2.2)  การรับรู้จากระยะไกล

       การรับรู้จากระยะไกล  (Remote  Sensing)  หมายถึง  ระบบสำรวจบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับพื้นผิวโลกด้วยเครื่องรับรู้  (Sensors)  ซึ่งติดไปกับยานดาวเทียมหรือเครื่องบิน  เครื่องรับรู้ตรวจจับคลื่นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่สะท้อนจากวัตถุบนผิวโลก  หรือตรวจจับคลื่นที่ส่งไปและสะท้อนกลับมา  หลังจากนั้นมีการแปลงข้อมูลเชิงตัวเลขซึ่งนำไปใช้แสดงเป็นภาพและทำแผนที่

    การรับรู้จากระยะไกลมีทั้งระบบที่วัดพลังงานธรรมชาติซึ่งมาจากพลังงานแสง อาทิตย์  และพลังงานที่สร้างขึ้นเองจากตัวดาวเทียม  ช่วงคลื่นของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่วัดด้วยระบบการรับรู้จากระยะไกลมีหลาย ช่วงคลื่น เช่น  ช่วงของแสงที่มองเห็นได้  ช่วงคลื่นอินฟราเรด  ช่วงคลื่นไมโครเวฟเป็นต้น

  การบันทึกข้อมูลหรือรูปภาพของพื้นที่จากเครื่องบินมีลักษณะแตกต่างไปจากการ ใช้ดาวเทียม  เนื่องจากเครื่องบินจะมีข้อจำกัดด้านการบินระหว่างประเทศ  ส่วนดาวเทียมจะสามารถบันทึกข้อมูลของบริเวณต่างๆ  ของโลกไว้ได้ทั้งหมด  เพราะดาวเทียมโคจรรอบโลกอยู่ในอวกาศและมีอุปกรณ์บันทึกข้อมูลที่มี ประสิทธิภาพ

1) ระบบการทำงานของการรับรู้จากระยะไกล  การบันทึกข้อมูลหรือรูปภาพด้วยเครื่องบินเรียกว่า  รูปถ่ายทางอากาศ  ส่วนดาวเทียมจะเรียกว่า  ภาพจากดาวเทียม  ซึ่งมีระบบการทำงาน  ดังนี้

1.1) ระบบการทำงานของรูปถ่ายทางอากาศ  การถ่ายรูปทางอากาศจะต้องมีการวางแผนการบินและมาตราส่วนของแผนที่ล่วงหน้า  เมื่อถ่ายรูปทางอากาศแล้วจะมีการนำฟิล์มไปล้างและอัดเป็นภาพ ทั้งภาพสีหรือภาพขาว – ดำ  ขนาดเท่าฟิล์ม  เนื่องจากกล้องและฟิล์มมีคุณภาพสูงจึงสามารถนำไปขยายได้หลายเท่า  โดยไม่สูญเสียรายละเอียดของข้อมูล  รูปถ่ายทางอากาศสามารถแปลความหมายสภาพพื้นที่ของผิวโลกได้ด้วยสายตาเป็นส่วน ใหญ่  นอกจากนี้  การถ่ายรูปที่มีพื้นที่ซ้อนกัน  (overlap)  สามารถนำมาศึกษาแสดงภาพสามมิติได้  โดยบริเวณที่เป็นภูเขาสูงขึ้นมา  บริเวณหุบเหวจะลึกลงไป  เป็นต้น

1.2) ระบบการทำงานของภาพจากดาวเทียม  การบันทึกข้อมูลของดาวเทียม แบ่งออกเป็น2 ประเภท  ได้แก่

(1) การบันทึกข้อมูลแบบพาสซีฟ  (Passive)  เป็นระบบที่บันทึกข้อมูลจากการสะท้อนคลื่นแสงในเวลากลางวัน  และคลื่นความร้อนจากดวงอาทิตย์ในเวลากลางคืน  การบันทึกข้อมูลดาวเทียมแบบนี้ส่วนใหญ่จะอาศัยช่วงคลื่นแสงสายตา  คลื่นแสงอินฟราเรด  หรือคลื่นแสงที่ยาวกว่าเล็กน้อย  ซึ่งไม่สามารถทะเลเมฆได้  จึงบันทึกข้อมูลพื้นที่ในช่วงที่มีเมฆปกคลุมไม่ได้

(2) การบันทึกข้อมูลแบบแอกทีฟ  (Active)  เป็นระบบที่ดาวเทียมผลิตพลังงานเองและส่งสัญญาณไปยังพื้นโลกแล้วรับสัญญาณ ที่สะท้อนกลับมายังเครื่องรับ  การบันทึกข้อมูลของดาวเทียมแบบนี้ไม่ต้องอาศัยพลังงานจากดวงอาทิตย์เนื่อง จากใช้พลังงานที่เกิดขึ้นจากตัวดาวเทียมที่เป็นช่วงคลื่นยาว  เช่น  ช่วงคลื่นไมโครเวฟ  ซึ่งทะลุเมฆได้  จึงสามารถส่งสัญญาณคลื่นไปยังพื้นผิวโลกได้ตลอดเวลาข้อมูลที่ได้จากดาวเทียม จะมีคุณลักษณะแตกต่างกัน  เช่น  ข้อมูลเป็นตัวเลข  (ส่วนมากมีค่า  0 – 255)  ต้องใช้คอมพิวเตอร์ในการแปลความหมาย  ข้อมูลเป็นภาพพิมพ์จะใช้วิธีแปลความหมายแบบเดียวกับรูปถ่ายทางอากาศ  นอกจากนี้การวิเคราะห์ข้อมูลจากดาวเทียมมีองค์ประกอบหลักในการวิเคราะห์  8  ประการ  ได้แก่  ความเข้มของสี  สี  ขนาด  รูปร่าง  เนื้อภาพ  รูปแบบ  ความสูงและเงา  ที่ตั้งและความเกี่ยวพัน

2) ประโยชน์ของการรับรู้จากระยะไกล  การรับรู้จากระยะไกลมีประโยชน์ในด้านต่างๆ  ดังนี้

2.1) การพยากรณ์อากาศ  กรมอุตุนิยมวิทยาใช้ข้อมูลจากดาวเทียมเพื่อพยากรณ์ปริมาณและการกระจายของฝน ในแต่ละวัน  โดยใช้ข้อมูลดาวเทียมที่โคจรรอบโลกด้วยความเร็วเท่ากับการหมุนของโลกในแนว ตะวันออก-ตะวันตก  ทำให้คล้ายกับเป็นดาวเทียมคงที่  (Geostationary)  เช่น  ดาวเทียม  GMS  (Geostationary  Meteorological  Satellite)  ส่วนดาวเทียมโนอา  (NOAA)  ที่โคจรรอบโลกวันละ  2  ครั้ง  ในแนวเหนือ  -  ใต้  ทำให้ทราบอัตราความเร็ว  ทิศทาง  และความรุนแรงของพายุที่จะเกิดขึ้นล่วงหน้าหรือพยากรณ์ความแห้งแล้งที่จะ เกิดขึ้นได้

2.2)  สำรวจการใช้ประโยชน์ที่ดิน  เนื่องจากข้อมูลจากดาวเทียมมีรายละเอียดภาคพื้นดิน  และช่วงเวลาการบันทึกข้อมูลที่แตกต่างกัน  จึงใช้ประโยชน์ในการทำแผนที่การใช้ประโยชน์จากที่ดินและการเปลี่ยนแปลงได้ เป็นอย่างดี  เช่น  พื้นที่ป่าไม้ถูกตัดทำลาย  แหล่งน้ำที่เกิดขึ้นใหม่  หรือชุมชนที่สร้างขึ้นใหม่  เป็นต้น  ในบางกรณีข้อมูลดาวเทียม  ใช้จำแนกชนิดป่าไม้  พืชเกษตร  ทำให้ทราบได้ว่าพื้นที่ป่าไม้เป็นป่าไม้แน่นทึบ  โปร่ง  หรือป่าถูกทำลาย  พืชเกษตรก็สามารถแยกเป็นประเภทและความสมบูรณ์ของพืชได้  เช่น  ข้าว  มันสำปะหลัง  อ้อย  สับปะรด  ยางพารา  ปาล์มน้ำมัน  เป็นต้น  นอกจากนี้ยังสามารถจำแนกการเจริญเติบโตได้อีกด้วย

2.3) การสำรวจทรัพยากรดิน  ข้อมูลจากดาวเทียมและรูปถ่ายทางอากาศเป็นอุปกรณ์สำคัญในการสำรวจและจำแนก ดิน  ทำให้ทราบถึงชนิด  การแพร่กระจาย  และความอุดมสมบูรณ์ของดิน  จึงใช้จัดลำดับความเหมาะสมของดินได้  เช่น  ความเหมาะสมสำหรับการปลูกพืชแต่ละชนิด  ความเหมาะสมด้านวิศวกรรม  เป็นต้น

2.4)  การสำรวจด้านธรณีวิทยา  และธรณีสัณฐานวิทยา  เนื่องจากข้อมูลดาวเทียมครอบคลุมพื้นที่กว้าง  มีรายละเอียดภาคพื้นดินสูงและยังมีหลายช่วงคลื่นแสง  จึงเป็นประโยชน์อย่างมากที่ใช้ในการสำรวจและทำแผนที่ธรณีวิทยา  ธรณีสัณฐานวิทยา  แหล่งแร่  แหล่งน้ำมันและแก๊สธรรมชาติ  และแหล่งน้ำใต้ดินได้เป็นอย่างดี  โดยการใช้ลักษณะโครงสร้างทางธรณีวิทยาช่วยทำให้การสำรวจและขุดเจาะเพื่อหา ทรัพยากรใต้ดินเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ  และลดค่าใช้จ่ายการสำรวจในภาคสนามลงได้เป็นอันมาก

2.5)  การเตือนภัยจากธรรมชาติ  ภัยธรรมชาติที่เกิดขึ้นบ่อย  ได้แก่  อุทกภัยแผ่นดินถล่ม  ภัยแล้งวาตภัย  ไฟป่า  ภัยทางทะเล  ภัยธรรมชาติต่างๆ  เหล่านี้  เมื่อนำเอาข้อมูลจากดาวเทียมร่วมกับระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์  และระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกจะเป็นประโยชน์ในการเตือนภัยก่อนที่จะเกิดภัย  ขณะเกิดภัย  และหลังเกิดภัยธรรมชาตินอกจากที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว  ประโยชน์ของการรับรู้จากระยะไกล  ยังใช้ในการสำรวจด้านอื่นๆ  อีก  เช่น  ด้านสิ่งแวดล้อม  ด้านการจราจร  ด้านการทหาร  ด้านสาธารณสุข  เป็นต้น

2.3  ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก

       ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก  (Global  Positioning  System)  หรือ  จีพีเอส  (GPS)  หมายถึง  เทคโนโลยีที่ใช้กำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก  โดยอาศัยดาวเทียม  สถานีภาคพื้นดิน  และเครื่องรับจีพีเอส  โดยเครื่องรับจีพีเอสจะรับสัญญาณมาคำนวณหาระยะเสมือนจริงแต่ละระยะ  และจะใช้ข้อมูลดังกล่าวจากดาวเทียมอย่างน้อย  4  ดวง  มาคำนวณหาตำบลที่เครื่องรับ  พร้อมทั้งแสดงให้ผู้ใช้ทราบบนจอแอลซีดีของเครื่องเป็นค่าละติจูด  ลองจิจูด  และค่าพิกัดยูทีเอ็ม  รวมทั้งค่าของระดับความสูงจากระดับทะเลปานกลางด้วย

1)  หลักการทำงานของระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก  การทำงานของระบบกำหนตำแหน่งบนพื้นโลกต้องอาศัยสัญญาณจากดาวเทียมกำหนด ตำแหน่งบนพื้นโลก  ซึ่งโคจรอยู่รอบโลกประมาณ  24  ดวง  แบ่งออกเป็น  6  วงโคจร  วงโคจรละ  4  ดวง  และยังมีดาวเทียมสำรองไว้หลายดวง  ดาวเทียมแต่ละดวงจะอยู่สูงจากผิวโลกประมาณ  20,200  กิโลเมตร  และจะโคจรรอบโลกภายใน  11  ชั่วโมง  50  นาที  และมีสถานีควบคุมภาคพื้นดินทำหน้าที่คอยตรวจสอบการโคจรของดาวเทียมแต่ละดวง  โดยการสื่อสารผ่านคลื่นวิทยุที่มีความเร็วคลื่นประมาณ  186,000  ไมล์ต่อวินาที 

ส่วนผู้ใช้เครื่องรับสัญญาณหรือเครื่องระบบ กำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกจะต้องตรวจสอบจุดพิกัดภาคพื้นดินที่ตนอยู่ว่าจัดอยู่ ในโซนใดของโลกก่อนใช้ทุกครั้ง  เพื่อเปรียบเทียบและปรับแก้ไข  และเนื่องจากเครื่องรับสัญญาณหรือเครื่องกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกจะรับสัญญาณ จากดาวเทียม  ผู้ใช้เครื่องมือจึงควรอยู่ในที่โล่งแจ้ง  ไม่ควรอยู่ในอาคารหรือป่าไม้ที่แน่นทึบมาก  ซึ่งอาจจะทำให้รับสัญญาณได้ไม่ดี

2)  ประโยชน์ของระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก  มีดังต่อไปนี้

2.1)  ใช้ในกิจกรรมทางทหาร  โดยเฉพาะในช่วงการทำสงคราม  เนื่องจากระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกพัฒนาโดยกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา  เพื่อกิจการด้านทหารโดยเฉพาะ  แต่ในปัจจุบันได้มีการเผยแพร่ให้มีการใช้ในกลุ่มประชาชนทั่วไปในระดับหนึ่ง  เช่น  ใช้ในการศึกษาทางด้านภูมิศาสตร์  ทรัพยากรธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม  การเดินทางไปยังเป้าหมายที่ต้องการ  เป็นต้น

2.2) ใช้ในการกำหนดจุดพิกัดผิวโลก  เพื่องานด้านระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์หรือข้อมูลดาวเทียมและรังวัดที่ดินเพื่อ แสดงชนิดของข้อมูลลงในสนาม  เช่น  ถนน  บ่อน้ำ  นาข้าว  บ้านเรือน  เป็นต้น  ตำแหน่งพิกัดนี้สามารถถ่ายทอดลงในคอมพิวเตอร์ได้ทันที  ดังนั้น  จึงเป็นประโยชน์ในการช่วยวิเคราะห์หรือแปลความหมายจากข้อมูลดาวเทียม  หรือเป็นข้อมูลพื้นฐานของระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ต่อไป

2.3) ใช้ในการสำรวจทิศทาง  เครื่องมือระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกมีขนาดเล็กใหญ่ตามความต้องการใช้งานและ สามารถพกพาติดตัวได้เหมือนกับโทรศัพท์เคลื่อนที่หรืออยู่ในเครื่องโทรศัพท์ เคลื่อนที่  ดังนั้น  เราสามารถใช้งานได้สะดวก  โดยสามารถใช้เพื่อแสดงเส้นทางที่สำรวจได้แม้จะอยู่ในรถยนต์  ซึ่งปัจจุบันการใช้ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกในรถยนต์บ้างแล้ว  ทำให้การเดินทางเป็นไปได้สะดวก  รวดเร็ว  และแม่นยำมากขึ้น

2.4)  ใช้ในการสำรวจตำแหน่งที่เกิดภัยธรรมชาติ  อุบัติเหตุบนทางหลวง  ตำแหน่งเรือในทะเลหรือการหลงป่า  หากมีระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกจะทำให้การช่วยเหลือเป็นไปได้อย่างแม่นยำ และรวดเร็ว  ทำให้ลดการสูญเสียชีวิตและทรัพย์สิน  และสามารถประเมินสถานการณ์ความเสียหายที่เกิดขึ้นได้

2.5)  ใช้ในกิจการอื่นๆ  เช่น  ด้านการบิน  ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเครื่องรับสัญญาณระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก  เพื่อใช้กับกิจการพลเรือนเพื่อความแม่นยำในขณะนำเครื่องบินลงจอด  เป็นต้น

กล่าวโดยสรุป  การศึกษาภูมิศาสตร์เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการจัดการพื้นที่และสิ่งแวดล้อมที่ มนุษย์อาศัยวิธีการและเครื่องมือต่างๆ  ซึ่งเครื่องมือที่มีการใช้อย่างแพร่หลายมาก  คือ  แผนที่  และยังมีเครื่องมืออีกหลายชนิดที่มีการนำมาใช้รวบรวม  วิเคราะห์  และนำเสนอข้อมูลทางภูมิศาสตร์  เช่น  รูปถ่ายทางอากาศ  ภาพจากดาวเทียม  เป็นต้น  ซึ่งให้ข้อมูลที่ถูกต้องและรวดเร็ว  นอกจากนี้ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศ  ได้แก่  การรับรู้จากระยะไกล  ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์  และระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก  เพื่อบริหารจัดการข้อมูลเชิงพื้นที่  ซึ่งหน่วยงานต่างๆ  ทั้งภาครัฐและภาคเอกชนได้นำมาพัฒนา  และประยุกต์ใช้ในหลายด้าน  เช่น  การจัดการทรัพยากรธรรมชาติ  การเตือนภัยธรรมชาติ  การวางผังเมืองและชุมชน  เป็นต้น  และนับวันเทคโนโลยีภูมิสารสนเทศจะมีความสำคัญต่อชีวิตประจำวัน  และการวางแผนในอนาคตมากขึ้น  ดังนั้น  เราจึงควรศึกษาเกี่ยวกับเครื่องมือทางภูมิศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ  เพื่อให้มีความรู้และเข้าใจวิชาภูมิศาสตร์มากขึ้น