مقدمه
پروژه‌های سنجش از دوری که با هدف اکتشافات مواد معدنی تعریف می‌شوند، به‌طور غیرمستقیم و با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای به شناسایی ویژگی‌های زمین‌شناسی در سطح وسیعی از زمین می‌پردازند. اما برای موفقیت در چنین پروژه‌هایی، نباید تنها به اصول سنجش از دور تکیه کرد؛ بلکه باید این اصول را در کنار مفاهیم دقیق زمین‌شناسی قرار داد. توی این مطلب قصد دارم درک شما رو نسبت به توانایی‌های سنجش از دور شفاف‌تر کنم. توضیحاتی هم که ارائه شده با فرض این هست که مخاطبان محترم مدرسه اکتشاف، آشنایی اولیه با علم سنجش از دور رو دارند.
توجه به اصول زمین‌شناسی و هم‌راستایی با سنجش از دور
در هر پروژه اکتشافی، بدون در نظر گرفتن اصول زمین‌شناسی، تحلیل‌ها می‌توانند گمراه‌کننده و غیرمعتبر شوند. پیش‌نیاز موفقیت در پروژه‌های سنجش از دور، داشتن اطلاعات صحیح و معتبر از ترکیب زمین‌شناسی منطقه است. اگر این اطلاعات در دسترس نباشد، استفاده از داده‌های ماهواره‌ای به‌تنهایی نمی‌تواند نتایج دقیقی به همراه داشته باشد. این جمله صرفاً به نقش پررنگ داده‌های زمین‌شناسی در پروژه‌های سنجش از دور اشاره دارد و بدین معنا نیست که در صورتی که داده‌های زمین‌شناسی در منطقه‌ای کامل نبود، امکان استفاده از داده‌های ماهواره‌ای فراهم نمی‌باشد.
انتخاب داده‌های مناسب با توجه به مقیاس و هدف پروژه
یکی از نکات مهم در پروژه‌های سنجش از دور اکتشافی، مقیاس داده‌ها است. تصاویر ماهواره‌ای معمولاً در مقیاس‌های وسیع و به‌صورت چند طیفی (Multispectral) یا فراطیفی (Hyperspectral) به دست می‌آیند. این تصاویر می‌توانند اطلاعات زیادی را در مقیاس‌های بزرگ ارائه دهند، اما باید به این نکته توجه داشت که در مقیاس‌های کوچک‌تر و در برخی مناطق با رخنمون‌های کوچک و پراکنده یا لیتوولوژی‌های خاص، ممکن است نتوان اطلاعات دقیق‌تری از این داده‌ها استخراج کرد. در چنین شرایطی، حتی اگر داده‌های ماهواره‌ای دقیق باشند، نقاط کوچک و کم‌وسعت ممکن است به‌خوبی در تصاویر ماهواره‌ای قابل بارزسازی نباشند.
به همین دلیل باید از قبل اطمینان حاصل کنید که مقیاس تصاویر ماهواره‌ای متناسب با ویژگی‌های زمین‌شناسی مورد نظر شما باشد. در بسیاری از مواقع، تصویر با دقت فضایی پایین یا وسعت کم منطقه قادر به شبیه‌سازی دقیق ویژگی‌های زمین‌شناسی نخواهد بود.
توجه به تأثیرات اتمسفر بر داده‌های فضابرد
داده‌های فضابرد (ماهواره‌ای) به دلیل حضور اتمسفر و تأثیرات آن، نمی‌توانند در برخی باندهای طیفی ویژگی‌های دقیق و بی‌نقصی از مواد معدنی نشان دهند. این محدودیت‌ها شامل از دست رفتن برخی باندهای طیفی مفید برای تحلیل‌های زمین‌شناسی هستند. در مقابل، داده‌های هوابرد که با استفاده از پهپادها جمع‌آوری می‌شوند، تأثیرات اتمسفر بر روی داده‌ها به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و این داده‌ها امکان تحلیل دقیق‌تری را فراهم می‌کنند.
پدیده اختلاط طیفی و چالش‌های آن
پدیده اختلاط طیفی، از جمله مواردی است که کار مفسر را بسیار سخت می‌نماید. با توجه به پیچیدگی‌های سطح زمین، معمولاً در محیط‌های زمین‌شناسی (با در نظر گرفتن پیکسل سایز مرسوم مورد استفاده در تصاویر ماهواره‌ای رایگان – 30 متر)، در یک پیکسل محتمل می‌باشد که چندین پدیده حضور داشته باشند. بدیهی است که این اختلاط موجب می‌شود که تشخیص دقیق و تفکیک این مواد از یکدیگر در تصویر دشوار باشد. ذکر این نکته نیز ضروریست که بر اساس اصول سنجش از دور، رفتار طیفی یک پیکسل نشأت گرفته از تمامی پدیده‌ها (مواد) حاضر در پیکسل می‌باشند.
موضوع اختلاط طیفی در برخی از کتب سنجش از دور مرجع که برای حوزه زمین‌شناسی و اکتشاف تألیف شده نیز مورد بحث قرار گرفته است. برای مثال در فصل چهاردهم کتاب Remote Sensing Geology آقای گوپتا در بخشی تحت عنوان Mixtures به چالش‌های تفسیر رفتارهای طیفی پدیده‌های مختلف، در صورت رخداد پدیده اختلاط به خوبی اشاره شده است. تصویر زیر نیز از همین کتاب گرفته شده است؛ در این تصویر همانگونه که قابل مشاهده است، رفتار طیفی کانی‌های ژاورسیت و آلونیت نشان‌داده شده است و با فرض وجود یک پدیده با ترکیبی شامل 50 درصد آلونیت و 50 درصد ژاروسیت نیز رفتار طیفی آن به صورت نقطه‌ای نمایش داده شده است. رفتار پدیده‌ای که اختلاطی از ژاروسیت و آلونیت را نشان می‌دهد، گاهی بر رفتار طیفی آلونیت و گاهی بر رفتار طیفی ژاروسیت منطبق است و نکته جالب این است که این همپوشانی‌ها قابل پیش‌بینی نبوده و مشخص نمی‌باشد که در کدام بخش می‌بایست انتظار همپوشانی رفتار طیفی را داشت. بنابراین در زمان تفسیر رفتارهای طیفی در پروژه‌های سنجش از دور، کاربر می‌بایست تسلط بسیار زیادی بر علم Spectroscopy داشته باشد.
پدیده تشابه طیفی و غیرمنطقی شدن تفسیرها
تسلط کاربر به Spectroscopy برای غلبه بر پدیده تشابه طیفی نیز ضروریست. به‌عنوان مثال، کلریت و کلسیت در باند ۲.۳۳ میکرومتر دارای ویژگی جذب طیفی هستند، اما دلیل رخداد طیفی متفاوت است؛ کلسیت دارای بنیان CO3 و کلریت دارای بنیان Mg-OH. وجود اطلاعات زمین‌شناسی از محدوده مورد مطالعه نیز یکی از ارکان مهم در غلبه بر پدیده تشابه طیفی و ارائه تفسیرهای صحیح و مهم می‌باشد. تا کنون در یک کتب مراجعه مشاهده نکرده‌ام که به صورت یکجا به تشابه طیفی تمامی کانی‌ها پرداخته شده باشد، اما در حد توان در مدرسه اکتشاف بارها و بارها به این مهم پرداخته‌ام و آگاهی لازم را به کاربران این حوزه داده‌ام. یکی از مواردی که به شدت به کاربران سنجش از دور در حوزه اکتشافات مواد معدنی پیشنهاد می‌دهم (جهت درک درست از پدیده تشابه طیفی)، شرکت در بازدیدهای میدانی از محدوده‌هایی است که بخش پردازش تصاویر ماهواره‌ای را خودشان به انجام رسانیده باشند.
اهمیت بازدید میدانی و فیلد صحرایی
تسلط کاربر به Spectroscopy برای غلبه بر پدیده تشابه طیفی نیز ضروریست. به‌عنوان مثال، کلریت و کلسیت در باند ۲.در نهایت، هیچ‌چیز نمی‌تواند جای بازدید میدانی و فیلد صحرایی را بگیرد. گرچه داده‌های سنجش از دور و روش‌های تحلیلی بسیار مفید هستند، اما درک درست از ویژگی‌های زمین‌شناسی و شرایط واقعی میدان برای تأیید و اصلاح نتایج ضروری است. بدیهی است افراد با تخصص‌های مختلف در بازدیدهای میدانی به دنبال اهداف متفاوتی باشند، از نظر بنده کاربران سنجش از دور در حوزه اکتشافات مواد معدنی در بازدیدهای صحرایی می‌بایست پیکسل به پیکسل به دنبال تفسیر نتایج بدست آمده از پردازش تصاویر ماهواره‌ای باشند. البته اگر هدف انجام پروژه، کمک به فرآیند اکتشافات در محدوده و دستیابی به تفسیرهای معتبر باشد!
نتیجه‌گیری
در پروژه‌های سنجش از دور اکتشافی، موفقیت تنها با ترکیب صحیح اصول زمین‌شناسی و سنجش از دور، در کنار استفاده هوشمندانه از داده‌های دقیق و شفاف، امکان‌پذیر است. توجه به محدودیت‌ها، اختلاط‌های طیفی، تأثیرات اتمسفری، و اهمیت بازدید میدانی می‌تواند به موفقیت پروژه‌های اکتشافی کمک کند و نتایج دقیق‌تر و کاربردی‌تری را برای زمین‌شناسان و کارشناسان اکتشاف مواد معدنی فراهم آورد.