تفاوت ماهواره خیام با گوگل‌مپ چیست؟

به گزارش گروه علم و پیشرفت خبرگزاری سبحان ؛ انتشار تصاویر منحصربه‌فرد ماهواره خیام از نقاط مختلفی مانند حرم حضرت علی علیه‌السلام و مسجدالحرام و همچنین تصاویر وضعیت رود هیرمند و آبگیری برخی سدهای کشور این سوال را برای برخی کاربران ایجاد کرده که چه تفاوتی بین این ماهواره با سایر ماهواره‌های تصویربرداری  و همینطور تصاویر هوایی از طریق نرم‌افزارهایی مانند گوگل‌مپ وجود دارد؟ در این گزارش، از نظر فنی به این سوال پاسخ داده شده است.

ازتصاویر آرشیوی گوگل‌مپ تا رصد به‌روز توسط ماهواره خیام

در گوگل ­مپ یک تصویر آرشیو از گذشته محل مدنظر برای کاربر به نمایش گذاشته می‌­شود، این­که از چه مکانی و در چه زمان­‌هایی تصویر در محیط گوگل­‌مپ قرار گیرد، کاملاً بستگی به سیاست شرکت گوگل دارد. به طور مثال آخرین تصویر گوگل­‌مپ از بند کمالخان در کشور افغانستان مربوط به بیش از 1 سال گذشته است اما در حال حاضر تمام سدهای کشورهای همسایه به صورت مستمر و ماهانه توسط سازمان فضایی ایران با ماهواره خیام رصد می­‌شود.

اساساً سیاست گوگل قرار دادن تصاویر ۲ بعدی برای مناطقی است که نیاز در آن‌ها زیاد باشد یعنی کاربران زیادی به صورت مستمر در آن مناطق به مشاهده تصاویر می‌­پردازند، تصاویر گوگل در بسیاری از مناطق روستایی و بیابانی در همه جای دنیا بسیار قدیمی است؛ بر اساس عملکرد گوگل مپ اگر منطقه‌ای درگیر بلایای طبیعی شود سازمان‌های خدمات دهنده نمی‌­توانند منتظر شوند تا گوگل تصویری را بارگذاری نماید یا برای رصد ساخت و سازهای غیرمجاز و زمین خواری در کشور نمی‌­توان منتظر گزارشات دوره‌ای این شرکت آمریکایی بود.

یکی از ده‌ها تفاوت تصاویر ارائه شده در گوگل­‌مپ نسبت به ماهواره خیام، اینکه گوگل موزائیکی از تصاویر دریافت شده در تاریخ‌­های مختلف است، ممکن است یک بخش از تصویر یک شهر مربوط به سال جاری و تصویر دیگر ۲ سال قدیمی‌­تر باشد و از آنجا که تصاویر به روز نیست ممکن است کاربران دچار اشتباه شوند؛ از سوی دیگر تصاویر ارائه شده در گوگل تنها در ۳ باند طیفی ارائه می‌­شود در حالی که ماهواره خیام دارای 4 باند طیفی است و از این حیث هر چند ممکن است در جایی داده گوگل قدرت تفکیک مکانی بالاتری داشته باشد، اما قدرت تفکیک طیفی خیام از داده گوگل بهتر است.

داده‌های ماهواره­‌ای ماتریسی از اعداد با واحدهای فیزیکی هستند

داده‌ها در گوگل­‌مپ فشرده سازی شده است، به عبارتی قدرت تفکیک رادیومتریک به شدت کاهش یافته و ما با یکسری رنگ روبه­‌رو هستیم. ما در دانش پردازش تصاویر ماهواره‌­ای با تفسیر بصری روبه­‌رو نیستیم که بگوییم از نظر بصری این داده زیباتر از داده دیگری است، ما با ماتریسی از اعداد دارای مفهوم فیزیکی در واحدهای فیزیکی مانند وات بر مترمربع بر استرادیان بر میکرون روبه­‌رو هستیم که تحلیل این اعداد به ما در پردازش داده­‌ها کمک می­‌کند. بین فردی که صرفاً تماشاگر یک تصویر است با فردی که سازنده ماهواره و پردازش کننده داده است، تفاوت وجود دارد؛ اصل داده ماهواره‌­ای که محققین با آن کار می­‌کنند شامل ماتریسی از اعداد با واحدهای فیزیکی است که باعث می‌­شود با بهره­‌مندی از مدل‌های فیزیکال یک واحد فیزیکی را به واحدهای فیزیکی دیگر تبدیل کنند مثلاً به وزن محصول کشاورزی به واحد تن در هکتار برسند، با رنگی که در گوگل دیده می‌شود به واحدهای فیزیکی نمی­‌رسیم.

دید بصری یکسری تصویر ملاک عمل برای داده‌های فضایی نیست

یکی دیگر از دلایل علمی که نشان می‌دهد مقایسه داده‌رسانی گوگل مپ و ماهواره خیام قابل قیاس با یکدیگر نیستند این است که اساساً این فرض که قدرت تفکیک مکانی بالاتر بهتر است، فرض کاملاً غلط و غیر کارشناسی است.، هر ماهواره با توجه به نیاز و کاربردی خاص طراحی و ساخته می‌­شود.

معتبرین بخش‌های فضایی در جهان نیز سرمایه گذاری‌های چند صد میلیون دلاری برای ماهواره‌های تفکیک مکانی با مقیاس متر می‌کنند؛ آژانس فضایی اروپا دو ماهواره سنتینل-2 با توان تفکیک مکانی 10، 20 و 60 متر با بودجه 400 میلیون دلاری می­‌سازد و سوال مهم اینکه چرا سراغ قدرت تفکیک مکانی سانتیمتری نمی‌رود؟ یا چرا ناسا از سال 1982 میلادی تاکنون و بیش از طی 40 سال هنوز سری ماهواره­‌های لندست با توان تفکیک مکانی 30 متر به صورت چند طیفی را با هزینه میلیارد دلاری می­‌سازد، آیا نمی‌­دانند که می­‌توانند قدرت تفکیک مکانی بالاتری تولید نمایند. چرا ناسا و سازمان هواشناسی آمریکا پروژه ساخت ماهواره هواشناسی با توان تفکیک مکانی 1 کیلومتر به هزینه بالغ بر 1 میلیارد دلار انجام می­‌دهند با این مبلغ می­‌توانستند حداقل 2 ماهواره با توان تفکیک مکانی 50 سانتیمتر تولید نمایند. اینها سوالاتی است که می‌تواند یک پاسخ داشته باشد، صرفاً دید بصری یکسری تصویر، ملاک عمل برای داده‌های فضایی و فعالیت‌های تحقیقاتی نیست.

بین داده‌های فنی تخصصی و تصاویر نمایشی با کاربرد عمومی تفاوت بسیار است

اگر بخواهیم بدون قضاوت داده‌های گوگل مپ و ماهواره خیام را بررسی کنیم، درخواهیم یافت خطاهای هندسی در داده‌­های گوگل­ مپ به شدت زیاد است، در تصاویر، شکستگی عوارض و انحنا به وضوح قابل مشاهده است. به عنوان نمونه در داده‌ای از شهر مکه اگر قدری از مسجدالحرام فاصله بگیریم و نظری به ساختمان‌های پیرامون بیاندازیم به اشکالات و خطاها پی خواهیم برد. به طور مثال تفاوت دو داده خیام و گوگل ­مپ در شرق کعبه قابل مشاهده است، در اینجا از داده گوگل به هیچ عنوان نمی‌­توان برای اندازه­ گیری ابعاد ساختمان مشخص شده استفاده نمود زیرا بین داده فنی مناسب برای کارهای تخصصی و آنچه در گوگل صرفاً برای نمایش و کاربردهای عمومی اختصاص می‌­یابد، تفاوت بسیار است.

اعوجاج در کلیه ساختمان‌های واقع در شرق کعبه قابل مشاهده است، هیچ ساختمانی در اندازه و شکل صحیح خود نیست

ساختمان‌های بدون اعوجاج واقع در شرق کعبه، برداشت شده از کلیپ خیام و نه از اصل داده خیام که کیفیت به مراتب بهتر دارد

در نهایت اینکه، اگر به دنبال مقایسه داده خیام با ماهواره‌­های دیگر هستیم، باید با ماهواره­ایی که ویژگی‌های مشابه خیام دارد مقایسه صورت گیرد، به همان اندازه که مقایسه داده‌های سنتیل-2 آژانس فضایی اروپا با قدرت تفکیک مکانی 10 متر با داده خیام اشتباه است، مقایسه داده خیام با ماهواره‌­ای با توان تفکیک مکانی 30 سانتیمتری که داده آن در گوگل­ مپ به نمایش در آمده، نیز اشتباه است. در این مقایسه نیز باید از روش‌های تخصصی استفاده و  با بهره‌­گیری از سایت‌های کالیبراسیون میدانی و انجام عملیات‌های میدانی دقیق دست به مقایسه زد، به طور مثال می‌­بایست پارامترهای MTF (در منحنی MTF بالا ، محور عمودی دارای اعداد ۰ تا ۱ می باشد که خلاصه شده اعداد ۰ تا ۱۰۰ هستند، یعنی عدد ۰.۱ یعنی ۱۰ درصد کنتراست ، عدد ۰.۵ نشانگر ۵۰ درصد کنتراست و عدد ۱ نشانگر ۱۰۰ درصد کنتراست می‌باشد) و میزان رادیانس را محاسبه و مقایسه نمود، نه اینکه در توئیتر ۳ کلمه یا جمله نوشت.

کعبه و پیرامون آن از دید ماهواره 200 میلیون دلاری سنتینل-2 آژانس فضایی اروپا، اساساً هدف این ماهواره رصد ساختمان‌ها نبوده است