חישה מרחוק

חישה מרחוק (באנגלית: Remote sensing) הוא מונח כולל למגוון שיטות לאיסוף מידע מאזור נתון על פני כדור הארץ ללא מגע ישיר עמו, שמתבצע באמצעים מכניים, אלקטרוניים ואופטיים. מטרת החישה היא גילוי וזיהוי של מטרות מסוגים שונים - החל מפעילות צבאית, דרך מדידת זיהום אוויר ועד גילוי נפט. תהליכים אלה משלבים ניתוח ממצאים ממוכן ואנושי. 
חישה מרחוק מבוססת על קליטת פוטונים שהמטרה פולטת או מחזירה. פוטונים אלה נקלטים בגלאי (אנטנת רדיו, מצלמה, גלאי תרמי ועוד). הגלאי עשוי להיות מותקן על פני הקרקע, בכלי רכב, במטוס או על לוויין. גלאים מסוימים מורכבים ממספר גלאים, המאפשרים איסוף מידע בתחומים שונים של הספקטרום האלקטרומגנטי. המידע שנאסף בגלאים השונים מוצלב במטרה לאתר בו דפוסים מסוימים, כדי לגלות ולזהות מטרות מסוגים שונים. 
מכיוון שבחישה מרחוק אין יודעים באיזה מקום נמצאת המטרה, ואם היא בכלל קיימת, אחד האתגרים הוא לכסות אזור גדול ככל שניתן בזמן קצר ככל האפשר, ולאסוף את מירב האינפורמציה מהאזור הנמדד. החישה יכולה להיות פסיבית (מסתמכת על פליטת פוטונים של אור או חום שהמטרה פולטת בעצמה או מחזירה מקרינה קיימת, למשל אור השמש) או אקטיבית (מסתמכת על הארה יזומה של האזור הנמדד על ידי ציוד החישה, למשל על ידי לייזר או רדאר).

הגלאי

בגלאי נמצאת עדשה שקולטת את האנרגיה שמגיעה מהאזור הנמדד. במקרים רבים אנרגיה זו מופרדת לאורכי הגל השונים על ידי מנסרה או סריג ואלה נופלים על מערך של חיישנים שכל אחד מהם פולט זרם חשמלי כאשר נופלת עליו קרינה. מידע זה נשמר (בדרך כלל באופן דיגיטלי), לרוב כמספר תמונות של אותו אזור נמדד. כל פיקסל בתמונות השונות מתעד את עוצמת הקרינה שהגיעה לחיישן מאזור נתון בפני השטח, באורכי הגל השונים.

חישה לוויינית

לוויינים מאפשרים איסוף של מידע רב מבלי לחשוף את הגוף האוסף. ללוויינים יתרונות רבים ביחס למטוסים, אך עלות השיגור שלהם יקרה ואורך חייהם קצר יחסית. מבדילים בין שני סוגי לוויינים: לוויין גאוסטציונרי שנמצא בנקודה קבועה מעל פני כדור הארץ, בגובה 36,000 קילומטר. הוא יכול לספק מידע על אותו מקום בכל זמן נתון, ולאור גובהו שטח הכיסוי שלו גדול מאוד - אך בגלל שאינו נע ביחס לכדור הארץ, הוא אינו מסוגל לספק שום מידע לגבי אזורים אחרים (דרושים שלושה לוויינים גאוסטציונריים כדי לכסות את כל כדור הארץ - מלבד חלק מהקטבים), ולוויין פולארי - לוויין העובר בצורת לולאה בין הקטבים ומגיע אליהם מדי 90 דקות. הלוויין מגיע לקוטב, יורד וחוזר לקוטב, ונמצא בגובה של כ-700 ק"מ; ישנם גם לוויינים במגוון גבהים אחרים, במגוון מהירויות ומסלוליהם מעל כדור הארץ. חלק מהלוויינים המשמשים לחישה מצלמים באופן רציף, אחרים מכסים בצילומיהם שטחים נבחרים לאחר קבלת הוראה מהקרקע.

פיענוח

את פיענוח התמונה המתקבלת ניתן לבצע באופן ויזואלי, בדומה לפענוח תצלומי אוויר, אך ניתן גם לפענח את הספקטרום באופן ממוחשב. בפיענוח זה מושווה עוצמת הקרינה באורכי הגל השונים בכל הפיקסל, כפי שנקלט באמצעות החיישנים. היחסים בין העוצמות באורכי גל שונים ובתחומי ספקטרום שונים הם מעין טביעת אצבע המאפשרת הבחנה בין חומרים שונים ובין מצבים שונים של אותו חומר: לכל חומר דפוס שונה של בליעה והחזרה של פוטונים, שניתן לזיהוי בספקטרום הנמדד ממנו. בהתאם למידע הספקטרלי ניתן להפיק גם מפה נושאית של אזורים שונים.
פיענוח הדימות נעשה כיום באמצעים דיגיטליים על-גבי מחשבים, באמצעות תוכנות ייעודיות שפיתחו חברות כמו PCI, RSI ו-ERDAS. תוכנות אלה מאפשרות צפייה ויזואלית במטריצות הפיקסלים (הדימות), ניתוח של הספקטרום, הצלבה בין הערוצים, חישובים מתמטיים בין הערוצים, יצירת מפות נושאיות והגדרה של אזורי עניין על-גבי הדימות כחלק מהשוואה בין ספקטרום החומרים שנאספו בשטח לבין ספרייה ספקטרלית מקיפה המאפשרת זיהוי של החומר.
עד לשנות ה-70 של המאה ה-20 פותחה החישה מרחוק בעיקר ליישומים צבאיים ורק מאוחר יותר החל פיתוח יישומים אזרחיים. כיום החישה מרחוק היא מסחרית בעיקרה, באמצעות לווייני SPOT ו-Landsat הפולאריים. במקביל יורדים מחירי הדימות והשימוש הופך לפשוט ולידידותי. כיום מקובל במקרים רבים להחליף את השימוש בתצלומי אוויר בתצלומי לוויין, שהרזולוציה המרחבית שלהם הולכת ומשתפרת.
איל בן דור היה מן הראשונים שהראה כי תכונות קרקע יכולות להקבע על ידי מדידה מהירה של החזרת האור ופיתח תחום ייחודי זו.