صفر تا 255 می‌توانند داشته باشند. این نوع قدرت تفکیک برای تحلیل‌های دقیق‌تر و شناسایی تغییرات جزئی در تصاویر بسیار حیاتی است.

برای روشن‌تر شدن موضوع یک مثال عمومی می‌آوریم. نمره‌های دانش‌آموزان یک کلاس می‌تواند بین صفر و یک و یا صفر و ده و یا صفر تا بیست و یا صفر تا 100 متغیر باشد. بدیهی است با افزایش محدوده نمرات، توانایی تفکیک دانش‌آموزان بر اساس شایستگی‌شان افزایش می‌یابد. با افزایش طول موج و کاهش فرکانس، به‌دلیل کاهش انرژی انتظار می‌رود، قدرت تفکیک رادیومتریک به‌دلیل محدودیت CCD ها کاهش یابد.

قدرت تفکیک زمانی (Temporal Resolution)

قدرت تفکیک زمانی به فرکانس زمانی ثبت تصاویر در یک منطقه خاص اشاره دارد. به‌طور مثال قدرت تفکیک زمانی ماهواره‌ای که روزی یک تصویر از یک منطقه مشخص برداشت می‌کند، بیشتر از ماهواره‌ای است که هر 14 روز از همان منطقه تصویربرداری می‌کند.  این قدرت به ما این امکان را می‌دهد که تغییرات در زمان را رصد کنیم. برای مثال، اگر یک ماهواره هر روز از یک منطقه خاص تصویربرداری کند، قدرت تفکیک زمانی آن یک روز است. این نوع قدرت تفکیک برای نظارت بر تغییرات محیطی و برنامه‌ریزی‌های شهری بسیار مهم است.

در مواردی که هدف مطالعه و یا تحقیق، کشف تغییرات (Change detection) می‌باشد میزان تغییرپذیری پدیده تعیین کننده است. به‌طور مثال برای ثبت تغییرات پدیده‌ باد، قدرت تفکیک زمانی روزانه و برای ثبت تغییرات پوشش گیاهی قدرت تفکیک زمانی 14 روز مطلوب می‌باشد. به عبارت دیگر پدیده باد از پدیده پوشش گیاهی تغییرپذیرتر و لذا به قدرت تفکیک زمانی بهتری نیاز دارد. با افزایش طول موج و کاهش فرکانس، قدرت تفکیک مکانی کاهش و محدوده بیشتری تصویربرداری می‌شود و لذا، قدرت تفکیک زمانی بهتر می‌شود.

ارتباط انواع قدرت تفکیک‌ها با یکدیگر:

قدرت تفکیک‌های مختلف در سنجش از دور به طور مستقیم با یکدیگر مرتبط هستند و هر یک از آن‌ها به نوعی بر کیفیت و دقت داده‌های به دست آمده تأثیر می‌گذارد.

به‌طور کلی با افزایش قدرت تفکیک مکانی، انواع دیگر قدرت تفکیک کاهش می‌یابد زیرا:

• با افزایش قدرت تفکیک مکانی، قدرت تفکیک طیفی کاهش می‌یابد زیرا، انرژی دریافتی کاهش و لذا امکان تقسیم انرژی بین باندهای مختلف با توجه به حداقل انرژی لازم برای تحریک CCD های هر باند، کاهش می‌یابد.
• با افزایش قدرت تفکیک مکانی،قدرت تفکیک رادیومتریک هم کاهش پیدا می‌کند زیرا انرژی دریافتی کاهش و امکان تقسیم آن به بیت‌های بیشتر کاهش پیدا می‌کند.
• با افزایش قدرت تفکیک مکانی، تصویر دارای جزییات بیشتر و لذا قدرت تفکیک زمانی کاهش پیدا می‌کند. برای مثال چنانچه نقشه با قدرت تفکیک مکانی و جزییات بیشتر را از یک نقشه‌بردار بخواهیم، نقشه‌برداری از لحاظ زمانی بیشتر طول می‌کشد و لذا نقشه‌برداری مجدد همان منطقه به زمان بیشتری نیاز دارد.

نتیجه‌گیری

به‌طور کلی، قدرت تفکیک‌های مکانی، طیفی، رادیومتریک و زمانی در سنجش از دور به یکدیگر وابسته هستند و بهینه‌سازی هر یک از آن‌ها می‌تواند به بهبود کیفیت و دقت داده‌های به دست آمده کمک کند. برای دستیابی به تحلیل‌های دقیق و جامع، لازم است که این قدرت‌ها به طور هم‌زمان در نظر گرفته شوند.

آنچه مسلم است در شرایط یکسان تکنولوژی، بهبود هم‌زمان همه قدرت تفکیک‌ها امکان‌پذیر نمی‌باشد و انتخاب تصاویر با قدرت تفکیک‌های مختلف با توجه به نوع پدیده و هدف تحقیق انجام می‌شود گرچه با تکنیک‌هایی معروف به تلفیق تصاویر (Image fusion) تا حدی می‌توان این مشکل را برطرف نمود. هم‌چنین وجود باند پانکروماتیک (با قدرت تفکیک طیفی بدتر و قدرت تفکیک مکانی بهتر) در اکثر سنجنده‌ها نیز به‌همین دلیل است تا با تلفیق این باند با قدرت تفکیک خوب با باندهای دیگر سنجنده که دارای قدرت تفکیک مکانی پایین‌تر و سایر قدرت تفکیکهای بهتر هستند، نتایج بهتری حاصل شود.