संवेदनागहण, दूरवर्ती : एखादया वस्तूला प्रत्यक्ष स्पर्श न करता, तसेच नैसर्गिक आविष्काराच्या प्रत्यक्ष संपर्कात न येता त्या वस्तूची वा आविष्काराची माहिती ⇨ संवेदक घटकां च्या साहाय्याने मिळविण्याच्या आधुनिक तंत्राला दूरवर्ती संवेदनागहण म्हणतात. डोळे, कान, नाक व त्वचा या संवेदक घटकांमार्फत वस्तूचे आकारमान, रंग, स्थान, गंध व तापमान यांची माहिती करून घेताना आपण दूरवर्ती संवेदनागहणच करीत असतो. अशा प्रकारे पर्यावरणाचे संवेदन उपकरणांशिवाय होणे शक्य असते. मात्र मिळालेल्या माहितीची नोंद करून ठेवण्यासाठी दूरवर्ती संवेदक घटकांची मदत घ्यावी लागते उदा., दूरचित्रवाणी कॅमेरा छायाचित्रीय प्रतिमा घेतो व ती दूरचित्रवाणी स्टुडिओकडे प्रेषित करतो. मग ही प्रतिमा केबल, प्रेषण केंद्र अथवा कृत्रिम उपग्रह यांच्यामार्फत प्रेक्षकांच्या घरापर्यंत पाठविली जाते. या कॅमेऱ्यासारखे संवेदक घटक विमानांतून अथवा कृत्रिम उपगहातून नेले जातात. मग ते पृथ्वीच्या प्रतिमा जमिनीवरील केंद्राकडे पाठवितात. दूर-चित्रवाणीवरून हवामानविषयक माहिती देताना दाखविले जाणारे नकाशे सामान्यपणे भूपृष्ठापासून सु. ३५,९०० किमी. उंचीवरून फिरत असलेल्या कृत्रिम उपगहांकडून पाठविलेल्या पृथ्वीच्या प्रतिमांपासून तयार झालेले असतात. १९२०-४० दरम्यान हवाई छायाचित्रीय मानचित्रकलेत जलद प्रगती झाली (स्थलवर्णनात्मक नकाशे तयार करण्यासाठी या मानचित्रकलेत हवाई छायाचित्रे वापरतात). याद्वारे मिळणारी माहिती भूवैज्ञानिक, वनाधिकारी, जलवैज्ञानिक, कृषितज्ञ आणि पर्यावरणविषयक तज्ञांना उपलब्ध करून देण्यात आली.
आधुनिक दूरवर्ती संवेदनाग्रहणाची सुरुवात बलूनमधील निरीक्षकांनी अमेरिकेतील यादवी युद्धाच्या काळात केली. पहिल्या महायुद्धात दोन्ही बाजूंनी हवाई छायाचित्रणाचा उपयोग केला. दुसऱ्या हवाई युद्धामुळे हवाई कॅमेरे व खूप उंचीवरून उडणारी विमाने यांना प्रोत्साहन मिळाले. मग त्यांचे नागरी उपयोग होऊ लागले. अमेरिकेच्या नाविक संशोधन कार्यालयातील भूगोलज्ञ एव्हलिन एल्. प्रूइट यांनी लष्करी टेहळणी तंत्रांचा शांततामय कार्यासाठी केलेला उपयोग निर्देशित करण्यासाठी ‘ रिमोट सेन्सिंग ’ (दूरवर्ती संवेदनाग्रहण) ही संज्ञा तयार केली.
जवळजवळ १९६५ सालापर्यंत हवाई छायाचित्रे काढणाऱ्या कॅमेऱ्यावरच जास्त भर देण्यात येत असे. अशी छायाचित्रे विद्युत् चुंबकीय वर्णपटाच्या जंबुपार, दृश्य व अवरक्त निकट भागांतील ऊर्जेच्या परावर्तनाने काढली जातात. तथापि प्रकाशकीय यांत्रिक क्रमवीक्षकांचा विकास झाल्याने मध्यस्थ- व दूरस्थ – अवरक्त भागांतील ऊष्मीय ऊर्जेचे संवेदन खास अभिज्ञातकांमार्फत होऊ शकले. तिचे इतर संकेतात परिवर्तन करून ऊष्मीय छायाचित्रांच्या (उष्णता प्रतिमांच्या) रूपात नोंद करणे शक्य झाले.
विद्युत् चुंबकीय वर्णपटाचा अगदी लहान भाग असलेल्या दृश्य प्रकाशालाच डोळा संवेदनशील असतो. कॅमेरे व विद्युत् प्रकाशकीय संवेदक घटक डोळ्यांप्रमाणेच कार्य करतात आणि ते डोळ्यापेक्षा विद्युत् चुंबकीय वर्णपटाच्या किंचित अधिक मोठया भागाचे संवेदनागहण व नोंद करू शकतात. अदृश्य माहिती मिळविण्यासाठी या वर्णपटाच्या इतर भागांत कार्य करणारी उपकरणे वापरतात. गुरूत्व प्रवणता प्रणालींसारख्या प्रेरणा क्षेत्रांना संवेदनशील असलेल्या प्रयुक्त्या आणि विद्युत् चुंबकीय ऊर्जेच्या परावर्तनाची वा उत्सर्जनाची नोंद करणारे ⇨आकाशक यांचा दूरवर्ती संवेदनागहण घटकांत अंतर्भाव होतो. सूर्यासारख्या नैसर्गिक प्रकाशन स्रोतावर विसंबून असणारे निष्क्रिय आणि प्रकाशनाचे कृत्रिम स्रोत वापरणारे रडारसारखे क्रियाशील असे दोन्ही विद्युत् चुंबकीय संवेदक घटक हे दूरवर्ती संवेदक घटक मानले जातात. रेडिओ तरंगांचा उपयोग करून रडार या संवेदक घटकामार्फत गहांच्या प्रतिमा तयार होतात. समुद्रतळाचा नकाशा तयार करण्यासाठी, तसेच बुडालेल्या जहाजांचा शोध घेण्यासाठी सोनार (साऊंड नेव्हिगेशन अँड रेंजिंग) तंत्रात ध्वनितरंग वापरतात. अशा प्रकारे कॅमेरा, बहुवर्णपटीय क्रमवीक्षक, सूक्ष्मतरंग प्रारणमापक व उच्च कंप्रता रडार इ. प्रयुक्तींच्या मदतीने दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्रामध्ये विद्युत् चुंबकीय व ध्वनीच्या तरंगांद्वारे आलेखन केले जाते. थोडक्यात विमानांत, जहाजांत, अवकाशयानांत व कृत्रिम उपगहांत बसविलेल्या दूरवर्ती संवेदक घटकांमार्फत दूरवर्ती संवेदनागहणाचे कार्य चालते. भूविज्ञान, खगोलशास्त्र, भूगोल, महासागरविज्ञान इ. विषयांतील अन्वेषणाकरिता लागणारी माहिती मिळविण्यासाठी हे तंत्र नियमितपणे वापरले जाते.
दूरवर्ती संवेदनागहण प्रणाली : या प्रणालीमध्ये प्रतिमाकारक प्रयुक्ती, आलेखन करणारे माध्यम व मंच हे तीन प्राथमिक घटक असतात. झाडाचे छायाचित्र घेण्याकरिता उच्च वेग असलेली फिल्म (आलेखन माध्यम) बसविलेला ३५ मिमी. कॅमेरा (प्रतिमाकारक प्रयुक्ती) वापरणारा हौशी छायाचित्रकार (मंच) हे या प्रणालीचे सोपे व साधे उदाहरण आहे. छायाचित्रकाराचा या झाडाला स्पर्श होत नाही, परंतु तो त्यासंबंधीची माहिती नोंदवू शकतो व छायाचित्र फिल्ममध्ये साठवू शकतो.
कॅमेरा, बहुवर्णपटीय क्रमवीक्षक, प्रारणमापक आणि सकिय रडार या चार मुख्य प्रकारच्या प्रतिमाकारक प्रयुक्त्या आहेत. वस्तूपासून निघालेले जंबुपार, दृश्य किंवा समीप अवरक्त तरंग (ऊर्जा) एक-भिंगी प्रतिक्षेपी कॅमेऱ्यामधील भिंगांच्या मालिकांमधून जाताना त्यांचे केंद्रीकरण होते व छायाचित्र फिल्मवर प्रतिमा मिळते. या फिल्मचे विकाशन केल्यानंतर नित्य प्रतिमा तयार होते. व्हिडीकॉन कॅमेरा पडदयावर प्रतिमा निर्माण करतो आणि या पडदयावरील प्रतिमेची दृश्य फीत किंवा छायाचित्र नित्य आलेखरूपात असते. इतर प्रतिमाकारक प्रणालींमध्ये वर्णपटामधील विशिष्ट तरंगलांबींना संवेदनक्षम असलेले ग्राही किंवा अभिज्ञातक वापरलेले असतात. प्रकाशकीय-यांत्रिक क्रमवीक्षकाशी जोडणी केलेले प्रकाशगुणक आणि घन-अवस्था अभिज्ञातक जंबुपार, दृश्य आणि समीप-, मध्यस्थ- व दूरस्थ-अवरक्त ऊर्जांची नोंद करतात आणि छायाचित्र फिल्मवर प्रतिमा निर्माण करणाऱ्या संकेतांमध्ये रूपांतर करतात. याच पद्धतीने प्रारणमापक किंवा रडार प्रयुक्ती सूक्ष्मतरंग ऊर्जांचे रूपांतर करतात. सोनार प्रयुक्ती ध्वनी ऊर्जेचा वापर करून छायाचित्र फिल्मवर प्रतिमा तयार करतात.
जहाजे, विमाने, वातयान आणि अवकाशयान अशा प्रकारच्या विविध मंचांवर प्रतिमाकारक प्रयुक्त्या बसविलेल्या असतात. विशिष्ट कॅमेरे आणि दूरचित्रवाणी प्रणाल्या समुद्रतळावरील भौतिकीय आणि जैव गुणधर्मांची नित्यक्रमाने नोंद घेत असतात. समुद्रकिनाऱ्याची झालेली झीज, हिमनदीची होणारी हालचाल आणि लाव्ह्याचा प्रवाह अशा प्रकारचे पृथ्वीच्या पृष्ठावर होणारे बदल समजण्याकरिता खंडितकाल कॅमेऱ्याचा उपयोग करण्यात येतो. पुरातत्त्वीय उत्खननाच्या वेळी वातयानगामी कॅमेऱ्याचा उपयोग करतात. विमानांत किंवा अवकाशयानांत बसविलेले कॅमेरे, बहुवर्णपटीय क्रमवीक्षक, सूक्ष्मतरंग प्रारणमापक आणि रडार पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे आणि सूर्यकुलातील गह व चंद्र यांचे सर्वेक्षण करतात.
कृत्रिम उपगहाच्या साह्याने होणारे दूरवर्ती संवेदनागहण : अमेरिकेच्या नासा (नॅशनल एरॉनॉटिक्स अँड स्पेस ॲडमिनिस्ट्रेशन NASA) या संस्थेने अर्थ रिसोर्सेस टेक्नॉलॉजी सॅटेलाइट्स मालिकेमधील ERTS – I हा कृत्रिम उपग्रह २२ जुलै १९७२ रोजी अवकाशात सोडला. या उपगहाचा माहिती मिळविण्याकरिता विशेष उपयोग झाला नाही. १९७४ मध्ये या मालिकेचे नाव लँडसॅट (कृत्रिम उपग्रह कार्यक्रमांतर्गत अंतराळ वेधशाळा) असे ठेवण्यात आले. लँडसॅट–II हा उपग्रह २ जानेवारी १९७५ रोजी व लँडसॅट–III हा ५ मार्च १९७८ रोजी सोडण्यात आला. लँडसॅट–II याचा काही ठराविक क्षेत्रांतच उपयोग झाला असून तो अजूनही कार्यान्वित आहे. लँडसॅट–III हा पृथ्वीपासून ९१० किमी. उंचीवरून पृथ्वी-वरील ८० मी. x ८० मी. एवढया लहान दृश्यांचे स्पष्ट टिपण करू शकतो. १९८२ पर्यंत लँडसॅट या उपगहांनी धुवाजवळील परिभ्रमण कक्षेत फिरत असताना पृथ्वीची १० लाखाहून अधिक छायाचित्रे घेतली आहेत.
रशियाने सोयूझ-२२ हा कृत्रिम उपग्रह पाठविला असून त्यात अवरक्त प्रारणाच्या दोन वाहिन्या आहेत. हा उपग्रह पृथ्वीपासून २६५ किमी. उंचीवर फिरत असून त्यापासून सामान्य प्रकारची छायाचित्रे मिळत आहेत.
हवाई छायाचित्रण किंवा कृत्रिम उपग्रह कार्यक्रमांतर्गत मिळालेल्या छायाचित्र आणि प्रतिमा प्रदत्ताचे संस्करण करावे लागते आणि तो प्रदत्त (माहिती) साठवून ठेवावा लागतो. अर्थ रिसोर्सेस ऑब्झर्व्हेशन सिस्टिम या प्रदत्त केंद्रामध्ये सु. ५ दशलक्ष हवाई छायाचित्रे व सु. २ दशलक्ष लँडसॅट प्रतिमा साठवून ठेवण्यात आलेल्या आहेत.
पृथ्वी स्वत:भोवती फिरत असताना तिचा निरनिराळा पृष्ठभाग कृत्रिम उपगहाच्या चित्रीकरणाच्या कक्षेत येतो. पृथ्वीच्या पृष्ठभागाचे सलग पट्टयात उपगहाद्वारे चित्रीकरण होते. या पट्टयाची रूंदी १८४ किमी. असते आणि एका चित्रामध्ये १८४ किमी. x १८४ किमी. एवढा परिसर समाविष्ट होऊ शकतो. उपग्रहही त्याच्या कक्षेत पृथ्वीभोवती सतत फिरत असतो व त्यायोगे निरनिराळ्या भागांचे सतत चित्रीकरण होत असते. ज्या ठिकाणचे चित्र पाहिजे असते ते ठिकाण उपगहाने केव्हा चित्रित केले ते दर्शकावरून समजते व त्या वेळची चित्रफीत काढून संगणकाद्वारे त्याचे दृश्यचित्र पाहावयास मिळते. त्यापासून अनेक छायाचित्रे प्रतीही काढता येतात.
छायाचित्र प्रतींवरून भूपृष्ठावरील जंगले, पिके, जमिनीचे प्रकार, जमिनीवरील चढ-उतार, डोंगर, नदया, वातावरणातील प्रदूषण यांचा फार खात्रीपूर्वक व सखोल अभ्यास करता येतो. हिमालयातील बर्फ वितळल्यामुळे पंजाबमधील नदयांना येणारे पूर, त्यांचे आगाऊ अंदाज या छायाचित्रांद्वारे अनेक वेळा वर्तविले गेले आहेत. एका ठराविक जिल्ह्यात उसाच्या लागवडीखाली किती क्षेत्र आहे तेही या छायाचित्राद्वारे ताबडतोब कळू शकते व संगणक या गोष्टीचे अचूक क्षेत्रफळ काही सेकंदांत काढून देतो. या चित्रांचा हेरगिरीसाठीही फार उपयोग होतो. तसेच शत्रूच्या प्रदेशातील विमानतळ, धरणे, कारखाने व युद्धरेषेच्या आसपास होत असलेल्या हालचाली व बदल या पद्धतीने अचूक टिपता येतात.
आकृती २ मध्ये पंजाब व हरयाणा राज्यांतील नाभा प्रदेश (नकाशा) दाखविला आहे. तसेच चित्रपत्र क्र. २२ मध्ये कृत्रिम उपगहाद्वारे मिळालेल्या नाभा प्रदेशाची काही दृश्ये दाखविली आहेत. त्यांमध्ये जमीन व तिचा वापर, संगणकाद्वारे शेतजमिनीची प्रतवारी, जलाशये, जलवापर आणि जलनि:सारण यांसंबंधीच्या गोष्टींचा समावेश आहे.
भारत : दूरवर्ती संवेदनाग्रहण तंत्राचा विकास जरी भारताबाहेर अमेरिका, ब्रिटन, फ्रान्स, रशिया यांसारख्या औदयोगिक दृष्टया पुढारलेल्या राष्ट्रांत झाला असला, तरी १९७५ सालापासून भारतातील नॅशनल रिमोट सेन्सिंग एजन्सी ह्या भारत सरकारच्या विज्ञान व तंत्रविज्ञान विभागाच्या अखत्यारीतील संस्थेद्वारे देशांतर्गत कृषी व औदयोगिक विकास घडवून आणला जात आहे. या तंत्रज्ञानाचा उपयोग भारतात खालील विषयांतर्गत निरनिराळ्या कामांसाठी करतात :
(१) कृषिविज्ञान : पीक ओळख, रोग बोधन, पीक उतारा अंदाजीकरण.
(२) वनविदया: वनक्षेत्राचे अचूक चित्रण, समान जातीच्या वृक्ष लागवडीच्या पुंजांचे विवेचन, जंगलातील वणवे, कीटक, वादळ, बर्फवृष्टीमुळे होणारी हानी, वनश्रीचे मापन, उतारा अंदाजीकरण, अतिक्रमणाचा शोध.
(३) जलविज्ञान : भूपृष्ठीय साठयाचे चित्रण व संनिकर्षण, भूपृष्ठांतर्गत जलशोधन, जलमापचित्रण, पूरनियंत्रण व अभ्यास, बर्फाच्छादन, बर्फ वितळण, पाण्याची गुणवत्ता व खोली यांसंबंधी अध्ययन, सरोवरातील गाळाचे प्रमाण इत्यादी.
(४) भूविज्ञान: भूसांरचनिकी, शिलावर्णनात्मक चित्रण, खनिज संवीक्षण, अभियांत्रिकी भूविज्ञान अध्ययन, भूआकृतिवैज्ञानिक अध्ययन, ज्वालामुखीचे अध्ययन इत्यादी.
(५) महासागरविज्ञान : जल प्रदूषण अध्ययन, भरती-ओहोटीचे तालचक, मत्स्यजाती अध्ययन, तैल अपसारण, सागरी प्रवाह इत्यादी.
(६) प्रदूषण व पर्यावरण नियंत्रण : औदयोगिक मलनि:सारण वनश्री नुकसान, जमिनीचे क्षारकरण / खार जमिनी अध्ययन, जमिनीची धूप इत्यादी.
(७) जमीनविषयक व्यवस्थापन : जमिनीचा वर्तमानकालीन वापर, शहरीकरण, मृदा चित्रण इत्यादी.
अहमदाबाद येथील इंडियन स्पेस रिसर्च ऑर्गनायझेशन (इस्रो ISRO) या संशोधन संस्थेने सूक्ष्मतरंग संवेदक कार्यक्रम आखून त्याअंतर्गत नैसर्गिक व मानवनिर्मित द्रव्यांचा अवकाशातून शोध घेण्यासाठी प्रारणमापक व प्रकीर्णमापक या दोन साधनांचा वापर केला आहे, तसेच भूपृष्ठावरील व भूगर्भांतर्गत टेहळणी करण्याचे आधुनिक तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. या कार्यकमांतर्गत सॅटेलाइट मायकोवेव्ह रेडिओमीटर (SAMIR) हे अतिसंवेदनशील साधन तयार करण्यात यश आले. इस्रोने विकसित केलेल्या दूरवर्ती संवेदनाग्रहण क्षमतेमुळे भारताच्या संरक्षणक्षमतेमध्ये मोलाची भर पडली आहे. या तंत्रामुळे शत्रूच्या प्रदेशातील सैन्याच्या हालचाली, जमिनीखालील विमानांचे तबेले, तेल साठवण केंद्रे, अणुशक्ति-केंद्रे इ. मर्मस्थळांची अवकाशातून टेहळणी करणे शक्य झाले आहे. भारताने विविध क्षेत्रातील अभ्यासासाठी (उदा., नैसर्गिक साधनसंपत्ती, संरक्षण यंत्रणा इ.) आणि दळणवळणांच्या अत्याधुनिक सोयींसाठी (उदा., दूरध्वनी, भ्रमणध्वनी, दूरदर्शन इ.) तसेच हवामान-पर्जन्य वगैरेंच्या दैनंदिन अंदाजासाठी, वेगवेगळ्या प्रणालींचे आजवर १९८३ नंतर स्वदेशी बनावटीचे पंधराहून जास्त उपग्रह अवकाशात स्थापित केले आहे (उदा., इन्सॅट, आय. आर. एस, कल्पना इ.) यांमध्ये स्वदेशी, अत्याधुनिक व अत्यंत कार्यक्षम उपकरणे बसविलेली आहेत. अशा उपगहांना दूरवर (सु. ३५,०००-३६,००० किमी.) अवकाशात नेऊन स्थापित करण्यासाठी भारताने स्वत:ची उपगह प्रक्षेपक यंत्रणा (रॉकेटे व त्यांची इंधने) विकसित करण्यात यश मिळविले आहे. (चित्रपत्रे)
पाहा : उपगह, कृत्रिम; कॅमेरा; छायाचित्रण; भूभौतिकी; मृदा; रडार; संवेदक घटक.
संदर्भ : 1. Cracknell, A. P. Hayes, L. W. Introduction to Remote Sensing, 1990.
2. Curran, P. Kondratyev, K. Kozogerov, V. Remote Sensing of Soils and Vegetation, 1990.
3. De Loor, G. P. Ed., Radar Remote Sensing of the Atmosphere and the Oceans, 1984.
4. Drury, S. A. A Guide to Remote Sensing : Interpreting Images of the Earth, 1990.
5. Foody, G. M. Curran, P. J., Eds., Environmental Remote Sensing Data Systems and Networks, 1995.
6. The American Society of Photogrametry Manual of Remote Sensing, Vol. I & II, 1975.
7. Vernberg, J., Ed., Processes in Marine Remote Sensing, 1981.
मसलेकर, ए.आर.; कुलकर्णी, प्र.दि.; भिडे, शं.गो.
