ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการสำรวจระยะไกล

1.1 ความหมายการการสำรวจข้อมูลระยะไกล

                                รีโมตเซนซิ่ง (Remote Sensing) หมายถึง การบันทึกหรือการได้มาซึ่งข้อมูลข่าวสารเกี่ยวกับวัตถุ พื้นที่เป้าหมายด้วยอุปกรณ์บันทึกข้อมูล (Sensor) โดยปราศจากการสัมผัสกับวัตถุนั้น ๆ ซึ่งอาศัยคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อในการได้มาของข้อมูลใน 3 ลักษณะ คือ ช่วงคลื่น (spectral) รูปทรงสัณฐาน (spatial) และการเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา (temporal) ของสิ่งต่าง ๆ บนพื้นผิวโลก (สำนักงานคณะกรรมการวิจัยแห่งชาติ,2538:1)

  คำจำกัดความ  รีโมทเซนซิงในช่วงปี ค.ศ. 1960  คือ  “การใช้พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic  radiation)  ในการบันทึกภาพสิ่งที่อยู่โดยรอบซึ่งสามารถนำภาพมาทำการแปลความ เพื่อให้ได้มาซึ่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์” และหลังจากปี 1960 เป็นต้นมา  คำนิยามของ  รีโมทเซนซิง  ก็ได้มีความหลากหลายมากขึ้นตามความแตกต่างของลักษณะวิชาที่เกี่ยวข้อง  เช่น  ทางด้านวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม  ภูมิศาสตร์  ธรณีวิทยา  พฤกษศาสตร์ ป่าไม้  เกษตร  อุตุนิยมวิทยา และสมุทรศาสตร์  เป็นต้น   คำว่า  “รีโมทเซนซิง  “  เริ่มใช้ครั้งแรกในประเทศสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1960  (Japan Association on  Remote Sensing, 1993)  ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับวิชา  โฟโตแกรมเมตรี (Photogrammetry) การแปลภาพถ่ายทางอากาศ (Photo interpretation)  และศาสตร์สาขาอื่นๆ อีกมากมาย  สำหรับคำจำกัดความของรีโมทเซนซิงที่ได้มีผู้บัญญัติศัพท์ไว้ในระยะต่อมา  สามารถรวบรวมได้มีอีกหลายคำจำกัดความด้วยกัน  ยกตัวอย่างเช่น

Lillesand and  Kiefer  ได้กล่าวว่า

“ รีโมตเซนวิ่งคือศาสตร์และศิลป์ที่รวมเอาข้อมูลสารสนเทศเกี่ยวกับวัตถุ พื้นที่หรือปรากฏการณ์ตลอดจนการวิเคราะห์ข้อมูลโดยอุปกรณ์หรือเครื่องมือ ซึ่งมิได้ไปสัมผัสโดยตรงกับสิ่งเหล่านั้น และเป็นส่วนหนึ่งของการสืบสวนหาคำตอบ” (Lillesand and  Kiefer.1994)

Fisher and Lindenberg   ได้ให้คำนิยามของรีโมทเซนซิง ว่า

“เป็นการบันทึกข้อมูลจากแถบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic spectrum) โดยใช้อุปกรณ์ที่มิได้ไปสัมผัสกับพื้นที่ มาทำการวิเคราะห์และจัดการเพือให้สามารถแปลความหมายได้สะดวกยิ่งขึ้น” (Fisher and Lindenberg.1989) 

 นอกจากนี้สุรชัย รัตนเสริมพงษ์ (2536)  ได้กล่าวถึงความหมายของรีโมตเซนซิ่งในทำนองเดียวกันว่า

                “รีโมทเซนซิง  เป็นวิทยาศาสตร์และศิลปะของการได้มาซึ่งข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุ  พื้นที่หรือปรากฏการณ์จาเครื่องบันทึกข้อมูล  โดยปราศจากการเข้าไปสัมผัสวัตถุเป้าหมาย ทั้งนี้ โดยอาศัยคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นสื่อในการได้มาของข้อมูล  3  ลักษณะคือ ช่วงคลื่น (spectral)  รูปทรงสัณฐานของวัตถุบันพื้นโลก  และการเปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา (Temporal)” (สุรชัย  รัตนเสริมพงศ์.2536:--)โดยสรุปแล้ว  คำนิยามของรีโมทเซนซิงเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบสามส่วนใหญ่ คือ  (1)  ระบบบันทึกข้อมูลชนิดต่างๆ  ที่อยู่ห่างไกลจาก วัตถุหรือ พื้นที่เป้าหมาย (2)  หลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า  และ (3)  การวิเคราะห์ และแปลความหมายข้อมูลภาพที่บันทึกด้วยสายตา และด้วยระบบคอมพิวเตอร์เพื่อเอาข้อมูลที่ได้จากการแปลออกมาใช้ประโยชน์  

               

1.2 กระบวนการทำงานของ Remote Sensing

             กระบวนการรีโมทเซนซิ่ง (Remote Sensing) มี 2 ลักษณะ คือ

                                1) การรับและบันทึกสัญญาณข้อมูล (Data acquisition) เป็นกระบวนการบันทึกพลังงานที่สะท้อน หรือส่งผ่านของวัตถุโดย เครื่องมือบันทึกข้อมูลบนยานสำรวจ (platform) แล้วส่งข้อมูลเหล่านั้น ไปยังสถานีรับสัญญาณภาคพื้นดิน เพื่อผ่านกรรมวิธีการผลิตเป็นข้อมูลทั้งในรูปแบบภาพถ่ายและข้อมูลเชิงตัวเลข

                                2) การวิเคราะห์ข้อมูล (Data analysis) ประกอบด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลด้วยสายตา (Visual interpretation) และการวิเคราะห์ด้วยเครื่องคอมิวเตอร์ (Digital Analysis)

          จากกระบวนการดังกล่าวสามาถแสดงเป็นแผนภูมิได้ดังนี้

1.3 ความเป็นมาและความก้าวหน้าของการสำรวจข้อมูลระยะไกล

          วิชาการหรือเทคโนโลยีรีโมตเซนซิ่งได้ใช้กันในทางปฏิบัติมานานแล้ว จากหลักฐานพบว่า ได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ ตั้งแต่ก่อนยุคอวกาศ (ก่อน พ.ศ 2503) โดยพัฒนามาจากการใช้รูปถ่าย ซึ่งนำมาใช้ในการสำรวจทรัพยากรและสำรวจภูมิประเทศ และเมื่อมีเครื่องบินก็เริ่มมีการถ่ายรูปทางอากาศจากเครื่องบินในสงครามโลกครั้งที่1 และครั้งที่2  การพัฒนาการถ่ายรูปทางอากาศมีมากเพื่อกิจกรรมทางทหารและความปลอดภัยของประเทศ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการสำรวจทรัพยากรธรรมชาติอื่นๆด้วย ทำให้การพัฒนาเทคโนโลยีรีโมตเซนซิงเป็นไปอย่างรวดเร็ว การวิเคราะห์ข้อมูลรูปถ่ายทางอากาศในยุคนั้นใช้การแปลด้วยสายตา ยังไม่มีการนำเอาการทำงานแบบสหวิทยาการมาประยุกต์ใช้

                    การสำรวจทรัพยากรโลกด้วยดาวเทียม ได้วิวัฒนาการจากการรับภาพถ่ายโลกภาพแรกจากการส่งสัญญาณภาพจากดาวเทียม Explorer 6 ในเดือนสิงหาคม พ.ศ.2502  วิวัฒนาการของดาวเทียมสำรวจทรัพยากรไปอย่างรวดเร็วและต่อเนื่องมาโดยตลอด นับตั้งแต่ยุคแรกเมื่อองค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา หรือองค์กรนาซ่า (NASA) ได้ส่งดาวเทียมสำรวจทรัพยากรพิภพดวงแรกของโลกชื่อ ERTS 1(Earth Resources Technology Satellite) ขึ้นโคจรรอบโลกเป็นผลสำเร็จ เมื่อวันที่ 23 กรกฏาคม พ.ศ.2515 (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น LANDSAT 1 ) พัฒนาการของดาวเทียมสำรวจทรัพยากรมีทั้งการพัฒนาตัวดาวเทียมและอุปกรณ์รับรู้ เพื่อให้ได้ข้อมูลหลายชนิดและความละเอียดภาพที่เหมาะสมกับการประยุกต์ใช้งานด้านต่างๆสามารถแบ่งเป็นยุคได้ดังนี้

ยุคทดลองและวิจัยพัฒนา

                      เริ่มตั้งแต่ พ.ศ.2515-2525 เป็นยุคการทดลองใช้ข้อมูลจากดาวเทียมรุ่นแรกๆแล้วพัฒนาข้อมูลดาวเทียมให้มีคุณภาพและความละเอียดความคมชัดดีขึ้น สามารถนำไปใช้ประโยชน์อย่างมีประสิทธิภาพ ดาวเทียมในยุคแรกได้แก่ดาวเทียมLANDSAT 1 ถึง 3 (ความละเอียดภาพ 80 เมตร) ดาวเทียม LANDSAT  4 และ 5 (30 เมตร)และดาวเทียม SEASAT

ยุคปฏิบัติงานและความร่วมมือระหว่างประเทศ

                   เริ่มตั้งแต่ พ.ศ.2529-2539 เป็นช่วงเวลาของการปฏิบัติงานนำข้อมูลดาวเทียมสำรวจทรัพยากรไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆอย่างได้ผลและมีประสิทธิภาพ รวมทั้งมีความร่วมมือของนานาประเทศในการประสานงานการใช้ประโยชน์การถ่ายทอดเทคโนโลยี ทั้งในระดับความร่วมมือระดับภูมิภาคและระดับโลก ดาวเทียมยุคนี้ได้พัฒนาขีดความสามารถของอุปกรณ์รับรู้ให้มีความละเอียดความคมชัดมากขึ้น ได้แก่ ดาวเทียม SPOT 1 ถึง 4 (20 และ 10 เมตร) MOS 1(50เมตร) JERS 1 (18เมตร) IRS 1 C (24และ5.8เมตร)  รวมทั้งระบบที่สามารถบันทึกภาพผ่านเมฆ หมอก เช่น ระบบเรดาร์ของดาวเทียม ERS  1,2 และ RADARSAT 1

ยุคข่าวสารและเทคโนโลยี

                    เริ่มตั้งแต่ ปี พ.ศ.2540 – ปัจจุบัน ยุคนี้เป็นยุคของข่าวสารที่รัพรมแดนความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ประเทศมหาอำนาจได้อนุญาตให้นำเทคโนโลยีก้าวหน้าสูงสุดมาให้พลเรือนใช้ เปิดโอกาสให้มีการแข่งขันอย่างเสรี รวมถึงการดำเนินงานด้านสำรวจโลกด้วยดาวเทียมในเชิงธุรกิจมากขึ้นดาวเทียมในยุคนี้ได้พัฒนาให้ข้อมูลมีความหลากหลายและความละเอียดภาพที่สูงขึ้น ได้แก่ ดาวเทียม IRS 1 D(24และ5.8เมตร) LANDSAT 7(30และ15เมตร) SPOT5 (2.5เมตร) IKONOS(1เมตร) QUICKBIRD(0.61เมตร)TERRA ENVISAT และ ADEOS 2 เป็นต้น

                     นับตั้งแต่องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (NASA) ได้ส่งดาวเทียมสำรวจทรัพยากรพิภพดวงแรกของโลกชื่อ ERTS1 (Earth Resources Technology Satellite) ขึ้นโคจรรอบโลกเป็นผลสำเร็จ เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม พ.ศ. 2515 (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็น LANDSAT-1) พัฒนาการเทคโนโลยีอวกาศ ก็ได้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว เริ่มด้วยจาก วิจัยพัฒนา (research and development) ซึ่งเป็นการทดลองใช้และพยายามพัฒนาให้ข้อมูลดาวเทียมมีประสิทธิภาพและรายละเอียดความคมชัดมากขึ้น จากรายละเอียดที่ค่อนข้างหยาบ คือ 80 เมตร จนกระทั่งได้ความคมชัดถึง 30 เมตร และมีช่วงคลื่นถึง 7 ช่วงคลื่น

                ต่อมามีการในนำเทคโนโลยี Remote Sensing มาใช้ประโยชน์ในด้านต่าง ๆ  ครอบคลุมภารกิจหลายสาขา รวมทั้งมีความร่วมมือระหว่างประเทศมากขึ้น ระหว่างปี พ.ศ. 2529 – 2539 ในการประสานงานการใช้ประโยชน์  และการถ่ายทอดเทคโนโลยี ดาวเทียมในยุคนี้ ได้พัฒนาขีดความสามารถในการจำแนกวัตถุที่มีขนาดประมาณ 10 เมตร  เช่น ดาวเทียม SPOT 1-2           (20 เมตร และ 10 เมตร), IRS 1C, 1D (23.5เมตร และ 5.8 เมตร) และ ADEOS-1 ( 5 เมตร) รวมทั้งระบบทีสามารถบันทึกภาพผ่านเมฆหมอก เช่น ระบบเรดาร์  ได้แก่ ดาวเทียม  JERS 1 (18 เมตร),  RADASAT (10-30 เมตร)

                ก่อนย่างเข้าสู่คริสต์ศตวรรษที่ 21 โลกได้เปลี่ยนแปลงเข้าสู่ยุค ข่าวสารและเทคโนโลยี (Information Technology) หรือยุคข่าวสารไร้พรมแดน เทคโนโลยีที่ก้าวหน้าสูงสุดได้มีการนำมาใช้อย่างกว้างขวาง รวมทั้งมีการแข่งขันอย่างเสรี มีการดำเนินงานในเชิงธุรกิจมากขึ้น เทคโนลีก้าวหน้าสูงสุดในขณะนี้คือ ข้อมูลดาวเทียมที่ให้ความละเอียดคมชัดสูงถึง 1 เมตร ได้แก่ดาวเทียม IKONOS ดาวเทียม EROS-A1 ของสหรัฐอเมริกาและอิสราเอล รายละเอียด 1.8 เมตร ดาวเทียม  QUICKBIRD รายละเอียดภาพสี 2.5 เมตร และภาพขาวดำ 0.65 เมตร ดาวเทียม SPOT – 5 รายละเอียด 5 เมตร  และ 2.5 เมตร ดาวเทียม ALOS ของประเทศญี่ปุ่น รายละเอียด 2.5 เมตร  ส่งขึ้นโคจรในปี พ.ศ.2547  และในวันที่ 14 ธันวาคม 2545 ดาวเทียม ADEOS-2 ของญี่ปุ่นก็ได้ส่งขึ้นไปโคจรเป็นผลสำเร็จ  ในปี ค.ศ. 2003 ประเทศแคนาดา ส่งดาวเทียม RADASAT-2 มีรายละเอียด 3 เมตร และ ดาวเทียม CARTOSAT รายละเอียด 1 เมตร ของประเทศอินเดีย

                ปัจจุบันได้มีการนำเทคโนโลยีอวกาศมาใช้ร่วมกับระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ในการวางแผนเพื่อการบริหาร เพื่อบริหารทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมอยางกว้างขวาง เช่น การสำรวจพืชเศรษฐกิจ เพื่อเพิ่มประมาณผลผลิต เช่น ข้าว ข้าวโพด อ้อย ฯลฯ  การกำหนดพื้นที่เสี่ยงภัย จากการเกิดการพังทลายของดิน การเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินในเมืองใหญ่ ๆ เช่น กรุงเทพฯ เพื่อการวางแผนด้านผังเมือง นอกอจกานี้ ยังมีประโยชน์อย่างยิ่งในด้านการบรรเทาอุทกภัย เช่น ในช่วงฤดูฝนหลายปี ที่ผ่านมาประเทศไทยประสบปัญหาอุทกภัยอย่างต่อเนื่อง  ข้อมูลดาวเทียมหลายดวง เช่น  RADASAT, LANDSAT และ TERRA ระบบ MODIS มีบทบาทสำคัญ ในการติดตามพื้นที่เกิดอุทกภัยของประเทศไทย โดยสำนักเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (สท.อภ.) (สำนักเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ, 2547)  

                ความก้าวหน้าของวิทยาการด้านรีโมทเซนซิง  ได้เริ่มต้นจากการส่งดาวเทียม  LAND SATTELITE (LANDSAT)  ในปี  ค.ศ. 1972 ขึ้นไปในวงโคจร  ในสมัยก่อนการสำรวจเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ถูกจำกัดอยู่ในวงแคบๆ  การศึกษาดังกล่าวมักจะเกี่ยวข้องกับตัวแปร  เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น และเน้นศึกษาพื้นที่แคบๆ  ซึ่งมีสาเหตุมาจากความไม่สามารถในการค้นหา  การจัดการ การตีความ และการจัดการข้อมูลใหญ่ๆ ที่มีความหลากหลาย  ซึ่งทำให้ความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับปัญหาของโลกถูกจำกัดลงไปด้วย

Star  and Estes กล่าวว่าการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านรีโมทเซนซิง  สามารถแบ่งออกเป็น  2  ระยะ ดังนี้

(1)   ก่อนปี พ.ศ. 2503 (ค.ศ. 1960)  ในยุคนี้ ภาพถ่ายทางอากาศ (Aerial photograph)  ถูกนำมาใช้สำหรับงานปฏิบัติการทั้งหมด

(2)  ต้นปี พ.ศ. 2503 การพัฒนาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีรวดเร็วขึ้นมาก และขอบเขตของระบบรับรู้จากสัญญาณดาวเทียม  ก็ขยายมากขึ้น และปริมาณข้อมูลรีโมทเซนซิง  ที่สามารถอ่านได้โดย  คอมพิวเตอร์ก็มีมากขึ้น  ซึ่งถือว่าเป็นการก้าวเข้าสู่ยุคของดาวเทียมอย่างแท้จริง  โดยมีชาติมหาอำนาจ เช่น สหรัฐอเมริกาและรัสเซีย  เป็นผู้นำและคู่แข่งทางวิทยาการด้านอวกาศ (ดาราศรี, 2536:--, อ้างจาก Star  and Estes.1990)

ในระหว่างปี พ.ศ. 2503 – 2504  วิชารีโมทเซนซิ่ง ได้เปลี่ยนแปลงไปทั้งทางด้านเนื้อหาและโครงสร้าง  ในปี พ.ศ. 2503  เป็นช่วงที่มีการใช้การแปลภาพถ่ายทางอากาศขาวดำ ควบคู่ไปกับงานวิจัย  ที่ใช้ข้อมูลที่บันทึกจากเครื่องบินและเครื่องบันทึกข้อมูลจากดาวเทียม  ช่วงปลาย พ.ศ. 2503 ฟิล์มชนิดต่างๆ  ได้ถูกนำมาใช้อย่างต่อเนื่อง และผลของการทดลองโดยการใช้ข้อมูลที่บันทึกโดยช่วงคลื่นอินฟราเรดความร้อน (Thermal infrared)    และช่วงคลื่นไมโครเวฟ (Microwave)  ได้ถูกนำมาตีพิมพ์เผยแพร่มาก ข้อมูลเชิงตัวเลข ได้พัฒนาตัวเองขึ้นอย่างรวดเร็วมาก หลังจากการส่งดาวเทียม  ERTS (Earth Resource Technology Satellite) ซึ่งภายหลังเปลี่ยนชื่อเป็น  LANDSAT-1  ในปี พ.ศ. 2515 ซึ่งดาวเทียมนี้บรรจุเอาเครื่องมือบันทึกข้อมูลที่มีความสามารถบันทึกภาพของพื้นผิวโลกทุกๆ  18 วัน และสามารถนำเอาสัญญาณดาวเทียมมาใช้ในการพัฒนาเทคนิคในการแปลภาพอย่างมากมาย

ในปีต่อมาได้มีการแผ่ขยายของวิชารีโมทเซนซิง  ควบคู่ไปกับการพัฒนาอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับการใช้ข้อมูลดาวเทียม  การวิเคราะห์ข้อมูล  โดยการขยายตัวของการศึกษา  การฝึกอบรมด้านรีโมทเซนซิง และการพัฒนาด้านรีโมทเซนซิง  ตั้งแต่ต้น ค.ศ. 1820  ถึงปัจจุบัน  สามารถบันทึกได้ดังตารางที่  1

ตารางที่  1 แสดงการพัฒนาการด้านรีโมทเซนซิง

ปี ค.ศ.

การพัฒนาด้านรีโมทเซนซิง

1820 1859 1862 1910 1920 1960 1962 1962 1966 1972 1978 1982 1986 1988 1991 1995 1992-1998 1996-1997 1998 1999 2000

เริ่มต้นใช้กล้องถ่ายรูป เริ่มต้นใช้บอลลูนในการบันทึกภาพ ณ ประเทศฝรั่งเศส เริ่มต้นทำแผนที่ป่าไม้จากภาพถ่ายทางอากาศ Wilbur Wright บันทึกภาพพื้นโลกครั้งแรกจากเครื่องบิน ได้ทำการทำแผนที่ป่าไม้อย่างเป็นระบบจากภาพถ่ายทางอากาศ โดยประเทศแคนาดาและสหรัฐอเมริกา เริ่มต้นใช้ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา  TIROS-1 เริ่มต้นใช้กล้องถ่ายรูประบบหลายช่วงคลื่น  โดย  Zaitor และ Tsuprun เริ่มบันทึกพื้นผิวโลกจากยานอวกาศเมอคิวรี่ เริ่มใช้การวิเคราะห์ภาพข้อมูลโดยระบบคอมพิวเตอร์ในการประยุกต์ทางด้านการเกษตร เริ่มส่งดาวเทียม  LANDSAT-1 เข้าสู่วงโคจร เริ่มส่งดาวเทียม  SEASAT เริ่มส่งดาวเทียม  LANDSAT  ระบบ Thematic Mapping  ดวงที่ 4 เริ่มส่งดาวเทียม  SPOT เริ่มส่งดาวเทียม  IRS1-A  โดยประเทศอินเดีย เริ่มส่งดาวเทียม  IRS1-C  โดยประเทศอินเดีย เริ่มส่งดาวเทียม  RADARSAT  โดยประเทศแคนาดา เริ่มส่งดาวเทียม  JERS-1  โดยประเทศญี่ปุ่น เริ่มส่งดาวเทียม  ADEOS  โดยประเทศญี่ปุ่น เริ่มส่งดาวเทียม  LANDSAT  ระบบ Thematic Mapping ดวงที่  7  (Enhanced Thematic Mapping – ETM) โดยเพิ่มช่วงคลื่นที่ใช้ศึกษาเกี่ยวกับพืช (Vegetation  Monitoring) อีก 1  ช่วงคลื่น หน่วยงานเอกชนของสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาระบบ IKONOS-2 ซึ่งมีรายละเอียด 1 เมตรในระบบขาวดำ และ 5 เมตรในระบบสี ญี่ปุ่นพัฒนาดาวเทียม ADEOS-2  :  แคนาดาพัฒนา RADARSAT-2  สหรัฐอเมริกาพัฒนา HRST,  ออสเตรเลียพัฒนา  AIRIES  อินเดียพัฒนา IRS-P  สหรัฐ (เอกชน)  พัฒนา  QUICKBIRD-1  อิสราเอล และสหรัฐร่วมกันพัฒนา WIS Eros-A

ที่มา : สมพร  สง่าวงศ์. 2543 อ้างจาก Star and Estes,1990 และสุวิทย์  วิบูลย์เศรษฐ,2543

การใช้ข้อมูลรีโมทเซนซิ่ง  มีข้อได้เปรียบที่สำคัญคือ ลดต้นทุน  เทคนิคทางการประมวลผลภาพดาวเทียม แต่ละชนิดจะถูกนำมาใช้ก็ต่อเมื่อได้ผ่านการทดลองที่ให้ผลมาเรียบร้อยแล้ว  ในเร็วๆ นี้  การนำเอาความรู้ด้านรีโมทเซนซิ่ง ไปประยุกต์เพิ่มขึ้นมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งหน่วยงานที่รัฐบาลให้การสนับสนุน เช่น การใช้ดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา  ซึ่งสามารถตัดทอนต้นทุนการรับข้อมูลจากสถานีอุตุนิยม-วิทยาถึงสามเท่าในกลุ่มประเทศยุโรป  1  ใน  4  เท่า  ในสหรัฐอเมริกา และ  16  เท่า  ในกลุ่มประเทศตะวันออกกลาง  และในทำนองเดียวกัน  การใช้ข้อมูลจากดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลกสามารถลดค่า       ใช้จ่ายในการผลิตแผนที่สิ่งปกคลุมดิน (Land Cover Map)  ประมาณ  20  เท่า และค่าใช้จ่ายในการสำรวจป่าไม้ถึงครึ่งเท่า (Walkins, 1978)

การนำเอาข้อมูลรีโมทเซนซิ่งมาประยุกต์ใช้ ในกลุ่มแรกคือ  การใช้ภาพถ่ายทางอากาศขาวดำ  สำหรับงานทำแผนที่ (Cartography)  และการใช้ภาพถ่ายทางอากาศสีเท็จ(False Color) ในการสำรวจป่าไม้  (ช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้) และการใช้  ช่วงคลื่นอินฟราเรดความร้อน  ของภาพในการศึกษาอุณหภูมิในเขตเมือง  ในกลุ่มที่สองได้มีการเพิ่มขึ้นของการศึกษาบรรยากาศของโลก  ด้านทะเลและทางด้านการเกษตร  เช่น  โครงการ World Weather Watch (WWW)  และ Global Atmospheric Research  Project (GARP)  ซึ่งต้องอาศัยแหล่งข้อมูลจากภาพถ่ายดาวเทียม

ผลประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้ข้อมูลรีโมทเซนซิ่ง  ในระยะนี้จะเน้นหนักทางด้านการเกษตรเพื่อตอบสนองความต้องการของสหรัฐอเมริกา  ในการที่จะได้รายละเอียดเกี่ยวกับผลผลิตด้านเมล็ดพันธุ์ของโลกก่อนที่จะมีการเก็บกำไรเกิดขึ้นในตลาดโลก การศึกษาครั้งแรกเรียกว่า  “Large Area Crop Inventory  Experiment”  (LACIE)  ซึ่งทำการศึกษาผลผลิตข่าวสารของหลายประเทศ ในระหว่างปี พ.ศ. 2517 – 2520  เช่น  รัสเซีย  ละตินอเมริกา  จีน ออสเตรเลีย และอินเดีย  ได้ทำประเมินจากผลคูณของพื้นที่เพาะปลูก จาก LANDSAT  กับผลผลิตโดยประมาณที่คำนวณได้จากดาวเทียมอุตุนิยมวิทยา  ซึ่งการคำนวณนี้สามารถทำได้เป็นรายภาค  ในเวลา 6 – 8 สัปดาห์  ก่อนที่ทำการเก็บเกี่ยวผลผลิต  ซึ่งมีความถูกต้องถึง  90 %  ข้อมูลนี้จะมีค่าประมาณ  200 ล้านเหรียญสหรัฐในแต่ละปี (สมพร สง่าวงศ์,2543)

ประเทศไทยนับได้ว่าเป็นประเทศแนวหน้าในเอเชียอาคเนย์ที่นำเทคโนโลยีด้านนี้มาใช้ประโยชน์ และได้เข้าร่วมโครงการสำรวจทรัพยากรธรรมชาติด้วยดาวเทียมขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ สหรัฐอเมริกา (NASA)  เมื่อวันที่  14  กันยายน  2514  การดำเนินการสำรวจทรัพยากรธรรมชาติของประเทศไทยอยู่ในความรับผิดชอบของคณะกรรมการแห่งชาติว่าด้วยการประสานงานการสำรวจทรัพยากรธรรมชาติด้วยดาวเทียม  เป็นแกนกลางในการกำหนดนโยบายและถ่ายทอดเทคโนโลยี  อาจกล่าวได้ว่า การตื่นตัวเรื่องการใช้ข้อมูลรีโมทเซนซิง  ได้เริ่มตั้งแต่มีการก่อตั้งสถานีสัญญาณดาวเทียมขึ้นที่อำเภอลาดกระบัง  เมื่อปี พ.ศ. 2524  (สุวิทย์ , 2536)  เพื่อรับข้อมูลโดยตรงจากดาวเทียม  LANDSAT และ  NOAA  โดยได้เริ่มปฏิบัติการรับสัญญาณดาวเทียม LANDSAT-2 ในระบบ MSS  เป็นครั้งแรกในเดือนกันยายน  พ.ศ.  2525    และได้ขยายขอบเขตการบริการข้อมูลออกไปอย่างกว้างขวางทั้งภายในประเทศและต่างประเทศ  นับได้ว่าเป็นสถานีรับสัญญาณดาวเทียมแห่งแรกในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้  ที่มีรัศมีรับสัญญาณไปได้ไกลถึง  2,500 กิโลเมตร  (ภาพที่  1.2)  ซึ่งครอบคลุม  17 ประเทศ  และได้รับการปรับปรุงให้สามารถรับข้อมูลจากดาวเทียมที่มีรายละเอียดสูงได้ในปลายปี พ.ศ. 2530  โดยสามารถรับข้อมูลระบบ Thematic Mapping (TM) จาก LANDSAT-5  ซึ่งมีรายละเอียดข้อมูล  30 เมตร x 30 เมตร  และระบบ High Resolution Visible (HRV)  ของดาวเทียม  SPOT  ซึ่งรายละเอียดข้อมูล  20 เมตร x 20 เมตร  ในภาพสี  (Multispectral  model)  และ 10 เมตร x 10 เมตร  ในภาพขาวดำ (Panchromatic model)  เป็นต้น  ในปี  2531  สามารถปรับปรุงข้อมูลระบบ MOS-1  ภายใต้ความร่วมมือระหว่างองค์การพัฒนาอวกาศแห่งชาติญี่ปุ่นได้ และในปี  2535  สถานีรับสัญญาณฯ ได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถรับข้อมูลจากดาวเทียมโดยระบบเรดาร์  เช่น  ERS-1  และ JERS-1 ซึ่งสามารถทะลุเมฆได้  ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพในการใช้ข้อมูลจากดาวเทียมเพื่อการจัดการทรัพยากร  ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้นกว่าเดิม

ภาพที่  1   แสดงขอบเขตของสถานีรับสัญญาณดาวเทียมสำรวจทรัพยากร (Land Satellite) ของประเทศไทยที่มีรัศมีครอบคลุมบริเวณประเทศเพื่อนบ้าน 2,500  กิโลเมตร

สถานภาพของวิชารีโมทเซนซิ่ง(Remote Sensing)

Price และ Crane กล่าวว่าการเจริญเติบโตของวิชาการรีโมทเซนซิ่งคล้ายคลึงกับสาขาวิชาอื่น  กล่าวคือจะเป็นไปตาม “Sigmoid curve ” หรือ  “Logistic curve”   (Price, 1963 และ Crane, 1972) 

การเจริญเติบโตของวิชารีโมทเซนซิงสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ขั้นตอน  (ภาพที่ 1.3) ดังนี้

ภาพที่  1.3  ขั้นตอนการพัฒนาการของวิชารีโมทเซนซิง

ในขั้นแรกจะเป็นยุคเริ่มต้นของการเจริญเติบโต มีเอกสารหรือผลงานางวิชาการจำกัด และแทบจะไม่มีหน่วยงานหรือองค์กรที่เกี่ยวข้องกับงานทางด้านนี้

ขั้นตอนที่สองเป็นยุคของการเจริญเติบโตแบบทวีคูณ (Exponential growth)  มีการเพิ่มขึ้นของเอกสสารและสิ่งพิมพ์ทางวิชาการเป็นสองเท่า และได้มีการก่อตั้งหน่วยงานวิจัยเฉพาะกิจทางด้านรีโมทเซนซิงขึ้นมา

ขั้นตอนที่สาม  นับได้ว่าเป็นยุคที่อัตราการเจริญเติบโตลดลง  ถึงแม้ว่าอัตราการเพิ่มขึ้นรายปียังคงตัวอยู่

ขั้นตอนที่สี่  นับได้ว่าเป็นยุคสุดท้ายที่การเจริญเติบโตของวิชารีโมทเซนซิงเข้าใกล้ศูนย์  พบว่าหน่วยงานวิจัยเฉพาะกิจตลอดจนองค์กรต่างๆ ได้สลายตัวลงในยุคนี้  วิชาการรีโมทเซนซิงอยู่ในภาวะที่โตเต็มที่

สถานถาพของวิชารีโมทเซนซิงตามแนวความคิดนี้จะแปรผันตามพื้นที่ของแต่ละประเทศ  เช่นในประเทศที่กำลังพัฒนาทั้งหลาย วิชารีโมทเซนซิงจัดได้ว่าอยู่ในระยะแรกเริ่ม  ส่วนประเทศในยุโรปหลายประเทศจัดได้ว่าการเจริญเติบโตอยู่ในระดับที่สอง  สำหรับประเทศสหรัฐอเมริกา  จัดได้ว่ากำลังเข้าสู่ขั้นตอนที่สาม(Jensen and Dahlberg, 1983)

  โดยสรุปแล้ว  เป้าหมายสูงสุดของวิชารีโมทเซนซิงก็เพื่อที่จะพัฒนาเข้าสู่ขั้นตอนที่สี่  เพื่อที่จะสามารถนำเอาข้อสนเทศที่น่าเชื่อถือได้มาใช้ในการจัดการโลกมนุษย์ที่นับวันจะขาดความสมดุลทางธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมมากยิ่งขึ้น

1.4 แนวโน้มการพัฒนาการสำรวจข้อมูลระยะไกล

                ปัจจุบันได้มีดาวเทียมรุ่นใหม่ของสหรัฐอเมริกาที่มีขีดความสามารถมาก         กล่าวคือ  ดาวเทียมสามารถถ่ายภาพที่มีรายละเอียดสูงมาก  (Resolutions )  มีขนาดต่ำกว่า  1  เมตร  ซึ่งเทียบเท่ากับภาพถ่ายทางอากาศ  และสามารถนำไปใช้ทำแผนที่มาตราส่วน  1 : 4,000  ได้  รวมทั้งยังสามารถเอียงถ่ายภาพในมุมต่างๆ  อันเป็นประโยชน์ที่จะได้ข้อมูลรวดเร็วมากขึ้น  ดาวเทียมรายละเอียดสูงมากดังกล่าว  ได้แก่  ดาวเทียม  IKONOS  และดาวเทียม  Quick Bird – 2  นอกจากนี้  ยังได้มีดาวเทียมดวงใหม่  ดาวเทียม  SPOT  - 5  จากประเทศฝรั่งเศส  ที่ถ่ายภาพใน       รายละเอียด  2.5  ถึง  5  เมตร  ถ่ายภาพในลักษณะ  Stereo  Pairs  เรียกว่า  High  Resolution  Stereo  ( HRS )  ดาวเทียมรายละเอียดสูงที่มีความสามารถพิเศษและพร้อมใช้งานดังกล่าวข้างต้น  เป็นการพัฒนาเทคโนโลยีของดาวเทียมที่เข้ามาใช้งานในระดับเดียวกับการถ่ายภาพทางอากาศ  ข้อมูล    ภาพถ่ายดาวเทียมที่มีรายละเอียดสูงมากและเป็นข้อมูลที่ทันต่อเหตุการณ์ (Up-to-date  information)  สามรถนำไปประยุกต์ใช้ในการจัดการทรัพย์สิน  ได้แก่  ทรัพยากรต่างๆของประเทศ  ให้เกิดประโยชน์สูงสุดทั้งในระยะสั้นและระยะยาว      รวมทั้งการประยุกต์ใช้ประโยชน์ในการพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมในระบบจังหวัด  อำเภอ  และองค์กรส่วนท้องถิ่นได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

                ดังนั้น  การพัฒนาเทคโนโลยีทางอากาศในด้านดาวเทียมรายละเอียดสูงและการประยุกต์ใช้   ประโยนช์จากข้อมูลรายละเอียดสูงควบคู่ไปกับการพัฒนาและประยุกต์ข้อมูลเรดาร์ที่สามารถให้            ข้อมูลทุกฤดูกาล  เป็นวิทยาการใหม่  ซึ่งต้องอาศัยความร่วมมือของหน่วยงานในภาครัฐและเอกชน  รวมทั้งหน่วยงานต่างประเทศ  จึงเป็นแนวโน้มของการพัฒนาเทคโนโลยีของประเทศต่อไป

          องค์กรระหว่างประเทศดังกล่าวที่มีบทบาทสำคัญ  ได้แก่  International  Organization  for  Standardization / Technical  Committee  211  (ISO / TC211) เป็นหน่วยงานที่รับผิดชอบการกำหนดมาตรฐานระหว่างประเทศเกี่ยวกับสารสนเทศภูมิศาสตร์ / ภูมิสารสนเทศ  ประเทศไทยมีสำนักงาน   มาตรฐานอุตสาหกรรม (สมอ) เป็นหน่วยงานผู้แทน,  federal  Geographic  Data  Committee  (FGDC)  หน่วยงานประสานงานและพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานข้อมูลเชิงพื้นที่แห่งชาติ  หรือ  National  Spatial  Data  Infrastructure  (NSDI)  รวมถึงการกำหนดมาตรฐานด้านการอธิบายข้อมูลระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์  หรือ  Metadata,  Open  GIS  Consortium  (OGC)  องค์กรกำหนดมาตรฐานและให้การรับรองมาตรฐานที่มีสมาชิกมาจากกลุ่มบริษัทซอฟต์แวร์ด้าน  GIS  และฐานข้อมูล  บริษัทคอมพิวเตอร์  หน่วยงานสื่อสารโทรคมนาคม  มหาวิทยาลัย  หน่วยงานผู้ผลิตข้อมูล  รวมทั้งองค์กรของรัฐ  เพื่อส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีระบบเปิด  (Open  system),  International  Steering  Committee  for  Global  Mapping  (ISCGM)  เป็นหน่วยงานที่กำหนดแนวทางและให้การสนับสนุนการจัดทำแผนที่  เผยแพร่ในระดับโลกหรือที่เรียกกันโดยทั่วไปว่า  Global  Map มีประเทศสมาชิกจากทั่วโลก  เป้าหมายเพื่อจัดทำแผนที่พื้นฐานมาตราส่วน  1 : 1,000,000  เผยแพร่ทางเครือข่ายอินเตอร์เน็ตเวิร์ค  ประเทศไทยมี  สทอภ.  เป็น  Node  ของประเทศ  ภายใต้โครงการ  Global  Map / GSID  Grant  program