76อินทาเนียกันยายน - ตุลาคม

บทความดร.ชัยโชค ไวภาษา วศ.36

ผมเขียนยอความฉบับนี้ขึ้นเพื่อใหทานผูอานชาวอินทาเนียไดเห็นถึงการ

ประยุกตใชเทคโนโลยีการสำรวจจากระยะไกล (Remote Sensing) เพื่อการ

ศึกษาพืช เรื่องราวตางๆ ในที่นี้เรยีบเรยีงขึ้นมาจากประสบการณตรงที่สั่งสมมา

จากงานวจิยัตางๆ ท่ีผมไดทำมานานกวา 10 ป และโดยหนาท่ีกรรมการตรวจงาน

(Reviewer) ของวารสารชั้นนำในสายงาน Remote Sensing หลายฉบับ ทำให

ผมมีโอกาสไดอานงานวิชาการในเรื่องนี้มามากพอสมควร จึงอยากจะนำเอา

ประสบการณเหลานี้มาเลาสูกันฟง โดยผมพยายามไมใชภาษาทางวิชาการเพื่อ

ใหทานผูอานที่ไมมพีื้นความรูทาง Remote Sensing สามารถทำความเขาใจได

โดยงาย โดยจะเริ่มจากการชี้แจงใหเห็นถึงความสำคัญของพืชพอสังเขป ถัดมา

ก็จะบอกวาทำไม Remote Sensing จึงเปนเทคโนโลยทีี่เหมาะสำหรับการศึกษา

พืช หลังจากนั้นก็จะยกตัวอยางการใชงาน Remote Sensing ที่สำคัญๆ เพื่อให

ทานผูอานไดเห็นภาพที่ชัดเจน สุดทายก็จะสรุปประเด็นตางๆ และใหแนวทาง

ของการศึกษาและพัฒนาเรื่องดังกลาวตอไปในอนาคต

ภาพพืชตระกูลถั่วที่มคีวามสำคัญแกมนุษยโลกมานานแสนนาน

(เจาของภาพ www.asdi.com)

ภาพแสดงการเปรยีบเทยีบระหวางขอมูล Multispectral Data ที่มชีวงคลื่นกวางดังแถบสเีทา และขอมูล Hyperspectral Data ที่มลีักษณะตอเนื่องดังเสนสดีำ (เจาของภาพ Karin Schmidt)

ภาพแสดงตัวอยางการใชเครื่องมือ เก็บขอมูลพืชจากพื้นที่ศึกษา (เจาของภาพ www.asdi.com และ Coburn and Peddle)

การใช Remote Sensingพืชเพื่อการศึกษา

INTANIASeptember - October

77

พืชเปนสิ่งสำคัญของเราทุกคน

เราทราบกนัดีวา พชืมีความสำคัญแกพวกเรา

เปนอยางมาก มันทำหนาที่เปนสวนประกอบหลัก

ของระบบนิเวศที่เราอาศัยอยู ยังเปนแหลงอาหาร

ที่สำคัญมากของมนุษย การทำความเขาใจ

เกี่ยวกับพืชในระดับมาตราสวนตางๆ (Scale)

จึงเปนส่ิงจำเปนแกการดำรงชีพของเรา ตัวอยาง

ของการศึกษาพืชที่พบบอย ไดแก การศึกษาเพื่อ

เพ่ิมผลผลิตทางการเกษตรในระดับแปลงปลูก

การศึกษาทรัพยากรธรรมชาติปาไมในระดับ

จังหวัด การศึกษาปฏิสัมพันธของพืชกับภาวะ

โลกรอนในระดับทวีป แตการศึกษาพืชไมวาจะ

เปนระดับมาตราสวนใดก็เปนเร่ืองที่ยากและ

ซับซอน เนื่องจากพืชนั้นเปลี่ยนแปลงไดตาม

เวลาและมักปกคลุมพ้ืนที่ เปนบริ เวณกวาง

การเก็บขอมูลตางๆ ของพืชจึงมีคาใชจายสูง

และใชเวลานาน

ทำไมตองใช Remote Sensing เพื่อการศึกษา

พืช

ในป จจุ บั นนี้ เป นที่ ยอมรั บกั นแล ว ว า

เทคโนโลยีการสำรวจจากระยะไกล (Remote

Sensing) นัน้ เปนเครือ่งมอืท่ีถกูนำมาประยุกตใช

ในการศึกษาพืชและกำลังไดรับความนิยมเพิ่มขึ้น

เร่ือยๆ ที่เปนเชนนี้ก็เพราะเทคโนโลยีนี้ชวยลด

ภาระในการเก็บขอมูลภาคสนามลงเปนอยางมาก

ทำใหประหยัดทั้งเวลาและคาใชจาย (Cost-

Effective) นอกจากนั้น เทคโนโลยีการสำรวจ

จากระยะไกลในปจจุบันไมไดเปนเพียงกลอง

ถายภาพทางอากาศธรรมดาๆ อยางที่เขาใจกัน

อีกตอไป เทคโนโลยีในสาขานี้ไดพัฒนาไปไกล

จากนั้นมาก การถายภาพขาวดำจากเครื่องบิน

หรือการถายภาพหลายชวงคลื่นจากดาวเทียม

SPOT และ LANDSAT จึงไมใชตัวตนที่แทจริง

ของวิทยาการทางดานนี้อีกตอไปแลว สิ่ งที่

เพ่ิมเติมเขามาในยุคนี้ทำใหประโยชนในดานการ

ใชงานของวิทยาการแขนงนี้กวางข้ึนไปอีกหลาย

เทาตัว ไมวาจะเปนกลองถายภาพความละเอียดสูง

ที่ถูกติดต้ังไวบนดาวเทียมซึ่งสามารถวนกลับมา

ถายภาพซ้ำจุดเดิมไดเร่ือยๆ ตามที่เราตองการ

ทำใหการติดตามความเปลี่ยนแปลงของพืช

บนพ้ืนผิวโลกทำไดโดยงายและใหความถูกตอง

สูง (ความถูกตองระดับเซนติเมตร) หรือจะเปน

อุปกรณสงสัญญาณเรดารที่สามารถสงสัญญาณ

ทะลุกอนเมฆเพ่ือศึกษาพืชที่ปกคลุมพื้นที่เบ้ืองลางไดแมจะอยูในชวงฤดูฝน

และมีเมฆบังอยูก็ตาม หรือการนำเอาเทคโนโลยีแสงเลเซอรมาประยุกต

โดยยิงลำแสงใสพื้นที่ที่มีตนไมปกคลุมแลวคำนวณคาเวลาในการสะทอน

ใหกลายเปนคาความสูงของตนไม หรือจะเปนการผสมหลักการของเครื่องวัด

Spectrometer เขากับกลองถายภาพ ซึ่งทำใหกลองดังกลาวสามารถขยาย

รายละเอียดของขอมลูการสะทอนแสงไดมากกวาชนิดดัง้เดมิเปน 100 เทาและ

ใชในการจำแนกพรรณไมท่ีปกคลมุดนิท่ีมีความซบัซอนออกจากกนัได เปนตน

เพราะ Remote Sensing เก็บขอมูลไดบอยครั้งเทาที่เราตองการ

การประยุกตใชเทคโนโลยีการสำรวจจากระยะไกลเพื่อการศึกษาพืช

ที่พบโดยมากมักจะเปนการนำเอาความสามารถในการวนกลับมาที่ตำแหนง

เดิมของดาวเทียมสำรวจทรัพยากรธรรมชาติ (Revisiting Ability) มาใช

ในการเก็บขอมูลตางชวงเวลาของพืช (Time Series) เน่ืองจากพืชเปนวัตถุ

คลุมดินที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ตัวอยางที่นาสนใจมดีังตอไปนี้

ภาพแสดงพฤติกรรมของพืชที่มคีวามเปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา (เจาของภาพ John R. Jensen)

• การติดตามความเปล่ียนแปลงท่ีเกดิจากธรรมชาตติามฤดกูาล

ตัวอยางที่จะกลาวถึงคือการศึกษาภาพรวมของพืชในระดับทวีป โดยม ี

จุดมุงหมายอยูที่การคนหาความจริงเกี่ยวกับภาวะโลกรอน การศึกษา

ประเภทนี้มักใชดาวเทียมสำรวจที่สามารถถายภาพพ้ืนที่บริเวณกวางแตมี

ลักษณะเปน Hyperspectral Data ดาวเทียมประเภทนี้จะกลับมาถายภาพ

ท่ีตำแหนงเดมิซำ้เปนรายวนั ขอมลูความเปล่ียนแปลงของพชืในหลายๆ ดาน

ก็จะถูกประมวลผลทางสถิติและบันทึกเพ่ือใชในการพยากรณผลจากภาวะ

โลกรอนที่แมนยำขึ้นตอไป

• การประเมินความเสียหายเน่ืองจากภัยธรรมชาติ เทคโนโลย ี

Remote Sensing ชวยเพ่ิมความรวดเร็วของการรายงานความเสียหาย

โดยการเปรียบเทียบสถานการณกอนและหลังเกิดเหตุการณไดอยาง

ทันทวงท ี เน่ืองจากสามารถเก็บขอมูลไดอยางเร็ว ตัวอยางเชน เม่ือครั้งเกิด

เหตุการณคลื่นยักษถลม เทคโนโลย ี Remote Sensing ชวยใหเราประเมิน

สถานการณความเสียหายไดทันท ี ซึ่งเปนขอมูลที่หนวยงานที่เกี่ยวของตอง

นำไปใชเพื่อเขาไปชวยบรรเทาทุกขตามลำดับของความสูญเสยี หรือเมื่อเกิด

78อินทาเนียกันยายน - ตุลาคม

เหตุไฟปาเราก็จะสามารถประเมินสถานการณไดอยางตอเน่ือง

เปนรายวันและสามารถวางแผนควบคุมเพลิงไดอยางทันทวงท ี

• การติดตามความเปลี่ยนแปลงของพืชที่เกิดขึ้นจาก

ฝมือของมนุษย การประเมินผลผลิตทางการเกษตรและการ

พยากรณผลผลิตลวงหนาเปนตัวอยางที่ดีในเรื่องนี้ เน่ืองจาก

พืชเศรษฐกิจบางอยางมีราคาที่แกวงตัว ไมแนนอน เทคโนโลย ี

Remote Sensing ชวยใหขอมูลผลผลิตที่ชัดเจนข้ึน ทำให

รัฐบาลสามารถหามาตรการบริหารจัดการราคาผลผลิตทาง

การเกษตรไดอยางมีประสิทธิภาพได ตัวอยางอ่ืนที่ผมไดมี

โอกาสรวมทำการวิจัยดวย เชน การวิเคราะหความเปลี่ยนแปลง

ของคาการสะทอนแสงเพื่อหาพ้ืนที่ทิ้ งรางทางการเกษตร

ผลการศึกษานี้สามารถนำไปชวยหนวยงานที่เกี่ยวของในการ

บริหารพ้ืนที่ทำการเกษตรใหเกิดประโยชนสูงสุดได เชน

การออกมาตรการภาษีที่ดินหากเกษตรกรไมใชพื้นที่ทำกิน

อยางมปีระสิทธิภาพ เปนตน

ทางการเกษตร ตัวอยางการใชงานทางดานการบริหารจัดการ

ปาไม กค็อื การทำแผนท่ีปาดบิชืน้และปาชายเลนที่โดยปกติแลว

เปนเรือ่งท่ียุงยาก โดยอาจใชเวลาเปนปในการเกบ็ขอมลูภาคสนาม

ซึ่งทำใหสิ้นเปลืองงบประมาณเปนอยางมาก และบางครั้ง

ก็ไดขอมูลไมครบเน่ืองจากพื้นท่ีปารกทึบบางแหงนั้นไมสามารถ

เขาถึงไดดวยการเดินสำรวจ รายงานที่พบและประสบการณตรง

ของผูเขียนสามารถยนืยนัไดวา เทคโนโลยี Remote Sensing นัน้

ชวยใหเราสามารถทำงานยุงยากดังกลาวใหเสร็จลุลวงไดภายใน

เวลาไมก่ีเดอืนเทาน้ัน สวนตัวอยางการใชงานทางดานการเกษตร

ก็มีมากมาย เชน การจำแนกแผนที่การใชที่ดินเพื่อใชในการ

บรหิารจดัการพืน้ท่ีทำกนิทางการเกษตร ทำใหสามารถตรวจสอบ

ไดอยางรวดเร็ววาพื้นที่เกษตรกรรมที่สนใจนั้นกำลังปลูกพืช

ชนิดใดอยู

ภาพแสดงความสามารถของเทคโนโลย ีRemote Sensing ในการติดตามความเปลี่ยนแปลงของพืชที่ถูกทำลายดวยฝมือของมนุษย

ในบริเวณพื้นที่รอยตอระหวางนากุงกับปาชายเลน (เจาของภาพ ชัยโชค ไวภาษา)

เพราะ Remote Sensing ใหความถูกตองสูง

การศึกษาพืชดวยการใช เทคโนโลยีการสำรวจจาก

ระยะไกลที่นิยมมากคือการทำแผนที่พรรณไม ซึ่งการใชกลอง

ถายภาพความละเอียดสูงรวมกับการใชเทคนิคของเครื่องวัด

ประเภท Spectrometer หรือที่เราเรียกดวยชื่อใหมวา High-

resolution Technology และ Hyperspectral Technology นั้น

ไดรับการพิสูจนแลววาใหความถูกตองในการจำแนกสูงกวา

การใชวิธกีารจำแนกแบบดั้งเดิมมาก โดยมรีายงานออกมาแสดง

ใหเหน็ถงึความสามารถในการจำแนกพรรณไมในระดับ Species

Level แผนที่ Species Map เหลานี้มีประโยชนอยางมากแก

การศึกษาระบบนิเวศของพืชและการบริหารจัดการผลผลิต

ภาพแสดงใหเห็นถึงความยากลำบากของการทำงานสำรวจภาคสนาม ในพื้นที่ปาชายเลน (เจาของภาพ ชัยโชค ไวภาษา)

ภาพถายดาวเทยีมของพ้ืนที่ปาชายเลน แหลมตะลุมพุก ปากพนัง นครศรธีรรมราช (เจาของภาพ ชัยโชค ไวภาษา)

INTANIASeptember - October

79

บทสงทาย

ผูเขียนหวังเปนอยางย่ิงวาบทความนี้จะสามารถทำใหทานผูอาน

ชาวอินทาเนียเห็นถึงศักยภาพที่แทจริงของเทคโนโลย ี Remote Sensing

ในการศึกษาพืชไดอยางชัดเจน ความหลากหลายของการใชงานน้ัน

แปรผันโดยตรงกับเทคโนโลยีใหมๆ ที่เกิดขึ้น ผูเขียนมีความเห็นวา

ในอนาคตอันใกลเมื่อเทคโนโลยขีอง Remote Sensing พัฒนาตอไปอกีก็จะ

ยิ่งเห็นการศึกษาพืชดวยเทคโนโลย ี Remote Sensing ทีย่ิ่งมปีระสิทธิภาพ

สูงข้ึน รวมไปถึงการพัฒนาวิธีการประมวลผลแบบใหมที่ดีขึ้นเพื่อให

สอดคลองกับการใชขอมูลสมัยใหมที่มีความซับซอนมากขึ้น เนื่องจาก

ปริมาณของขอมูลที่เพ่ิมข้ึนตามมาเปนเงาตามตัว สุดทายนี้ผูเขียนยังหวัง

อีกดวยวา ทานผูอานจะมองเห็นถึงความสามารถของเทคโนโลยีการสำรวจ

จากระยะไกลและเกิดประกายความคิดพรอมกับความรูสึก “คันไม คันมือ”

ที ่จะนำเอาเทคโนโลยีชนิดนี้ไปประยุกตใชในงานของทานใหไดประโยชน

สูงสุดตอไป

เพราะขอมูล Remote Sensing เหมาะกับการ

สรางแบบจำลองของพืช

การใช Remote Sensing ที่นิยมทำกันมาก

อีกอยางหนึ่งก็คือการสรางแบบจำลองหาความ

สัมพันธระหวางพืชกับขอมูลที่ไดจาก Remote

Sensing การศึกษาประเภทนี้ใหผลลัพธจำพวก

แผนที่ชวีมวล (Biomass Map) หรือแผนที่ความ

หนาแนนของใบ (LAI Map) ประโยชนที่เห็น

ไดชัดคือการนำไปติดตามผลผลิตทางการเกษตร

หรือพยากรณผลผลิตลวงหนา นอกจากนี้ วิธกีาร

ดังกลาวยังสามารถนำไปใชติดตามผลของ

โครงการปลูกปาตางๆ วา ปาปลูกเจริญเติบโตดี

ตามเปาหมายหรอืไม นอกจากน้ี การใชเครือ่งมอื

ประเภท Laser Scanner ที่ติดตั้งอยูบนเครื่องบิน

ก็เปนที่นิยมใชในการศึกษาประเภทนี้ เชนกัน

เพราะใหขอมูล Ready-to-use ออกมาเปน

แบบจำลอง 3 มิติ แตก็ควรจะคำนึงถึงคาใชจาย

ในการใชขอมูลประเภทนี้ เพราะจะมีตนทุน

ของการใชเคร่ืองบินเขามาอยูในบัญชีงบประมาณ

ดวย

เพราะ Remote Sensing เก็บขอมูลไดทุกเวลาทุกภาวะอากาศ

การใชขอมูลประเภทเรดารก็เปนที่นิยมเชนกัน เนื่องจากประเทศที่อยู

ในพ้ืนที่ที่มีฝนตกชุก เชน ประเทศไทย มักจะมีเมฆปกคลุมพื้นที่ซึ่งไม

สามารถเก็บขอมูลไดดวยวิธีการทาง Remote Sensing ที่กลาวไวขางตน

ขอไดเปรียบของคล่ืนเรดารคือ เรดารนั้นมีความยาวชวงคลื่นในระดับเมตร

ทำใหมันสามารถทะลุเมฆฝนลงไปเก็บขอมูลการสะทอนพลังงานของพ้ืนผิว

โลกไดอยางสบาย แมวาการวิเคราะหขอมูลการสะทอนของเรดารจะทำได

ยากกวาการใชวิธีการอื่นๆ ที่กลาวไวขางตน แตเรดารก็เปนทางออกที่ดี

ที่สุดหากเราจำเปนจะตองเก็บขอมูลของพืชในเวลาที่มีเมฆฝนปกคลุม

ในปจจุบันพบวาความตองการเรดารใชงานทางดานการบริหารจัดการปาไม

มีมากกวาการใชงานทางดานการเกษตร ทั้งนี้อาจมีสาเหตุมาจากการที่

ขอมูลเรดารนั้นวิเคราะหไดยากและความถูกตองในการคำนวณคาความ

สัมพันธกับลักษณะทางกายภาพของพืชยังมคีานอยกวาวิธกีารอื่นๆ ที่กลาว

ไปแลวกอนหนานี้

ภาพแสดง Spectral Signatures ของพืชชายเลน ที่พบบอยในประเทศไทย 16 ชนิด (เจาของภาพ ชัยโชค ไวภาษา)

(เจาของภาพ www.asdi.com)

สนใจติชมหรือสอบถามเรื่องราวเพิ่มเติมจากผูเขียนไดโดยตรงที่ ดร.ชัยโชค ไวภาษา ภาควิชาวิศวกรรมสำรวจ คณะวิศวกรรมศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย หรือ chaichoke@hotmail.com หรือ vaiphasa@alumni.itc.nl