Logo Arabcivil 2024

إحداث ثورة في رسم الخرائط السطحية ثلاثية الأبعاد: نظام قياس التداخل SAR بالهوائيات الثنائية المترادفة

تم تحديثه يوم 2 يونيو, 2024 من طرف فريق الأبحاث و المستجدات
المصدر: spj.science

 

الفكرة الأساسية

تقديم نظام قياس التداخل الراداري الفضائي بالهوائيات الثنائية المترادفة (TDA-InSAR)، وتسليط الضوء على نهجه المبتكر في رسم الخرائط السطحية ثلاثية الأبعاد، مما يحسن بشكل كبير الدقة والكفاءة مقارنة بأساليب الرادار الفضائي التقليدي.

 


تفاصيل القصة

في تطور رائد، قدم باحثون من جامعة فودان والأكاديمية الصينية للعلوم نظامًا جديدًا لقياس التداخل باستخدام الرادار الفضائي بالهوائيات الثنائية المترادفة (TDA-InSAR). تمثل هذه التكنولوجيا المبتكرة قفزة كبيرة إلى الأمام في رسم خرائط الأسطح ثلاثية الأبعاد، ومعالجة حدود أنظمة الرادار الفضائية الموجودة حاليا، بتعزيز موثوقيتها وكفاءتها.

التحدي الاستخدام التقليدي الرادار الفضائي (InSAR)*

لطالما كان قياس التداخل باستخدام الرادار الفضائي (InSAR)* أداة قوية لإنشاء خرائط طبوغرافية عالية الدقة. ومع ذلك، غير أن طرق قياس التداخل باستخدام الرادار الفضائي (InSAR)* تواجه العديد من التحديات. ومن الجدير بالذكر أن هذه التحديات تشمل مشكلة فك الطور* الثنائي الأبعاد الغير الصحيحة وضرورة عمليات الاستحواذ المتعددة بمرور الوقت. يمكن أن تؤدّي عمليات الاستحواذ المتكررة هذه إلى أخطاء بسبب التغيرات الجوية والمدارية، مما يقوض دقة البيانات الناتجة.

تقديم نظام TDA-InSAR

يتغلب نظام TDA-InSAR الذي تم تطويره حديثًا على هذه المشكلات ببراعة. من خلال استخدام تكوين هوائي مزدوج وقمر صناعي مزدوج، يلتقط النظام مخططات التداخل* في تمريرة واحدة، مما يقلل بشكل كبير من الوقت اللازم لجمع البيانات. تتم معالجة مخططات التداخل* هذه باستخدام خوارزمية فك الطور* ثلاثي الأبعاد المقاربة، مما يسهل عمليات إعادة البناء ثلاثية الأبعاد السريعة والدقيقة عبر تضاريس متنوعة، بما في ذلك البيئات الحضرية ومظلات النباتات الكثيفة.

الأداء والدقة

يقدم البحث، الذي نُشر في مجلة Journal of Remote Sensing في 6 مايو 2024، تحليلاً شاملاً لأداء نظام TDA-InSAR. تستكشف الدراسة تكوينات أساسية مختلفة وتقيّم تأثير مصادر الخطأ المختلفة على دقة النظام. أظهرت المحاكاة أن نظام TDA-InSAR يحقق دقة ارتفاع نسبية ملحوظة تبلغ 0.3 متر في المناطق الحضرية و1.7 متر في المناطق ذات الغطاء النباتي الكثيف، متفوقًا بشكل كبير على طرق قياس التداخل SAR* الحالية.

ويسلط الباحث الرئيسي فينجمينج هو الضوء على أهمية هذا التقدم: "من خلال تصميم النظام للعمل مع خوارزمية فك الطور* ثلاثي الأبعاد المقاربة، تمكنا من تحقيق دقة ارتفاع نسبية تمثل تحسنًا كبيرًا مقارنة بالتقنيات الحالية".

التطبيقات والتداعيات

إن قدرة نظام TDA-InSAR على إجراء إعادة بناء ثلاثية الأبعاد سريعة لها تداعيات عميقة على مجموعة واسعة من التطبيقات. وتشمل هذه:

  • رسم خرائط التضاريس: رسم خرائط طبوغرافية دقيقة وفعالة للدراسات الجغرافية المكانية.
  • التعرف على الهدف: دقة محسنة في تحديد ورسم خرائط الأهداف في مختلف التضاريس.
  • عكس ارتفاع الغابات: تحسين قياس ارتفاعات مظلة الغابات للدراسات البيئية.
  • الاستجابة للكوارث: إنشاء سريع لخرائط ثلاثية الأبعاد لإدارة الكوارث الفعالة وعمليات الإغاثة.
  • المراقبة البيئية: مراقبة مستمرة ودقيقة للتغيرات البيئية والتأثيرات.

يمثل نظام قياس التداخل الراداري الفضائي بالهوائيات الثنائية المترادفة تقدمًا محوريًا في مجال تكنولوجيا الرادار. إن قدرتها على تقديم خرائط سطحية ثلاثية الأبعاد دقيقة في تمريرة واحدة لا تعزز دقة البيانات الطبوغرافية فحسب، بل توسع أيضًا نطاق التطبيقات العملية، من البحث العلمي إلى حل المشكلات الواقعية في السيناريوهات البيئية والكوارثية. يعد هذا الابتكار بوضع معايير جديدة في كفاءة ودقة رسم الخرائط السطحية ثلاثية الأبعاد.

 


المصطلحات الأساسية

    • الرادار SAR: نوع من أنظمة الرادار المستخدمة لإنشاء صور مفصلة للمناظر الطبيعية والأشياء باستخدام حركة هوائي الرادار فوق منطقة الهدف.
    • القياس التداخلي (InSAR): تقنية تستخدم تداخل إشارات الرادار لإنتاج خرائط طبوغرافية عالية الدقة وقياس تشوهات السطح.
    • فك الطور: عملية تستخدم في InSAR لتحويل معلومات الطور إلى معلومات ارتفاع، والتي يمكن أن تكون صعبة وعرضة للأخطاء في الطرق التقليدية.
    • مخططات التداخل: صور مكونة من نمط تداخل إشارات الرادار، تستخدم في InSAR لرسم الخرائط وقياس التغيرات السطحية.
    • تكوين خط الأساس: الترتيب المكاني لهوائيات الرادار أو الأقمار الصناعية، والذي يؤثر على جودة ودقة مخططات التداخل.
    • خوارزمية فك الطور ثلاثية الأبعاد: طريقة متقدمة لتحويل معلومات الطور إلى بيانات ارتفاع ثلاثية الأبعاد، مما يحسن الدقة والكفاءة.
    • نهج الهوائي المزدوج والقمر الصناعي المزدوج: إعداد في نظام TDA-InSAR يسمح بالاستحواذ على مسار واحد والتقاط التداخل الأمثل.

 

 

اطّلع على المزيد

مساهمة في تنمية المدنية العربية
جميع الحقوق محفوظة © Arabcivil 2024