ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΗΣ ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑΚΟΥ ΚΡΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ «ΚΡΑΤΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ VORONEZH»

ΜΑΚΡΙΝΟΣ

ΑΝΑΚΤΗΣΗ ΤΗΣ ΓΗΣ ΚΑΤΑ ΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ

ΕΡΕΥΝΑ

Εγχειρίδιο για τα πανεπιστήμια

Συντάχθηκε από: A. I. Tregub, O. V. Zhavoronkin

Εκδοτικό και Εκτυπωτικό Κέντρο του Κρατικού Πανεπιστημίου Voronezh

Κριτής: Υποψήφιος Γεωλογικών και Ορυκτολογικών Επιστημών, Αναπληρωτής Καθηγητής του Τμήματος Ορυκτών Πόρων και Χρήσης Υπεδάφους Yu. N. Strik

Το εγχειρίδιο εκπονήθηκε στο Τμήμα Γενικής Γεωλογίας και Γεωδυναμικής, Σχολή Γεωλογίας, Κρατικό Πανεπιστήμιο Voronezh.

Συνιστάται για φοιτητές πλήρους και μερικής φοίτησης της Γεωλογικής Σχολής του Κρατικού Πανεπιστημίου του Voronezh κατά τη μελέτη των μαθημάτων: «Τηλεπισκόπηση της Γης», «Αεροδιαστημικές μελέτες της λιθόσφαιρας», «Αεροδιαστημικές μέθοδοι».

Για κατεύθυνση: 020300 – Γεωλογία

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ..................................................... .................................................... .......... ....
1. ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ
ΕΙΚΟΝΕΣ ΑΕΡΟΔΙΑΣΤΗΜΑΤΟΣ................................................................................
1.1. Αεροφωτογράφηση................................................ ..........................................................
1.2. Διαστημική φωτογραφία................................................ ..........................................
1.3. Συνοπτικά χαρακτηριστικά συστημάτων απεικόνισης χώρου
μερικές χώρες................................................ .........................................
2. ΥΛΙΚΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ
Η ΓΗ ΣΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ................................
2.1. Φυσικά θεμέλια της Τηλεπισκόπησης της Γης.........
2.2. Υλικά τηλεπισκόπησης της γης................................
2.3. Επεξεργασία και μετατροπή υλικών τηλεχειρισμού
Ανίχνευση Γης................................................ ...................................................
2.4. Επεξεργασία και μετασχηματισμός ψηφιακής ανακούφισης................................
2.5. Πακέτα λογισμικού για επεξεργασία και ανάλυση υλικών
Τηλεπισκόπηση της Γης...................................................... ..................... ....
3. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΚΗ ΒΑΣΗ ΔΙΑΚΟΣΜΗΣΗ
ΥΛΙΚΑ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ
ΓΗ ................................................... .................................................... .......... ..........
3.1. Γενικές αρχές αποκρυπτογράφησης υλικών
τηλεπισκόπηση ................................................ ...................................
3.2. Χαρακτηριστικά αποκρυπτογράφησης................................................ ...................................
3.3. Μέθοδοι αποκρυπτογράφησης................................................ ................ ................
4. ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΥΛΙΚΩΝ
ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ...............................................
4.1. Αποκρυπτογράφηση του βράχου της βάσης................................................ .....................
4.2. Αποκρυπτογράφηση τεταρτοταγών σχηματισμών................................
4.3. Γεωμορφολογική ερμηνεία................................................ ....
5. ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΑΠΟΣΤΟΛΗΣ
ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΗΣ ΓΗΣ ΚΑΤΑ ΤΗ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ
ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΧΑΡΤΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΚΑΙ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗΣ.....................................
5.1. Υλικά τηλεπισκόπησης για γεωλογικά
χαρτογράφηση................................................. ..........................................................
5.2. Υλικά τηλεπισκόπησης
σε μελέτες πρόβλεψης και αναζήτησης.............................................. ..............
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ................................................. ................................................... ....

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Τηλεπισκόπηση Γης (ERS) είναι η μελέτη του πλανήτη μας με τη βοήθεια αέρα και διαστημικών σκαφών, τα οποία είναι εξοπλισμένα με διάφορους αισθητήρες (αισθητήρες) που καθιστούν δυνατή την απόκτηση πληροφοριών για τη φύση της επιφάνειας της Γης, την κατάσταση του αέρα και των υδάτινων κελυφών της και τη γεωφυσική της χωράφια. Τα υλικά τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται σε μεγάλη ποικιλία τομέων της εθνικής οικονομίας. Έχουν επίσης μεγάλη σημασία στη γεωλογική έρευνα.

Ιστορία της ανάπτυξης των μεθόδων τηλεπισκόπησης

(MDZ) συνήθως ξεκινούν το 1783, με την πρώτη εκτόξευση του μπαλονιού των αδερφών Montgolfier, που σηματοδότησε την αρχή των αεροακουστικών παρατηρήσεων της επιφάνειας της Γης. Το 1855, οι πρώτες φωτογραφίες από μπαλόνι, που τραβήχτηκαν από ύψος περίπου 300 μ., χρησιμοποιήθηκαν για την κατάρτιση ενός ακριβούς σχεδίου της πόλης του Παρισιού. Για γεωλογικούς σκοπούς, η φωτογράφηση των Άλπεων από ψηλές κορυφές χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τη Γαλλίδα γεωλόγο Emme Civilier (1858–1882).

Έναρξη χρήσης αεροφωτογράφησης στη Ρωσία χρονολογείται από πίσω

1866, όταν ο υπολοχαγός A.M. Kovalko φωτογράφισε την Αγία Πετρούπολη και την Κρονστάνδη από ένα μπαλόνι σε υψόμετρο από 600 έως 1000 μέτρα. Οι συστηματικές έρευνες στη Ρωσία για τη σύνταξη τοπογραφικών χαρτών και τη μελέτη των φυσικών πόρων ξεκίνησαν το 1925, με τη γέννηση της πολιτικής αεροπορίας. Για τους σκοπούς αυτούς το 1929

V Το Ινστιτούτο Αεροφωτογραφίας ιδρύθηκε στο Λένινγκραντ. Ο εμπνευστής της δημιουργίας του και πρώτος διευθυντής ήταν ο ακαδημαϊκός Alexander Evgenievich Fersman. Από το 1938, η χρήση υλικού αεροφωτογράφησης έγινε υποχρεωτική κατά τη διεξαγωγήεργασίες γεωλογικής έρευνας. Στη δεκαετία του σαράντα, δημιουργήθηκε μια Αεροφωτογεωλογική αποστολή υπό τη Γεωλογική Επιτροπή, η οποία μετατράπηκε το 1949 σε All-Union Aerogeological Trust (VAGT), το οποίο αργότερα αναδιοργανώθηκε.

V έρευνα και παραγωγήγεωλογική ένωση "Aerogeology" (τώρα Ομοσπονδιακή Κρατική Ενιαία Επιχείρηση "Aerogeology"). Παράλληλα, ιδρύθηκε το Εργαστήριο Αερομεθόδων «ΛΑΕΜ» (τώρα «Ερευνητικό Ινστιτούτο Κοσμο-Αερογεωλογικών Μεθόδων» - Κρατική Ενιαία Επιχείρηση «ΒΝΙΙΚΑΜ»). Ως αποτέλεσμα των δραστηριοτήτων τους, μέχρι το 1957, πραγματοποιήθηκε μια μικρής κλίμακας έρευνα ολόκληρης της επικράτειας της ΕΣΣΔ και συντάχθηκε ένας Κρατικός Γεωλογικός Χάρτης σε κλίμακα 1: 1.000.000. Στη δεκαετία του εξήντα και του εβδομήντα,

εισαγωγή νέων τύπων περιφερειακής έρευνας: ομαδική γεωλογική έρευνα (GGS) και αεροφωτογεωλογική χαρτογράφηση (AFGK). Εμφανίστηκαν φασματοζωνικές, θερμικές και ραντάρ έρευνες. Η ανάπτυξη εναέριων μεθόδων προκαθόρισε τη μετάβαση της τηλεπισκόπησης της Γης σε ένα νέο ποιοτικό επίπεδο - τη μελέτη της Γης από το διάστημα.

Ανάπτυξη της αστροναυτικήςξεκίνησε με την ανάπτυξη βαλλιστικών πυραύλων, οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν, ιδίως, για τη φωτογράφηση της επιφάνειας της Γης από μεγάλα (περίπου 200 km) υψόμετρα. Οι πρώτες εικόνες λήφθηκαν στις 24 Οκτωβρίου 1946 χρησιμοποιώντας έναν πύραυλο V-2 (γερμανικός πύραυλος Fau-2) που εκτοξεύτηκε από το χώρο δοκιμών White Sands (ΗΠΑ) σε μια υποτροχιακή τροχιά. Η επιφάνεια της γης φωτογραφήθηκε με κάμερα φιλμ 35 mm σε ασπρόμαυρο φωτογραφικό φιλμ από υψόμετρο περίπου 120 km. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '50, η φωτογράφιση της επιφάνειας της γης γινόταν κυρίως για στρατιωτικούς σκοπούς από διάφορες χώρες χρησιμοποιώντας βαλλιστικούς πυραύλους.

Εκτοξεύτηκε ο πρώτος τεχνητός δορυφόρος της Γης (AES) στον κόσμο - PS-1 (Ο απλούστερος δορυφόρος - 1). Ο βαλλιστικός πύραυλος R-7 (Sputnik) χρησιμοποιήθηκε για εκτόξευση σε τροχιά. Η μάζα του δορυφόρου ήταν 83,6 kg, η διάμετρός του ήταν 0,58 m και η περίοδος τροχιάς του ήταν 96,7 λεπτά. Περίγειο – 228 χλμ., απόγειο – 947 χλμ. Ο δορυφόρος είχε σχήμα μπάλας, ήταν εξοπλισμένος με δύο κεραίες και έναν ραδιοπομπό - ένα φάρο. Έκανε 1440 τροχιές γύρω από τη Γη και στις 4 Ιανουαρίου 1958 μπήκε στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας και έπαψε να υπάρχει. Κατά τη διάρκεια της πτήσης του, ελήφθησαν νέες πληροφορίες για τη δομή της ανώτερης ατμόσφαιρας.

Η πρώτη προσπάθεια εκτόξευσης του δορυφόρου Vangard-1 χρησιμοποιώντας πύραυλο Jpiter-C στις ΗΠΑ στις 6 Δεκεμβρίου 1957 κατέληξε σε ατύχημα. Στη δεύτερη προσπάθεια (1η Φεβρουαρίου 1958), ο ίδιος πύραυλος εκτόξευσε τον δορυφόρο Explorer-1 σε τροχιά. Ο δορυφόρος είχε σχήμα πούρου και ζύγιζε 13 κιλά. Στο πλοίο υπήρχε εξοπλισμός καταγραφής μικρομετεωριτών και επιπέδων ακτινοβολίας. Με τη βοήθειά του ανακαλύφθηκαν οι ζώνες ακτινοβολίας της Γης. Ο δορυφόρος έκανε 58 χιλιάδες τροχιές γύρω από τη Γη και κάηκε στην ατμόσφαιρα στις 31 Μαρτίου 1970. Οι τροχιακές του παράμετροι: απόγειο – 2548 km, περίγειο 356 km. Λειτουργούσε σε ενεργό τρόπο μέχρι τις 23 Μαΐου 1958. Στις 7 Αυγούστου 1959 εκτοξεύτηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες ο Explorer 6, ο οποίος μετέδωσε την πρώτη τηλεοπτική εικόνα της Γης από το διάστημα. Ο πρώτος δορυφόρος για παρατηρήσεις καιρού (Tiros-1) εκτοξεύτηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες την 1η Απριλίου 1960. Ένας δορυφόρος με παρόμοιο

Στις 26 Νοεμβρίου 1965, η Γαλλία εκτόξευσε τον δορυφόρο Asterix 1. Στις 11 Φεβρουαρίου 1970, η Ιαπωνία εκτόξευσε τον δορυφόρο Osumi σε τροχιά. Στις 24 Απριλίου του ίδιου έτους, η Κίνα έγινε διαστημική δύναμη (δορυφόρος Dongfanghong). Η Αγγλία εκτόξευσε τον πρώτο της δορυφόρο, Prospero, στις 28 Οκτωβρίου 1971 και η Ινδία εκτόξευσε τον πρώτο της δορυφόρο, Rohini, στις 18 Ιουλίου 1980.

Οι επανδρωμένες πτήσεις στο διάστημα ξεκίνησαν στις 12 Απριλίου 1961 από τον Γιούρι Αλεξέεβιτς Γκαγκάριν στο πλοίο «Vostok», και στις 6 Αυγούστου του ίδιου έτουςΓερμανός Στεπάνοβιτς Τίτοφ Για πρώτη φορά φωτογράφισε τη Γη από το επανδρωμένο διαστημόπλοιο Vostok. Στη ρωσική κοσμοναυτική, οι δορυφόροι της σειράς Cosmos είχαν μεγάλη σημασία. Η πρώτη εκτόξευση αυτής της σειράς δορυφόρων έγινε στις 16 Μαρτίου 1962 και μέχρι το 2007 είχαν ήδη εκτοξευθεί 2.400 δορυφόροι για διάφορους σκοπούς. Περίπου κάθε τρία χρόνια, 250 δορυφόροι της σειράς Cosmos εκτοξεύονταν σε τροχιά. Ένα σημαντικό μέρος τους ήταν εξοπλισμένο με εξοπλισμό για τη διενέργεια μελετών πόρων. Με τη βοήθειά τους, ελήφθησαν διαστημικές φωτογραφίες υψηλής ποιότητας για ολόκληρη την επικράτεια της ΕΣΣΔ. Ο σύγχρονος αστερισμός των ρωσικών δορυφόρων περιλαμβάνει περισσότερες από 110 συσκευές για διάφορους σκοπούς. Οικονομικό αποτέλεσμα μόνο από τη χρήση δορυφόρων της σειράς"Πόρων-0" ανήλθε σε περίπου 1,2 δισεκατομμύρια ρούβλια. ετησίως και δορυφόροι της σειράς Meteor και Electro - 10 δισεκατομμύρια ρούβλια. στο έτος.

Επί του παρόντος, εκτός από τη Ρωσία και τις Ηνωμένες Πολιτείες, η Γαλλία, η Γερμανία, η Ευρωπαϊκή Ένωση, η Ινδία, η Κίνα, η Ιαπωνία, το Ισραήλ και άλλες χώρες έχουν τα δικά τους δορυφορικά συστήματα.

1. ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗΣ ΑΕΡΟΔΙΑΣΤΗΜΑΤΟΣ

Οι τεχνολογίες αεροφωτογράφησης προηγήθηκαν των τεχνολογιών διαστημικής απεικόνισης στην ανάπτυξη της τηλεπισκόπησης της Γης. Στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης της τηλεπισκόπησης της Γης από το διάστημα, πολλές τεχνολογικές τεχνικές για τη διεξαγωγή αεροφωτογράφησης μεταφέρθηκαν σε αυτό, αλλά καθώς αναπτύχθηκε η διαστημική έρευνα, προέκυψαν νέα όργανα, καθώς και νέες τεχνολογίες. Σε αυτή την περίπτωση, ο σχηματισμός και η ταχεία ανάπτυξη τεχνολογιών υπολογιστών με στόχο την επεξεργασία δεδομένων τηλεπισκόπησης ήταν υψίστης σημασίας.

1.1. Αεροφωτογράφηση

Η αεροφωτογράφηση της επιφάνειας της γης μπορεί να πραγματοποιηθεί, ανάλογα με τις εργασίες που έχουν ανατεθεί, με αεροπλάνα και ελικόπτερα, μπαλόνια, ακόμη και μηχανοκίνητα ανεμόπτερα, καθώς και μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα. Υπάρχουν φωτογραφικές, θερμικές, ραντάρ και πολυφασματικές αεροφωτογραφίες. Η φωτογραφική έρευνα (αεροφωτογραφία) για τους σκοπούς της γεωλογικής χαρτογράφησης είναι η πιο σημαντική, όχι μόνο επειδή έχει το μεγαλύτερο περιεχόμενο πληροφοριών, αλλά και επειδή κατά την υλοποίησή της έχει συσσωρευτεί σημαντικός αριθμός αεροφωτογραφικού υλικού διαφόρων κλιμάκων και σε διάφορες περιοχές . Επομένως, κατά τη διεξαγωγή εργασιών γεωλογικής έρευνας, μπορεί να είναι πιο οικονομικά εφικτό να χρησιμοποιηθεί αεροφωτογραφικό υλικό που είναι ήδη διαθέσιμο στο ταμείο παρά να παραγγελθεί η παραγωγή νέων αεροφωτογραφιών.

Η αεροφωτογράφηση της περιοχής χρησιμοποιείται για διάφορους σκοπούς, οι σημαντικότεροι από τους οποίους είναι η σύνταξη και διόρθωση τοπογραφικών χαρτών και γεωλογική έρευνα. Η αεροφωτογραφία μπορεί να είναι σημείου, διαδρομής και περιοχής. Η σποτ φωτογραφία εκτελείται κατά τη μελέτη σημειακών αντικειμένων. Η έρευνα διαδρομής πραγματοποιείται κατά μήκος μιας δεδομένης γραμμής (ακτογραμμή, κατά μήκος κοίτης ποταμού κ.λπ.). Η τοπογραφία πραγματοποιείται εντός καθορισμένων περιοχών, οι οποίες συνήθως καθορίζονται από τα πλαίσια τοπογραφικών πινακίδων. Μια σημαντική απαίτηση για τη λήψη είναι η απαίτηση ότι οι περιοχές των γειτονικών εικόνων πρέπει να επικαλύπτονται. Κατά μήκος της γραμμής διαδρομής - διαμήκης επικάλυψη, πρέπει να είναι τουλάχιστον 60%, και μεταξύ διαδρομών (εγκάρσια επικάλυψη) - τουλάχιστον 30%. Το καθορισμένο ύψος πτήσης πρέπει επίσης να διατηρηθεί. Η συμμόρφωση με αυτές τις παραμέτρους είναι απαραίτητη για τη λήψη στερεοφωνικού εφέ (τρισδιάστατη εικόνα της περιοχής).

Η αεροφωτογραφία μπορεί να είναι προγραμματισμένη και προοπτική. Η προγραμματισμένη αεροφωτογράφηση, σχεδιασμένη για την επίλυση τοπογραφικών προβλημάτων, χαρακτηρίζεται από αυξημένες απαιτήσεις για τις μέγιστες αποκλίσεις του επιπέδου εικόνας από το οριζόντιο επίπεδο. Οι φωτογραφίες προοπτικής, σε συνδυασμό με φωτογραφίες κάτοψης, είναι πολύ χρήσιμες για τη μελέτη της γεωλογικής δομής ψηλών ορεινών περιοχών με απότομες πλαγιές.

Για αεροφωτογράφηση εντός της επικράτειας της Ρωσίας, χρησιμοποιούνται συχνότερα τα αεροσκάφη An-2, An-28 FC, An-30, Tu-134 SH.

Για περισσότερα από 60 χρόνια (ρεκόρ στο βιβλίο Γκίνες!) το κύριο αεροσκάφος ήταν (και εξακολουθεί να είναι) το An-2 (η τροποποίησή του για αεροφωτογράφηση, το An-2F). Είναι πολύ αξιόπιστο,

τεχνικές παράμετροι που πληρούν τις προϋποθέσεις για τη διεξαγωγή αεροφωτογράφησης: δυνατότητα χρήσης μη ασφαλτοστρωμένων αεροδρομίων με μήκος διαδρόμου όχι μεγαλύτερο από 200 m για απογείωση και 120 m για προσγείωση. μέγιστο ύψος πτήσης 5200 m (με ανώτατο όριο υπηρεσίας 4500 m). οικονομικός εμβολοφόρος κινητήρας ισχύος 1000 ίππων. Με.; ταχύτητα πτήσης που κυμαίνεται από 150 έως 250 km/h εύρος πτήσης (990 km), επαρκής για τη διενέργεια επισκοπήσεων σε μεγάλες περιοχές· μεγάλος όγκος της ατράκτου, επιτρέποντας την ελεύθερη τοποθέτηση εξοπλισμού και τριμελούς πληρώματος (συμπεριλαμβανομένου του χειριστή).

Από το 1974 χρησιμοποιείται το εξειδικευμένο αεροσκάφος An-30. Το εργοστάσιό του αποτελείται από δύο turboprop κινητήρες ισχύος 2820 ίππων ο καθένας. s., και έναν επιπλέον κινητήρα τζετ 500 ίππων. Με. Η ταχύτητα πλεύσης του αεροσκάφους είναι 435 km/h, το μέγιστο ύψος πτήσης είναι 8300 m. Η αυτονομία είναι 1240 km, η διαδρομή απογείωσης σε τσιμεντένιο διάδρομο είναι 720 m, η μέση κατανάλωση καυσίμου είναι 855 kg/ώρα. Το μέγιστο βάρος απογείωσης του αεροσκάφους είναι 23 τόνοι Το βάρος του φωτογραφικού εξοπλισμού είναι 650 κιλά. Το πλήρωμα (συμπεριλαμβανομένου του χειριστή) αποτελείται από 7 άτομα. Η αεροφωτογράφηση πραγματοποιείται σε κλίμακες από 1: 3.000 έως 1: 200.000. Επί του παρόντος, στη διάθεση της Πολεμικής Αεροπορίας (Αεροπορία) δεν υπάρχουν περισσότερα από 10 οχήματα αυτού του τύπου. Τα αεροσκάφη An-28 FC έχουν παρόμοια χαρακτηριστικά.

Το γεωργικό αεροσκάφος Tu-134 CX αναπτύχθηκε το 1984. Το αεροσκάφος είναι εξοπλισμένο με ραντάρ πλευρικής σάρωσης (RLS). Το ειδικό συγκρότημα πλοήγησης "Mayak" και το αυτόματο σύστημα ελέγχου διατηρούν μια δεδομένη πορεία και φωτογραφίζουν την περιοχή σύμφωνα με ένα δεδομένο πρόγραμμα. Πέντε ενσωματωμένες κάμερες επιτρέπουν λήψη στο εύρος ραδιοσυχνοτήτων, ορατών και υπέρυθρων. Στην καμπίνα υπάρχουν 9 θέσεις εργασίας με ειδικό εξοπλισμό, πίνακες ελέγχου και φωτογραφικό εργαστήριο (για επεξεργασία φωτογραφικού υλικού κατά την πτήση). Σε ένα ταξίδι (4,5 ώρες), μπορεί να φωτογραφηθεί μια περιοχή 100 × 100 km (10.000 km² είναι η κατά προσέγγιση περιοχή δύο τοπογραφικών ταμπλέτων σε κλίμακα 1: 200.000).

Η αεροφωτογράφηση εκτελείται με χρήση ειδικών ευρείας

κάμερες άνθρακα, τα οποία είναι εγκατεστημένα στην καταπακτή της ατράκτου του αεροσκάφους. Τα γυροσυστήματα χρησιμοποιούνται για τη στερέωση της κάμερας σε οριζόντιο επίπεδο. Το φιλμ τοποθετείται σε ειδικές κασέτες χωρητικότητας 30 ή 60 μ. Το πλάτος του φιλμ, ανάλογα με τις παραμέτρους της κάμερας, είναι 18 cm ή 30 cm.

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει επίσης ένα ρελέ χρόνου (μηχανισμός ρολογιού) που παρέχει μια δεδομένη έκθεση λήψης και μια λειτουργία επαναφοράς φιλμ. Επί του παρόντος, οι κάμερες με φακούς της σειράς "Uran" χρησιμοποιούνται συχνότερα: με εστιακές αποστάσεις 250 mm, γωνία οπτικού πεδίου 54º, μέγεθος καρέ 180 × 180 mm ("Uran-9"), καθώς και με εστιακή απόσταση 750 mm και μέγεθος πλαισίου 300 x 300 mm (“Uran-16”).

Τα τελευταία χρόνια, τα συστήματα ψηφιακής λήψης χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για αεροφωτογράφηση. . Γενικά, το ψηφιακό ca-

τα μέτρα είναι πιο αξιόπιστα στη λειτουργία, μειώνουν σημαντικά τη διάρκεια της τεχνολογικής διαδικασίας, οι ψηφιακές εικόνες είναι απαλλαγμένες από «κοκκία». Παρέχουν τη δυνατότητα λήψης πανχρωματικών, έγχρωμων και φασματοζωνικών εικόνων στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο εύρος. Το διάστημα φωτογράφισης είναι μικρότερο από ένα δευτερόλεπτο, το οποίο επιτρέπει τη λήψη μεγάλης κλίμακας με διαμήκη επικάλυψη έως και 80–90%. Μεταξύ των γενικών ιδιοτήτων των ψηφιακών εναέριων καμερών διαφόρων συστημάτων, πρέπει να επισημανθεί η χρήση δεκτών ακτινοβολίας μήτρας ή γραμμικού τύπου. συνθετικό πλαίσιο (για κάμερες μεγάλου φορμά) – το πλαίσιο του συστήματος που προκύπτει σχηματίζεται από ένα σύνολο υποπλαισίων, αντίστοιχων μητρών ή γραμμικών δεκτών. Υποστήριξη GPS/INS – οι χωρικές και γωνιακές συντεταγμένες των συστημάτων συντεταγμένων εναέριας κάμερας (στοιχεία εξωτερικού προσανατολισμού) καθορίζονται χρησιμοποιώντας εργαλεία αδρανειακής πλοήγησης και συστήματα δορυφορικής γεωεντοπισμού GPS ή GLONASS.

Ραντάρ (ραντάρ) αεροφωτογράφηση εκτελούνται με τη βοήθεια

πλευρικών συστημάτων ραντάρ (RLSSO) που είναι εγκατεστημένα στο αεροσκάφος. Από την πηγή της ακτινοβολίας μικροκυμάτων, το σήμα κατευθύνεται στην επιφάνεια της γης, ανακλάται από αυτήν και επιστρέφει στην κεραία λήψης. Με τη χρήση ειδικών προγραμμάτων, η καταγραφή των ανακλώμενων σημάτων μετατρέπεται σε φωτογραφική εικόνα της επιφάνειας της γης.

1.2. Διαστημική φωτογραφία

Τα τελευταία χρόνια, η διαστημική φωτογραφία της επιφάνειας της γης έχει γίνει ένας ανεξάρτητος κλάδος της τηλεπισκόπησης της Γης. Τα συστήματα ανίχνευσης διαστήματος περιλαμβάνουν αρκετά σημαντικά στοιχεία: οχήματα για την παράδοση του απαραίτητου εξοπλισμού σε τροχιά χαμηλής γης, διαστημικές πλατφόρμες - φορείς

εξοπλισμός επιτήρησης, αισθητήρες (αισθητήρες), εγκαταστάσεις μετάδοσης πληροφοριών και επίγεια κέντρα για τη λήψη, την επεξεργασία αυτών των πληροφοριών και την παράδοσή τους στον καταναλωτή.

Τα κύρια μέσα παράδοσης είναι απαραίτητα -

Ο πιο συνηθισμένος εξοπλισμός για τροχιές χαμηλής γης είναι πύραυλοι διαφόρων κατηγοριών. Στην ΕΣΣΔ, οι παλαιότεροι από αυτούς ήταν ελαφροί πύραυλοι Βοστόκ τριών σταδίων. Με τη βοήθειά τους πραγματοποιήθηκαν επανδρωμένες πτήσεις, εκτοξεύτηκαν τεχνητοί δορυφόροι Γης (AES) της σειράς Cosmos και εκτοξεύτηκαν σεληνιακούς σταθμούς. Επιπλέον, πολλά οχήματα εκτόξευσης που έχουν αφαιρεθεί από υπηρεσία χρησιμοποιούνται ευρέως σε αυτήν την κατηγορία, ιδίως ο πύραυλος Zenit, ο οποίος προορίζεται επίσης ως στοιχείο του ανώτερου σταδίου του συστήματος Energia-Buran.

Χρησιμοποιείται με επιτυχία ο πύραυλος μεσαίας κλάσης Soyuz τριών σταδίων, με χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου περίπου 7 τόνων, καθώς και ο πύραυλος τεσσάρων σταδίων Molniya που δημιουργήθηκε στη βάση του, για την εκτόξευση των δορυφόρων Prognoz και Molniya.

Δημιουργήθηκε σχεδόν πριν από μισό αιώνα, ο πολυβάθμιος πύραυλος βαριάς κλάσης «Proton» με χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου άνω των 20 τόνων χρησιμοποιήθηκε και χρησιμοποιείται τώρα για διάφορους σκοπούς: για την εξερεύνηση της Σελήνης, πλανητών του ηλιακού συστήματος, για εκτόξευση επανδρωμένων σταθμοί «Salyut», «Mir» σε τροχιά κοντά στη Γη, σε γεωστατικές τροχιές δορυφόρων «Ορίζοντας», «Ουράνιο τόξο», «Οθόνη» κ.λπ.

ΣΕ Μάιος 1987, σε σχέση με την ανάπτυξη του προγράμματος για τη δημιουργία ενός επαναχρησιμοποιήσιμου διαστημικού σκάφους "Energia-Buran" εισήχθη

V λειτουργία ενός υπερ-βαρέως πυραύλου δύο σταδίων της κλάσης Energia με βάρος εκτόξευσης άνω των 2000 τόνων και χωρητικότητα ωφέλιμου φορτίου περίπου 200 τόνων. Εκτός από τη χρήση αυτού του πυραύλου για την εκτόξευση επαναχρησιμοποιήσιμων διαστημικών σκαφών σε τροχιά χαμηλής Γης, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παράδοση άλλου φορτίου. Αυτό διακρίνει το σύστημα Energia-Buran από το αμερικανικό σύστημα διαστημικού λεωφορείου, το οποίο έχει παρόμοιο σκοπό.

Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενοι ξένοι πύραυλοι είναι οι πύραυλοι της σειράς Delta (ΗΠΑ) και Arian (Γαλλία).

Εκτός από τους τεχνητούς δορυφόρους, τροχιακοί σταθμοί (Salyut-4, 5, 6, Mir), καθώς και επανδρωμένα διαστημόπλοια της σειράς Soyuz, χρησιμοποιήθηκαν για έρευνα πόρων στη Ρωσία.

ΣΕ Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το έργο Space Shuttle έπαιξε σημαντικό ρόλο στη διαστημική έρευνα. Το έργο αναπτύχθηκε αρχικά σε στρατιωτικά κέντρα

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στο http://www.allbest.ru/

1. Βασικές έννοιες της Τηλεπισκόπησης της Γης. Σχέδιο τηλεπισκόπησης

γεωδαιτική γη τηλεπισκόπησης

Τηλεπισκόπηση της Γης (ERS) - λήψη πληροφοριών σχετικά με την επιφάνεια της Γης και τα αντικείμενα σε αυτήν, την ατμόσφαιρα, τον ωκεανό, το ανώτερο στρώμα του φλοιού της γης χρησιμοποιώντας μεθόδους χωρίς επαφή στις οποίες η συσκευή καταγραφής αφαιρείται από το ερευνητικό αντικείμενο στο σημαντική απόσταση.

Η φυσική βάση της τηλεπισκόπησης είναι η λειτουργική σχέση μεταξύ των καταγεγραμμένων παραμέτρων της ίδιας ή της ανακλώμενης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου και των βιογεωφυσικών χαρακτηριστικών και της χωρικής του θέσης.

Η τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται για τη μελέτη των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των αντικειμένων.

Η τηλεπισκόπηση προσδιορίζει δύο αλληλένδετες περιοχές

Φυσικές επιστήμες (εξ αποστάσεως εκπαίδευση)

Μηχανική και τεχνική (μέθοδοι εξ αποστάσεως)

Τηλεπισκόπηση

Τεχνικές τηλεπισκόπησης

Το θέμα της τηλεπισκόπησης ως επιστήμης είναι οι χωροχρονικές ιδιότητες και σχέσεις φυσικών και κοινωνικοοικονομικών αντικειμένων, που εκδηλώνονται άμεσα ή έμμεσα στη δική τους ή ανακλώμενη ακτινοβολία, που καταγράφεται εξ αποστάσεως από το διάστημα ή από τον αέρα με τη μορφή δισδιάστατης εικόνας. - ένα στιγμιότυπο.

Οι μέθοδοι τηλεπισκόπησης βασίζονται στη χρήση αισθητήρων που τοποθετούνται σε διαστημόπλοια και καταγράφουν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε μορφές που είναι πολύ πιο κατάλληλες για ψηφιακή επεξεργασία και σε σημαντικά ευρύτερο φάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Η τηλεπισκόπηση χρησιμοποιεί το υπέρυθρο εύρος της ανακλώμενης ακτινοβολίας, το θερμικό υπέρυθρο και το ραδιόφωνο του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

Η διαδικασία συλλογής δεδομένων τηλεπισκόπησης και η χρήση τους σε συστήματα γεωγραφικών πληροφοριών (GIS).

2. Είδη φωτογράφησης χώρου

Η διαστημική φωτογραφία κατέχει μια από τις κορυφαίες θέσεις μεταξύ των διαφόρων μεθόδων τηλεπισκόπησης. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας:

* δορυφόροι τεχνητής γης (AES),

* διαπλανητικούς αυτόματους σταθμούς,

* μακροπρόθεσμοι τροχιακοί σταθμοί,

* επανδρωμένο διαστημόπλοιο.

Τραπέζι Τα κύρια διαστημικά λιμάνια που χρησιμοποιούνται για την εκτόξευση δορυφόρων απεικόνισης.

Τα διαστημικά συστήματα περιβαλλοντικής παρακολούθησης (συγκρότημα) περιλαμβάνουν (και εκτελούν):

1. Δορυφορικά συστήματα σε τροχιά (κέντρο ελέγχου πτήσεων και έρευνας),

2. Λήψη πληροφοριών από σημεία λήψης εδάφους, δορυφόρους αναμετάδοσης,

3. Αποθήκευση και διανομή υλικών (κέντρα πρωτογενούς επεξεργασίας, αρχεία εικόνων). Έχει αναπτυχθεί ένα σύστημα ανάκτησης πληροφοριών για τη διασφάλιση της συσσώρευσης και συστηματοποίησης των υλικών που λαμβάνονται από τεχνητούς δορυφόρους της Γης.

Τροχιές διαστημικών σκαφών.

Οι τροχιές του φορέα χωρίζονται σε 3 τύπους:

* ισημερινός,

* πολικό (πόλος),

* κλίση.

Οι τροχιές χωρίζονται σε:

* κυκλικό (ακριβέστερα, κοντά σε κυκλικό). Οι διαστημικές εικόνες που λαμβάνονται από έναν διαστημικό φορέα που κινείται σε κυκλική τροχιά έχουν περίπου την ίδια κλίμακα.

* ελλειπτικό.

Οι τροχιές διακρίνονται επίσης από τη θέση τους σε σχέση με τη Γη ή τον Ήλιο:

* γεωσύγχρονη (σε σχέση με τη Γη)

* ηλιοσύγχρονη (σε σχέση με τον Ήλιο).

Γεωσύγχρονη - το διαστημόπλοιο κινείται με γωνιακή ταχύτητα ίση με την ταχύτητα περιστροφής της Γης. Αυτό δημιουργεί το αποτέλεσμα του διαστημικού φορέα να «αιωρείται» σε ένα σημείο, το οποίο είναι βολικό για συνεχή κινηματογράφηση της ίδιας περιοχής της επιφάνειας της γης.

Ηλιοσύγχρονη (ή ηλιακή-σύγχρονη) - το διαστημόπλοιο περνά πάνω από ορισμένες περιοχές της επιφάνειας της γης την ίδια τοπική ώρα, το οποίο χρησιμοποιείται για την παραγωγή πολλαπλών ερευνών υπό τις ίδιες συνθήκες φωτισμού. Οι ηλιακές σύγχρονες τροχιές είναι τροχιές από τις οποίες ο ηλιακός φωτισμός της επιφάνειας της γης (το ύψος του Ήλιου) παραμένει πρακτικά αμετάβλητος για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα (σχεδόν σε όλη την Εποχή). Αυτό επιτυγχάνεται με τον ακόλουθο τρόπο. Δεδομένου ότι το επίπεδο οποιασδήποτε τροχιάς, υπό την επίδραση της μη σφαιρικότητας της Γης, περιστρέφεται (προχωρά) λίγο, αποδεικνύεται ότι είναι δυνατό, επιλέγοντας μια ορισμένη αναλογία κλίσης και ύψους της τροχιάς, να διασφαλιστεί ότι η τιμή μετάπτωσης ισούται με την ημερήσια περιστροφή της Γης γύρω από τον Ήλιο, δηλαδή περίπου 1° την ημέρα. Μεταξύ των τροχιών κοντά στη Γη, είναι δυνατό να δημιουργηθούν μόνο μερικές ηλιακές-σύγχρονες τροχιές, η κλίση των οποίων είναι πάντα αντίστροφη. Για παράδειγμα, σε τροχιακό υψόμετρο 1000 km, η κλίση πρέπει να είναι 99°.

Τύποι γυρισμάτων.

Η διαστημική φωτογράφηση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας διαφορετικές μεθόδους (Εικ. «Ταξινόμηση διαστημικών εικόνων κατά φασματικά εύρη και τεχνολογία απεικόνισης»).

Με βάση τη φύση της κάλυψης της επιφάνειας της γης με δορυφορικές εικόνες, διακρίνονται οι ακόλουθες έρευνες:

* ενιαία φωτογραφία,

* Διαδρομή,

* θέαση,

* παγκόσμια έρευνα.

Η μεμονωμένη (επιλεκτική) φωτογράφηση εκτελείται από αστροναύτες χρησιμοποιώντας κάμερες χειρός. Οι φωτογραφίες λαμβάνονται συνήθως σε προοπτική με σημαντικές γωνίες κλίσης.

Η έρευνα διαδρομής της επιφάνειας της γης πραγματοποιείται κατά μήκος της διαδρομής πτήσης του δορυφόρου. Το πλάτος της ζώνης βολής εξαρτάται από το ύψος πτήσης και τη γωνία θέασης του συστήματος βολής.

Η στοχευμένη (επιλεκτική) φωτογραφία έχει σχεδιαστεί για τη λήψη εικόνων από ειδικά καθορισμένες περιοχές της επιφάνειας της γης μακριά από τη διαδρομή.

Η παγκόσμια απεικόνιση πραγματοποιείται από γεωστατικούς δορυφόρους και δορυφόρους σε πολική τροχιά. δορυφόρους. Τέσσερις έως πέντε γεωστατικοί δορυφόροι σε ισημερινή τροχιά παρέχουν σχεδόν συνεχή λήψη εικόνων έρευνας μικρής κλίμακας ολόκληρης της Γης (διαστημική περιπολία) με εξαίρεση τους πολικούς πάγους.

Φωτογραφία αεροδιαστημικής

Η αεροδιαστημική εικόνα είναι μια δισδιάστατη εικόνα πραγματικών αντικειμένων, η οποία λαμβάνεται σύμφωνα με ορισμένους γεωμετρικούς και ραδιομετρικούς (φωτομετρικούς) νόμους καταγράφοντας εξ αποστάσεως τη φωτεινότητα των αντικειμένων και προορίζεται για τη μελέτη ορατών και κρυφών αντικειμένων, φαινομένων και διεργασιών του περιβάλλοντος κόσμου. , καθώς και για τον προσδιορισμό της χωρικής τους θέσης.

Μια δορυφορική εικόνα στις γεωμετρικές της ιδιότητες δεν διαφέρει θεμελιωδώς από μια αεροφωτογραφία, αλλά έχει χαρακτηριστικά που σχετίζονται με:

* φωτογράφηση από μεγάλα υψόμετρα,

* και υψηλή ταχύτητα.

Η αεροδιαστημική φωτογραφία πραγματοποιείται στο ορατό και αόρατο εύρος ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, όπου:

1. φωτογραφικό - ορατό εύρος?

2. μη φωτογραφικές - ορατές και αόρατες περιοχές, όπου:

· ορατό εύρος - το φασματομετρικό βασίζεται στη διαφορά στη φασματική ανάκλαση των γεωλογικών αντικειμένων. Τα αποτελέσματα καταγράφονται σε μαγνητική ταινία και σημειώνονται στην κάρτα. Είναι δυνατή η χρήση φωτογραφικών μηχανών και φιλμ.

· αόρατη εμβέλεια: ραντάρ (ραδιοθερμική RT και ραντάρ ραντάρ), υπεριώδης υπεριώδης ακτινοβολία, υπέρυθρη ακτινοβολία υπερύθρων, οπτικο-ηλεκτρονικό (σαρωτής), λέιζερ (lidar).

Ορατή και κοντά στην υπέρυθρη περιοχή. Ο πληρέστερος όγκος πληροφοριών λαμβάνεται στις πιο ανεπτυγμένες ορατές και εγγύς υπέρυθρες περιοχές. Η αεροφωτογραφία και η διαστημική φωτογραφία στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο εύρος μήκους κύματος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας τα ακόλουθα συστήματα:

* Τηλεόραση,

* φωτογραφικό,

* οπτικο-ηλεκτρονική σάρωση,

3. Φωτογραφικά συστήματα

Επί του παρόντος, υπάρχει μια ευρεία κατηγορία συστημάτων τηλεπισκόπησης

σχηματίζοντας μια εικόνα της υποκείμενης επιφάνειας υπό μελέτη - Σε αυτήν την κατηγορία εξοπλισμού, μπορούν να διακριθούν αρκετές υποκατηγορίες, που διαφέρουν στο φασματικό εύρος της χρησιμοποιούμενης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και στον τύπο του δέκτη της καταγεγραμμένης ακτινοβολίας, επίσης ανάλογα με την ενεργητική ή παθητική μέθοδος (συστήματα ανίχνευσης, φωτογραφιών και φωτοτηλεόρασης: συστήματα σάρωσης του ορατού και υπερύθρου εύρους, τηλεοπτικά οπτικά-μηχανικά και οπτικο-ηλεκτρονικά ραδιόμετρα σάρωσης και πολυφασματικοί σαρωτές· οπτικά συστήματα τηλεόρασης: συστήματα ραντάρ πλευρικής όψης (RLSBO)· ραδιόμετρα σάρωσης μικροκυμάτων .

Οι φωτογραφικές εικόνες της επιφάνειας της Γης λαμβάνονται από επανδρωμένα διαστημικά σκάφη και τροχιακούς σταθμούς ή από αυτόματους δορυφόρους.Διακριτικό χαρακτηριστικό των διαστημικών εικόνων (CS) είναι ο υψηλός βαθμός

ορατότητα, κάλυψη μεγάλων επιφανειών με μία εικόνα - Ανάλογα με τον τύπο του εξοπλισμού και τα φωτογραφικά φιλμ που χρησιμοποιούνται, η φωτογραφία μπορεί να πραγματοποιηθεί σε όλο το ορατό εύρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος στις επιμέρους ζώνες του, καθώς και στο κοντινό IR ( υπέρυθρη) εμβέλεια

Η κλίμακα της έρευνας εξαρτάται από τις δύο πιο σημαντικές παραμέτρους του ύψους λήψης και της εστιακής απόστασης του φακού - Οι διαστημικές κάμερες, ανάλογα με την κλίση του οπτικού άξονα, καθιστούν δυνατή τη λήψη φωτογραφιών κάτοψης και προοπτικής της επιφάνειας της γης. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται φωτογραφικός εξοπλισμός υψηλής ανάλυσης, ο οποίος επιτρέπει τη λήψη (KS) με επικάλυψη 60% ή περισσότερο - Το φασματικό εύρος της φωτογραφίας καλύπτει το ορατό τμήμα της ζώνης εγγύς υπέρυθρο (έως 0,86 μικρά). Τα γνωστά μειονεκτήματα της φωτογραφικής μεθόδου συνδέονται με την ανάγκη επιστροφής του φιλμ στη Γη και την περιορισμένη προσφορά φιλμ επί του σκάφους. Ωστόσο, η φωτογραφική φωτογραφία είναι αυτή τη στιγμή ο πιο κατατοπιστικός τύπος λήψης από το διάστημα.Το βέλτιστο μέγεθος εκτύπωσης είναι 18x18 cm, το οποίο, όπως δείχνει η εμπειρία, συνάδει με τη φυσιολογία της ανθρώπινης όρασης, επιτρέποντάς σας να βλέπετε ολόκληρη την εικόνα ταυτόχρονα Για ευκολία στη χρήση, φωτογραφικά διαγράμματα (φωτομωσαϊκά) ή φωτοκάρτες με τοπογραφική αναφορά σημείων αναφοράς με ακρίβεια 0,1 mm ή μεγαλύτερη ακρίβεια. Για την εγκατάσταση φωτογραφικών κυκλωμάτων, χρησιμοποιούνται μόνο προγραμματισμένα CS

Για να φέρετε μια διαφορετικής κλίμακας, συνήθως προοπτική CS σε μια προγραμματισμένη, χρησιμοποιείται μια ειδική διαδικασία που ονομάζεται μετασχηματισμός. Τα μετασχηματισμένα CS χρησιμοποιούνται με επιτυχία για τη σύνταξη κοσμοφωτογραφικών σχεδίων και χαρτών κοσμοφωτογραφίας και συνήθως συνδέονται εύκολα με ένα πλέγμα γεωγραφικών συντεταγμένων.

4. Συστήματα τηλεόρασης

Εικόνες τηλεόρασης και σαρωτή. Η φωτογραφία με τηλεόραση και σαρωτή καθιστά δυνατή τη συστηματική λήψη εικόνων και τη μετάδοσή τους στη Γη σε σταθμούς λήψης. Χρησιμοποιούνται συστήματα πλαισίωσης και σάρωσης. Στην πρώτη περίπτωση, πρόκειται για μια μινιατούρα τηλεοπτική κάμερα στην οποία η οπτική εικόνα που δημιουργείται από τον φακό στην οθόνη μεταφράζεται σε μορφή ηλεκτρικών σημάτων και μεταδίδεται στο έδαφος μέσω ραδιοφωνικών καναλιών.Στη δεύτερη περίπτωση, ο ταλαντούμενος καθρέφτης του ο σαρωτής επί του σκάφους πιάνει τη ροή φωτός που ανακλάται από τη Γη, φθάνοντας στον φωτοπολλαπλασιαστή. Τα μετατρεπόμενα σήματα του σαρωτή μεταδίδονται στη Γη μέσω ραδιοφωνικών καναλιών. Στους σταθμούς λήψης καταγράφονται με τη μορφή εικόνων. Οι ταλαντώσεις του καθρέφτη σχηματίζουν τις γραμμές της εικόνας, η κίνηση του φορέα επιτρέπει τη συσσώρευση των γραμμών και το σχηματισμό της εικόνας. Οι εικόνες τηλεόρασης και σαρωτή μπορούν να μεταδοθούν σε πραγματικό χρόνο, π.χ. ενώ ο δορυφόρος περνά πάνω από το αντικείμενο που φωτογραφίζεται. Η αποτελεσματικότητα είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτής της μεθόδου. Ωστόσο, η ποιότητα των εικόνων είναι κάπως κατώτερη από τις φωτογραφικές φωτογραφίες. Η ανάλυση των εικόνων του σαρωτή καθορίζεται από το στοιχείο σάρωσης και επί του παρόντος ανέρχεται σε 80-30 μ. Οι εικόνες αυτού του τύπου διακρίνονται από μια δομή γραμμικού πλέγματος, που είναι αισθητή μόνο όταν μεγεθύνονται σε εικόνες υψηλής ανάλυσης. Οι εικόνες σαρωτή μεγάλης κάλυψης έχουν σημαντικές γεωμετρικές παραμορφώσεις. Οι σαρωμένες εικόνες λαμβάνονται σε ψηφιακή μορφή, γεγονός που διευκολύνει την επεξεργασία του υπολογιστή.

Η φωτογράφιση με τηλεόραση και σαρωτή πραγματοποιείται από δορυφόρους καιρού και δορυφόρους πόρων LandSat, Meteor-Priroda, Resrurs 0. Σε πολυφασματική έκδοση.

Τροχιές κοντά στη Γη με υψόμετρο 600-1400 km, κλίμακες από 1:10.000.000 έως 1:1.000.000 και 1:100.000 με ανάλυση από 1-2 km έως 30 m. Το LandSat, για παράδειγμα, έχει 4 ορατές περιοχές φάσματος και εμβέλεια κοντά στο υπέρυθρο με ανάλυση 30 m. Οι σαρωτές "Meteor-Nature" σάς επιτρέπουν να αποκτήσετε χαμηλή (1,5 km), μεσαία (230 m) και υψηλή ανάλυση έως 80-40 m, Resource -0 medium (170 m ) και σαρωτές ύψους (40 m).

Εικόνες CCD πολλαπλών στοιχείων. Η περαιτέρω αύξηση της ανάλυσης και της ταχύτητας λήψης συνδέεται με την εισαγωγή ηλεκτρονικών καμερών. Χρησιμοποιούν ανιχνευτές ακτινοβολίας πολλαπλών στοιχείων γραμμικής και μήτρας που αποτελούνται από συσκευές συζευγμένες με φορτίο (φωτοευαίσθητα στοιχεία-ανιχνευτές). Μια γραμμική σειρά ανιχνευτών υλοποιεί μια γραμμή στιγμιότυπου, τη συσσώρευση γραμμών λόγω της κίνησης του φορέα. (σαν σαρωτής), αλλά χωρίς αιωρούμενους καθρέφτες και υψηλότερη ανάλυση. Εικόνες πόρων υψηλής ανάλυσης (40m) Πηγή και ο Γαλλικός δορυφόρος SPOT, έως 10 μ. Αυτή η τεχνολογία είναι σε K`mcR`s, 6 - Εικόνες φωτογραφίας-τηλεόρασης - Οι τηλεοπτικές εικόνες έχουν χαμηλή ανάλυση. Στη φωτο-τηλεόραση, η φωτογράφιση γίνεται με κάμερα (με αποτέλεσμα καλής ποιότητας) και μεταδίδεται μέσω τηλεοπτικών καναλιών.Έτσι, συνδυάζονται τα πλεονεκτήματα της φωτογραφίας με την υψηλή της ανάλυση και την άμεση παράδοση των εικόνων.

5. Συστήματα σάρωσης

Επί του παρόντος, οι πολυφασματικές (πολυφασματικές) κάμερες χρησιμοποιούνται συχνότερα για κινηματογράφηση από το διάστημα. οπτικο-μηχανολογικά συστήματα - σαρωτές εγκατεστημένοι σε δορυφόρους για διάφορους σκοπούς. Χρησιμοποιώντας σαρωτές, σχηματίζονται εικόνες που αποτελούνται από πολλά μεμονωμένα, διαδοχικά ληφθέντα στοιχεία. Ο όρος «σάρωση» σημαίνει τη σάρωση μιας εικόνας χρησιμοποιώντας ένα στοιχείο σάρωσης (ταλαντούμενο ή περιστρεφόμενο καθρέφτη), το οποίο στοιχείο προς στοιχείο σαρώνει την περιοχή κατά μήκος της κίνησης του χρήστη και στέλνει μια ροή ακτινοβολίας στον φακό και στη συνέχεια σε έναν αισθητήρα σημείου που μετατρέπει το φωτεινό σήμα σε ηλεκτρικό.

Αυτό το ηλεκτρικό σήμα φτάνει στους σταθμούς λήψης μέσω καναλιών επικοινωνίας. Η εικόνα του εδάφους λαμβάνεται συνεχώς σε μια ταινία που αποτελείται από ταινίες - σαρώσεις, που αποτελούνται από μεμονωμένα στοιχεία - pixel. Οι εικόνες του σαρωτή μπορούν να ληφθούν σε όλες τις φασματικές περιοχές, αλλά το ορατό και το υπέρυθρο εύρος είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό. Όταν φωτογραφίζετε την επιφάνεια της γης χρησιμοποιώντας συστήματα σάρωσης, σχηματίζεται μια εικόνα, κάθε στοιχείο της οποίας αντιστοιχεί στη φωτεινότητα της ακτινοβολίας μιας περιοχής που βρίσκεται μέσα στο στιγμιαίο οπτικό πεδίο. Μια εικόνα σαρωτή είναι ένα ταξινομημένο πακέτο δεδομένων φωτεινότητας που μεταδίδονται μέσω ραδιοφωνικών καναλιών στη Γη, το οποίο αποτυπώνεται σε μαγνητική ταινία (ψηφιακά) και μπορεί στη συνέχεια να μετατραπεί σε μορφή πλαισίου. Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός σαρωτή είναι η γωνία σάρωσης (θέασης) και η στιγμιαία γωνία θέασης, η τιμή των οποίων καθορίζει το πλάτος της ταινίας εικόνας και την ανάλυση. Ανάλογα με το μέγεθος αυτών των γωνιών, οι σαρωτές χωρίζονται σε ακριβείς και επισκόπησης. Για σαρωτές ακριβείας, η γωνία σάρωσης μειώνεται σε ±5° και για τους σαρωτές έρευνας αυξάνεται σε ±50°. Η ανάλυση είναι αντιστρόφως ανάλογη με το πλάτος της λωρίδας που φωτογραφίζεται. Ο σαρωτής νέας γενιάς, που ονομάζεται «θεματικός χαρτογράφος», με τον οποίο ήταν εξοπλισμένοι οι αμερικανικοί δορυφόροι, έχει αποδειχθεί καλά

Landsat 5 και Landsat 7. Ο σαρωτής τύπου θεματικού χαρτογράφου λειτουργεί σε επτά ζώνες με ανάλυση 30m στο ορατό εύρος και 120m στο εύρος υπερύθρων. Αυτός ο σαρωτής παρέχει μια μεγάλη ροή πληροφοριών, η επεξεργασία των οποίων απαιτεί περισσότερο χρόνο. ως εκ τούτου, η ταχύτητα μετάδοσης της εικόνας επιβραδύνεται (ο αριθμός των pixel στις εικόνες αγγίζει περισσότερα από 36 εκατομμύρια σε κάθε κανάλι). Οι συσκευές σάρωσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν όχι μόνο για τη λήψη εικόνων της Γης, αλλά και για τη μέτρηση ακτινοβολίας - ραδιόμετρα σάρωσης και φασματόμετρα σάρωσης ακτινοβολίας.

6. Συστήματα σάρωσης με λέιζερ

Μόλις πριν από δέκα χρόνια, ήταν πολύ δύσκολο να φανταστεί κανείς ότι θα δημιουργούσαν μια συσκευή που θα μπορούσε να κάνει έως και μισό εκατομμύριο πολύπλοκες μετρήσεις σε ένα δευτερόλεπτο. Σήμερα, τέτοιες συσκευές όχι μόνο δημιουργούνται, αλλά χρησιμοποιούνται και πολύ ευρέως.

Συστήματα σάρωσης λέιζερ - είναι ήδη δύσκολο να γίνουν χωρίς αυτά σε πολλούς κλάδους, όπως η εξόρυξη, η βιομηχανία, οι τοπογραφικές έρευνες, η αρχιτεκτονική, η αρχαιολογία, η πολιτική μηχανική, η παρακολούθηση, η μοντελοποίηση πόλεων κ.λπ.

Οι θεμελιώδεις τεχνικές παράμετροι των επίγειων σαρωτών λέιζερ είναι η ταχύτητα, η ακρίβεια και το εύρος μέτρησης. Η επιλογή του μοντέλου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τους τύπους εργασίας και τα αντικείμενα στα οποία θα χρησιμοποιηθούν οι σαρωτές. Για παράδειγμα, σε μεγάλα λατομεία είναι καλύτερο να χρησιμοποιείτε συσκευές με αυξημένη ακρίβεια και εμβέλεια. Για αρχιτεκτονικές εργασίες, μια εμβέλεια 100-150 μέτρων είναι αρκετά, αλλά θα χρειαστείτε μια συσκευή με ακρίβεια 1 εκ. Εάν μιλάμε για την ταχύτητα εργασίας, τότε σε αυτήν την περίπτωση, όσο υψηλότερη, τόσο το καλύτερο, φυσικά .

Πρόσφατα, η επίγεια τεχνολογία σάρωσης λέιζερ χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για την επίλυση προβλημάτων μηχανικής γεωδαισίας σε διάφορους τομείς της κατασκευής και της βιομηχανίας. Η αυξανόμενη δημοτικότητα της σάρωσης με λέιζερ οφείλεται σε μια σειρά από πλεονεκτήματα που παρέχει η νέα τεχνολογία σε σύγκριση με άλλες μεθόδους μέτρησης. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων, θα ήθελα να επισημάνω τα κύρια: αυξημένη ταχύτητα εργασίας και μειωμένο κόστος εργασίας. Η εμφάνιση νέων, πιο παραγωγικών μοντέλων σαρωτών και οι βελτιωμένες δυνατότητες λογισμικού μας επιτρέπουν να ελπίζουμε σε περαιτέρω επέκταση των τομέων εφαρμογής της επίγειας σάρωσης λέιζερ.

Το πρώτο αποτέλεσμα της σάρωσης είναι ένα σύννεφο σημείων, το οποίο μεταφέρει τις μέγιστες πληροφορίες σχετικά με το αντικείμενο που μελετάται, είτε πρόκειται για ένα κτίριο, μια δομή μηχανικής, ένα αρχιτεκτονικό μνημείο κ.λπ. Χρησιμοποιώντας το σύννεφο σημείων στο μέλλον, είναι δυνατή η επίλυση διαφόρων προβλημάτων:

· λήψη ενός τρισδιάστατου μοντέλου του αντικειμένου.

· λήψη σχεδίων, συμπεριλαμβανομένων των σχεδίων τομών.

· Αναγνώριση ελαττωμάτων και διαφόρων δομών μέσω σύγκρισης με το μοντέλο σχεδιασμού.

· προσδιορισμός και αξιολόγηση των τιμών παραμόρφωσης σε σύγκριση με προηγούμενες μετρήσεις.

· λήψη τοπογραφικών σχεδίων με χρήση εικονικής τοπογραφίας.

Κατά την τοπογραφική αποτύπωση πολύπλοκων βιομηχανικών εγκαταστάσεων με χρήση παραδοσιακών μεθόδων, οι καλλιτέχνες συχνά αντιμετωπίζουν το γεγονός ότι οι μεμονωμένες μετρήσεις χάνονται κατά τη διάρκεια της εργασίας πεδίου. Μια πληθώρα περιγραμμάτων και ένας μεγάλος αριθμός μεμονωμένων αντικειμένων οδηγούν σε αναπόφευκτα σφάλματα. Τα υλικά που λαμβάνονται με σάρωση λέιζερ παρέχουν πληρέστερες πληροφορίες για το θέμα που φωτογραφίζεται. Πριν ξεκινήσει η διαδικασία σάρωσης, ο σαρωτής λέιζερ τραβάει πανοραμικές φωτογραφίες, γεγονός που αυξάνει σημαντικά το περιεχόμενο πληροφοριών των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται.

Η επίγεια τεχνολογία σάρωσης λέιζερ, που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία τρισδιάστατων μοντέλων αντικειμένων και τοπογραφικών σχεδίων σύνθετων πολυσύχναστων περιοχών, αυξάνει σημαντικά την παραγωγικότητα της εργασίας και μειώνει το κόστος χρόνου. Η ανάπτυξη και η εφαρμογή νέων τεχνολογιών για γεωδαιτικές εργασίες πραγματοποιούνταν πάντα με στόχο τη μείωση του χρόνου που απαιτείται για τις εργασίες πεδίου. Είναι ασφαλές να πούμε ότι η σάρωση με λέιζερ πληροί πλήρως αυτήν την αρχή.

Η επίγεια τεχνολογία σάρωσης λέιζερ εξελίσσεται συνεχώς. Αυτό ισχύει επίσης για τη βελτίωση του σχεδιασμού των σαρωτών λέιζερ και την ανάπτυξη των λειτουργιών του λογισμικού που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο των συσκευών και την επεξεργασία των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται.

7. Νόμος Stefan-Boltzmann

Τα θερμαινόμενα σώματα εκπέμπουν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων διαφόρων μηκών. Όταν λέμε ότι ένα σώμα είναι «κόκκινο καυτό», αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία του είναι αρκετά υψηλή ώστε η θερμική ακτινοβολία να εμφανίζεται στο ορατό, ελαφρύ τμήμα του φάσματος. Σε ατομικό επίπεδο, η ακτινοβολία προκύπτει από την εκπομπή φωτονίων από διεγερμένα άτομα. Ο νόμος που περιγράφει την εξάρτηση της ενέργειας της θερμικής ακτινοβολίας από τη θερμοκρασία λήφθηκε με βάση μια ανάλυση πειραματικών δεδομένων από τον Αυστριακό φυσικό Joseph Stefan και επίσης τεκμηριώθηκε θεωρητικά από τον Αυστριακό Ludwig Boltzmann.

Για να καταλάβετε πώς λειτουργεί αυτός ο νόμος, φανταστείτε ένα άτομο που εκπέμπει φως στα βάθη του Ήλιου. Το φως απορροφάται αμέσως από ένα άλλο άτομο, εκπέμπεται ξανά από αυτό, και έτσι μεταδίδεται κατά μήκος μιας αλυσίδας από άτομο σε άτομο, λόγω της οποίας ολόκληρο το σύστημα βρίσκεται σε κατάσταση ενεργειακής ισορροπίας. Σε κατάσταση ισορροπίας, φως αυστηρά καθορισμένης συχνότητας απορροφάται από ένα άτομο σε ένα μέρος ταυτόχρονα με την εκπομπή φωτός της ίδιας συχνότητας από άλλο άτομο σε άλλο μέρος. Ως αποτέλεσμα, η ένταση φωτός κάθε μήκους κύματος του φάσματος παραμένει αμετάβλητη.

Η θερμοκρασία μέσα στον Ήλιο πέφτει καθώς απομακρύνεται από το κέντρο του. Επομένως, καθώς κινείστε προς την επιφάνεια, το φάσμα της ακτινοβολίας φωτός φαίνεται να αντιστοιχεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ως αποτέλεσμα, κατά την επαναλαμβανόμενη εκπομπή, σύμφωνα με το νόμο Stefan-Boltzmann, θα συμβεί σε χαμηλότερες ενέργειες και συχνότητες, αλλά ταυτόχρονα, λόγω του νόμου της διατήρησης της ενέργειας, θα εκπέμπεται μεγαλύτερος αριθμός φωτονίων. Έτσι, μέχρι να φτάσει στην επιφάνεια, η φασματική κατανομή θα αντιστοιχεί στη θερμοκρασία της επιφάνειας του Ήλιου (περίπου 5.800 Κ) και όχι στη θερμοκρασία στο κέντρο του Ήλιου (περίπου 15.000.000 Κ). Η ενέργεια που φτάνει στην επιφάνεια του Ήλιου (ή στην επιφάνεια οποιουδήποτε θερμού αντικειμένου) τον αφήνει με τη μορφή ακτινοβολίας. Ο νόμος Stefan-Boltzmann μας λέει ακριβώς ποια είναι η ακτινοβολούμενη ενέργεια. Αυτός ο νόμος είναι γραμμένος ως εξής:

όπου T είναι η θερμοκρασία (σε Kelvin), και y η σταθερά του Boltzmann. Από τον τύπο είναι σαφές ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας, η φωτεινότητα ενός σώματος δεν αυξάνεται απλώς - αυξάνεται σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό. Διπλασιάζεται η θερμοκρασία και η φωτεινότητα αυξάνεται 16 φορές!

Έτσι, σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, κάθε σώμα που έχει θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν εκπέμπει ενέργεια. Γιατί λοιπόν, θα μπορούσε να αναρωτηθεί κανείς, δεν έχουν κρυώσει όλα τα σώματα στο απόλυτο μηδέν εδώ και πολύ καιρό; Γιατί, ας πούμε, το σώμα σας, που εκπέμπει συνεχώς θερμική ενέργεια στην υπέρυθρη περιοχή, χαρακτηριστική της θερμοκρασίας του ανθρώπινου σώματος (λίγο πάνω από 300 K), δεν κρυώνει;

Η απάντηση σε αυτό το ερώτημα έχει στην πραγματικότητα δύο μέρη. Πρώτον, με το φαγητό λαμβάνετε ενέργεια από το εξωτερικό, η οποία, κατά τη διαδικασία της μεταβολικής αφομοίωσης των θερμίδων των τροφίμων από το σώμα, μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια, η οποία αναπληρώνει την ενέργεια που χάνεται από το σώμα σας λόγω του νόμου Stefan-Boltzmann. Ένα νεκρό θερμόαιμο ζώο κρυώνει γρήγορα στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, αφού σταματά η παροχή ενέργειας στο σώμα του.

Ακόμη πιο σημαντικό όμως είναι το γεγονός ότι ο νόμος ισχύει για όλα ανεξαιρέτως τα σώματα με θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν. Επομένως, όταν δίνετε τη θερμική σας ενέργεια στο περιβάλλον, μην ξεχνάτε ότι τα σώματα στα οποία δίνετε ενέργεια - για παράδειγμα, έπιπλα, τοίχοι, αέρας - με τη σειρά τους εκπέμπουν θερμική ενέργεια και αυτή μεταφέρεται σε εσάς. Εάν το περιβάλλον είναι πιο κρύο από το σώμα σας (όπως συμβαίνει πιο συχνά), η θερμική του ακτινοβολία αντισταθμίζει μόνο ένα μέρος της απώλειας θερμότητας του σώματός σας και αναπληρώνει το έλλειμμα χρησιμοποιώντας εσωτερικούς πόρους. Εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι κοντά ή υψηλότερη από τη θερμοκρασία του σώματός σας, δεν θα μπορείτε να απαλλαγείτε από την υπερβολική ενέργεια που απελευθερώνεται στο σώμα σας κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού μέσω της ακτινοβολίας. Και τότε μπαίνει στο παιχνίδι ο δεύτερος μηχανισμός. Αρχίζετε να ιδρώνετε και μαζί με τις χάντρες του ιδρώτα, η υπερβολική θερμότητα φεύγει από το σώμα σας μέσω του δέρματος.

Στην παραπάνω διατύπωση, ο νόμος Stefan-Boltzmann ισχύει μόνο για ένα εντελώς μαύρο σώμα που απορροφά όλη την ακτινοβολία που προσπίπτει στην επιφάνειά του. Τα πραγματικά φυσικά σώματα απορροφούν μόνο ένα μέρος της ενέργειας ακτινοβολίας και το υπόλοιπο μέρος αντανακλάται από αυτά, ωστόσο, το σχέδιο σύμφωνα με το οποίο η ειδική ισχύς ακτινοβολίας από την επιφάνειά τους είναι ανάλογη με το T 4, κατά κανόνα, παραμένει το ίδιο σε αυτήν την περίπτωση Ωστόσο, η σταθερά Boltzmann σε αυτή την περίπτωση πρέπει να αντικατασταθεί από έναν άλλο συντελεστή, ο οποίος θα αντικατοπτρίζει τις ιδιότητες ενός πραγματικού φυσικού σώματος. Τέτοιες σταθερές συνήθως προσδιορίζονται πειραματικά.

8. Ιστορία της ανάπτυξης των μεθόδων τηλεπισκόπησης

Σχεδιασμένες φωτογραφίες - Φωτογραφίες - Έρευνα επίγειου φωτοθεοδόλιθου - Αεροφωτογραφίες - εναέριες μέθοδοι - Η έννοια της τηλεπισκόπησης εμφανίστηκε τον 19ο αιώνα - Στη συνέχεια, η τηλεπισκόπηση άρχισε να χρησιμοποιείται στο στρατιωτικό πεδίο για τη συλλογή πληροφοριών για τον εχθρό και τη λήψη στρατηγικών αποφάσεων - Μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, η τηλεπισκόπηση άρχισε να χρησιμοποιείται για επιτήρηση για το περιβάλλον και την αξιολόγηση της εδαφικής ανάπτυξης, καθώς και στην πολιτική χαρτογραφία.

Στη δεκαετία του '60 του 20ου αιώνα, με την εμφάνιση των διαστημικών πυραύλων και δορυφόρων, η τηλεπισκόπηση μπήκε στο διάστημα - 1960 - εκτόξευση αναγνωριστικών δορυφόρων στο πλαίσιο των προγραμμάτων CORONA, ARGON και LANYARD. -Πρόγραμμα Mercury - ελήφθησαν εικόνες της Γης. Project Gemini (1965-1966) - συστηματική συλλογή δεδομένων τηλεπισκόπησης. Πρόγραμμα Apollo (1968-1975) - τηλεπισκόπηση της επιφάνειας της γης και προσγείωση ανθρώπου στη Σελήνη - Εκτόξευση του διαστημικού σταθμού Skylab (1973-1974) - έρευνα των πόρων της γης. Πτήσεις επαναχρησιμοποιήσιμων διαστημικών σκαφών (1981). Λήψη πολυφασματικών εικόνων με ανάλυση 100 μέτρων στο ορατό και στο εγγύς υπέρυθρο εύρος χρησιμοποιώντας εννέα φασματικά κανάλια.

9. Στοιχεία προσανατολισμού δορυφορικής εικόνας

Η θέση της εικόνας τη στιγμή της φωτογράφισης καθορίζεται από τρία στοιχεία εσωτερικού προσανατολισμού - την εστιακή απόσταση της κάμερας f, τις συντεταγμένες x0, y0 του κύριου σημείου o (Εικ. 1) και έξι στοιχεία εξωτερικού προσανατολισμού - τις συντεταγμένες του κέντρου της προβολής S - XS, YS, ZS, οι διαμήκεις και εγκάρσιες γωνίες κλίσης της εικόνας b και u και γωνία περιστροφής h.

Υπάρχει μια σχέση μεταξύ των συντεταγμένων ενός σημείου αντικειμένου και της εικόνας του στην εικόνα:

όπου X, Y, Z και XS, YS, ZS είναι οι συντεταγμένες των σημείων M και S στο σύστημα OXYZ. X", Y", Z" - συντεταγμένες του σημείου m στο σύστημα SXYZ παράλληλο προς το OXYZ, υπολογισμένες από επίπεδες συντεταγμένες x και y:

a1 = cos bcosch - sinb αμαρτία

a2 = - cosбsinch - sinбsin ьcosч

a3 = - sinbcos

b2 = cosшcosч (3)

c1 = sinбcosч + cosбsinшsinch,

c2 = - sinбcoсч + cosбsinьчcoсч,

Συνημίτονα κατεύθυνσης.

Οι τύποι για τη σύνδεση μεταξύ των συντεταγμένων του σημείου M του αντικειμένου (Εικ. 2) και των συντεταγμένων των εικόνων του m1 και m2 στο στερεοφωνικό ζεύγος P1 - P2 έχουν τη μορφή:

Τα BX, BY και BZ είναι προβολές της βάσης B στους άξονες συντεταγμένων. Εάν τα στοιχεία εξωτερικού προσανατολισμού ενός στερεοζεύγους είναι γνωστά, τότε οι συντεταγμένες του σημείου αντικειμένου μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας τον τύπο (4) (μέθοδος άμεσης τομής). Χρησιμοποιώντας μια μεμονωμένη εικόνα, η θέση ενός σημείου αντικειμένου μπορεί να βρεθεί στην ειδική περίπτωση όταν το αντικείμενο είναι επίπεδο, για παράδειγμα, επίπεδο έδαφος (Z = const). Οι συντεταγμένες x και y των σημείων εικόνας μετρώνται χρησιμοποιώντας έναν μονοσυγκριτή ή έναν στερεοσυγκριτή. Τα στοιχεία εσωτερικού προσανατολισμού είναι γνωστά από τα αποτελέσματα της βαθμονόμησης της κάμερας και τα στοιχεία εξωτερικού προσανατολισμού μπορούν να προσδιοριστούν κατά τη φωτογράφηση ενός αντικειμένου ή κατά τη διαδικασία τριγωνισμού φωτογραφίας (Δείτε Τριγωνοποίηση φωτογραφίας). Εάν τα στοιχεία εξωτερικού προσανατολισμού των εικόνων είναι άγνωστα, τότε οι συντεταγμένες του σημείου αντικειμένου βρίσκονται χρησιμοποιώντας σημεία ελέγχου (μέθοδος εκτομής). Σημείο αναφοράς είναι ένα σημείο περιγράμματος ενός αντικειμένου που προσδιορίζεται στην εικόνα, οι συντεταγμένες του οποίου ελήφθησαν ως αποτέλεσμα γεωδαιτικών μετρήσεων ή από τριγωνισμό φωτογραφίας. Χρησιμοποιώντας εκτομή, προσδιορίστε πρώτα τα στοιχεία του σχετικού προσανατολισμού των εικόνων P1 - P2 (Εικ. 3) - b"1, h"1, a"2, w"2, h"2 στο S1X"Y"Z" Σύστημα; ο άξονας Χ του οποίου συμπίπτει με τη βάση και ο άξονας Ζ βρίσκεται στο κύριο βασικό επίπεδο S1O1S2 της εικόνας P1. Στη συνέχεια, οι συντεταγμένες των σημείων του μοντέλου υπολογίζονται στο ίδιο σύστημα. Τέλος, χρησιμοποιώντας τα σημεία αγκύρωσης, προχωρήστε. από τις συντεταγμένες των σημείων του μοντέλου στις συντεταγμένες των σημείων του αντικειμένου.

Τα στοιχεία σχετικού προσανατολισμού σάς επιτρέπουν να ορίσετε τις φωτογραφίες στη θέση μεταξύ τους που κατέλαβαν κατά τη φωτογράφηση του αντικειμένου. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε ζεύγος αντίστοιχων ακτίνων, για παράδειγμα S1m1 και S2m2, τέμνονται και σχηματίζουν ένα σημείο (m) του μοντέλου. Το σύνολο των ακτίνων που ανήκουν στην εικόνα ονομάζεται δέσμη και το κέντρο της προβολής - S1 ή S2 - είναι η κορυφή της δέσμης. Η κλίμακα του μοντέλου παραμένει άγνωστη, γιατί η απόσταση S1S2 μεταξύ των κορυφών των συνδέσμων επιλέγεται αυθαίρετα. Τα αντίστοιχα σημεία του στερεοφωνικού ζεύγους m1 και m2 βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο που διέρχεται από τη βάση S1S2.

Υποθέτοντας ότι οι κατά προσέγγιση τιμές των στοιχείων σχετικού προσανατολισμού είναι γνωστές, μπορούμε να αναπαραστήσουμε την εξίσωση (6) σε γραμμική μορφή:

a db1" + b db2" + s dch2" + d dch1" + e dch2" + l = V, (7)

όπου db1",... e dm2" είναι διορθώσεις στις κατά προσέγγιση τιμές των αγνώστων, a,..., e είναι μερικές παράγωγοι της συνάρτησης (6) ως προς τις μεταβλητές b1",... h2", Το l είναι η τιμή της συνάρτησης (6), που υπολογίζεται από κατά προσέγγιση γνωστές σε εμένα τιμές. Για τον προσδιορισμό των στοιχείων σχετικού προσανατολισμού, μετρώνται οι συντεταγμένες τουλάχιστον πέντε σημείων του στερεοφωνικού ζεύγους και στη συνέχεια οι εξισώσεις (7) συντάσσονται και λύνονται με τη μέθοδο των διαδοχικών προσεγγίσεων. Οι συντεταγμένες των σημείων του μοντέλου υπολογίζονται χρησιμοποιώντας τους τύπους (4), επιλέγοντας αυθαίρετα το μήκος της βάσης Β και υποθέτοντας

Xs1 = Ys1 = Zs1 = 0, BX = B, BY = BZ = 0.

Σε αυτήν την περίπτωση, οι χωρικές συντεταγμένες των σημείων m1 και m2 βρίσκονται χρησιμοποιώντας τους τύπους (2) και τα συνημίτονα κατεύθυνσης - χρησιμοποιώντας τους τύπους (3): για την εικόνα P1 χρησιμοποιώντας στοιχεία b1",

και για την εικόνα P2 από στοιχεία b2", sch2", ch2".

Χρησιμοποιώντας τις συντεταγμένες X" Y" Z", τα σημεία του μοντέλου καθορίζουν τις συντεταγμένες του σημείου αντικειμένου:

όπου t είναι ο παρονομαστής της κλίμακας του μοντέλου. Τα συνημίτονα κατεύθυνσης λαμβάνονται σύμφωνα με τους τύπους (3), αντικαθιστώντας αντί των γωνιών b, y και h τη διαμήκη γωνία κλίσης του μοντέλου o, την εγκάρσια γωνία κλίσης του μοντέλου z και τη γωνία περιστροφής του μοντέλου u.

Για να προσδιορίσετε τα επτά στοιχεία του εξωτερικού προσανατολισμού του μοντέλου - Δημοσιεύτηκε στο http://www.allbest.ru/

О, з, и, t - να συνθέσετε τις εξισώσεις (8) για τρία ή περισσότερα σημεία αναφοράς και να τα λύσετε. Οι συντεταγμένες των σημείων αναφοράς βρίσκονται χρησιμοποιώντας γεωδαιτικές μεθόδους ή φωτοτριγωνισμό. Ένα σύνολο σημείων αντικειμένων, των οποίων οι συντεταγμένες είναι γνωστές, σχηματίζει ένα ψηφιακό μοντέλο του αντικειμένου, το οποίο χρησιμοποιείται για τη σύνταξη ενός χάρτη και την επίλυση διαφόρων μηχανικών προβλημάτων, για παράδειγμα, για την εύρεση της βέλτιστης οδικής διαδρομής. Εκτός από τις αναλυτικές μεθόδους επεξεργασίας εικόνας, χρησιμοποιούνται αναλογικές που βασίζονται στη χρήση φωτογραμμετρικών οργάνων - Φωτομετασχηματιστής, Στερεογράφος, Στερεοπροβολέας κ.λπ.

Οι σχισμές και οι πανοραμικές φωτογραφίες, καθώς και οι φωτογραφίες που λαμβάνονται με χρήση ραντάρ, τηλεόρασης, υπέρυθρων θερμικών και άλλων συστημάτων απεικόνισης, επεκτείνουν σημαντικά τις δυνατότητες της φωτογραφίας, ειδικά στη διαστημική έρευνα. Αλλά δεν έχουν ένα ενιαίο κέντρο προβολής και τα στοιχεία εξωτερικού προσανατολισμού τους αλλάζουν συνεχώς κατά τη διαδικασία κατασκευής της εικόνας, γεγονός που περιπλέκει τη χρήση τέτοιων εικόνων για σκοπούς μέτρησης.

10. Ιδιότητες αεροδιαστημικών εικόνων

Οι αεροδιαστημικές εικόνες είναι το κύριο αποτέλεσμα των αεροδιαστημικών ερευνών, για τις οποίες χρησιμοποιούνται ποικίλα αεροπορικά και διαστημικά μέσα. Αυτή είναι μια δισδιάστατη εικόνα πραγματικών αντικειμένων, η οποία λαμβάνεται σύμφωνα με ορισμένους γεωμετρικούς και ραδιομετρικούς (φωτομετρικούς) νόμους καταγράφοντας εξ αποστάσεως τη φωτεινότητα των αντικειμένων και προορίζεται για τη μελέτη ορατών και κρυφών αντικειμένων, φαινομένων και διεργασιών του περιβάλλοντος κόσμου, όπως καθώς και για τον προσδιορισμό της χωρικής τους θέσης. Οι αεροδιαστημικές έρευνες χωρίζονται σε παθητικές, οι οποίες περιλαμβάνουν την καταγραφή της ανακλώμενης ηλιακής ακτινοβολίας ή της ίδιας της Γης. ενεργό, στο οποίο καταγράφεται η ανακλώμενη τεχνητή ακτινοβολία. Εύρος κλίμακας εικόνων αεροδιαστημικής: από 1:1000 έως 1:100.000.000

Οι πιο συνηθισμένες κλίμακες: αεροφωτογραφίες 1:10.000--1:50.000, διάστημα - 1:200.000--1:10.000.000.

Εικόνες αεροδιαστημικής: αναλογικές (συνήθως φωτογραφικές), ψηφιακές (ηλεκτρονικές). Η εικόνα των ψηφιακών φωτογραφιών σχηματίζεται από μεμονωμένα πανομοιότυπα στοιχεία - pixel (από το αγγλικό στοιχείο εικόνας - pixel). Η φωτεινότητα κάθε pixel χαρακτηρίζεται από έναν αριθμό. Ιδιότητες αεροδιαστημικών εικόνων: Οπτικές, Ραδιομετρικές (φωτομετρικές), Γεωμετρικές.

Οι οπτικές ιδιότητες χαρακτηρίζουν την ικανότητα των φωτογραφιών να αναπαράγουν λεπτές λεπτομέρειες, χρώματα και τονικές διαβαθμίσεις αντικειμένων.

Τα ραδιομετρικά δεδομένα υποδεικνύουν την ακρίβεια της ποσοτικής καταγραφής της φωτεινότητας των αντικειμένων ανά εικόνα.

Γεωμετρικά χαρακτηρίζουν την ικανότητα να προσδιορίζει κανείς από φωτογραφίες τα μεγέθη, τα μήκη και τις περιοχές των αντικειμένων και τις σχετικές θέσεις τους.

11. Μετατόπιση σημείων σε δορυφορική εικόνα

Πλεονεκτήματα της φωτογραφίας χώρου. Ένας ιπτάμενος δορυφόρος δεν υφίσταται δονήσεις ή έντονες διακυμάνσεις, επομένως οι δορυφορικές εικόνες μπορούν να ληφθούν με υψηλότερη ανάλυση και υψηλή ποιότητα εικόνας από τις αεροφωτογραφίες. Οι εικόνες μπορούν να μετατραπούν σε ψηφιακή μορφή για μεταγενέστερη επεξεργασία υπολογιστή.

Μειονεκτήματα της διαστημικής φωτογραφίας: οι πληροφορίες δεν μπορούν να υποστούν αυτόματη επεξεργασία χωρίς προκαταρκτικούς μετασχηματισμούς. Κατά τη λήψη διαστημικών φωτογραφιών, τα σημεία μετατοπίζονται (υπό την επίδραση της καμπυλότητας της Γης), η τιμή τους στα άκρα της εικόνας φτάνει το 1,5 mm. Εντός της εικόνας, παραβιάζεται η συνέπεια της κλίμακας, η διαφορά στην οποία στις άκρες και στο κέντρο της εικόνας μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 3%.

Το μειονέκτημα της φωτογραφίας είναι η βραδύτητα της, γιατί... ένα δοχείο με φιλμ κατεβαίνει στη Γη όχι περισσότερο από μία φορά κάθε λίγες εβδομάδες. Ως εκ τούτου, οι εικόνες φωτογραφικού χώρου σπάνια χρησιμοποιούνται για επιχειρησιακούς σκοπούς, αλλά παρέχουν μακροπρόθεσμες πληροφορίες.

Όπως γνωρίζετε, μια φωτογραφία είναι μια κεντρική προβολή της περιοχής και ένας τοπογραφικός χάρτης είναι ορθογώνιος. Μια οριζόντια φωτογραφία μιας επίπεδης περιοχής αντιστοιχεί σε μια ορθογραφική προβολή, δηλαδή μια προβολή μιας περιορισμένης περιοχής ενός τοπογραφικού χάρτη. Από αυτή την άποψη, εάν μετατρέψετε μια πλάγια εικόνα σε μια οριζόντια εικόνα μιας δεδομένης κλίμακας, τότε η θέση των περιγραμμάτων στην εικόνα θα αντιστοιχεί στη θέση των περιγραμμάτων σε έναν τοπογραφικό χάρτη μιας δεδομένης κλίμακας. Το έδαφος προκαλεί επίσης μετατόπιση των σημείων της εικόνας σε σχέση με τη θέση τους στην ορθογώνια προβολή της αντίστοιχης κλίμακας.

12. Στάδια τηλεπισκόπησης και ανάλυσης δεδομένων

Στερεοφωνική φωτογραφία.

Πολυζωνική βολή. Υπερφασματική φωτογραφία.

Πολλαπλή βολή.

Σκοποβολή πολλαπλών επιπέδων.

Σκοποβολή πολλαπλής πόλωσης.

Συνδυασμένη μέθοδος.

Διεπιστημονική ανάλυση.

Τεχνολογία για τη λήψη υλικών τηλεπισκόπησης

Η αεροδιαστημική φωτογραφία πραγματοποιείται σε παράθυρα ατμοσφαιρικής διαφάνειας, χρησιμοποιώντας ακτινοβολία σε διαφορετικές φασματικές περιοχές - φως (ορατό, κοντινό και μεσαίο υπέρυθρο), θερμικό υπέρυθρο και εμβέλεια ραδιοφώνου.

Φωτογραφία

Υψηλός βαθμός ορατότητας, καλύπτοντας μεγάλες επιφάνειες με μία εικόνα.

Φωτογραφία σε όλο το ορατό εύρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, στις επιμέρους ζώνες του, καθώς και στο εύρος σχεδόν IR (υπέρυθρο).

Η κλίμακα της βολής εξαρτάται από

Ύψος σκοποβολής

Εστιακή απόσταση φακού.

Ανάλογα με την κλίση του οπτικού άξονα, λήψη κάτοψης και προοπτικών εικόνων της επιφάνειας της γης.

CS με επικάλυψη 60% ή περισσότερο. Το φασματικό εύρος της φωτογραφίας καλύπτει το ορατό τμήμα της εγγύς υπέρυθρης ζώνης (έως 0,86 μικρά).

Έρευνα σάρωσης

Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα είναι πολυφασματικά οπτικο-μηχανικά συστήματα - σαρωτές που είναι εγκατεστημένοι σε δορυφόρους για διάφορους σκοπούς.

Εικόνες που αποτελούνται από πολλά μεμονωμένα, διαδοχικά στοιχεία.

"σάρωση" είναι η σάρωση μιας εικόνας χρησιμοποιώντας ένα στοιχείο σάρωσης, στοιχείο προς στοιχείο που σαρώνει την περιοχή κατά μήκος της κίνησης του φορέα και στέλνει μια ροή ακτινοβολίας στον φακό και στη συνέχεια σε έναν αισθητήρα σημείου που μετατρέπει το φωτεινό σήμα σε ηλεκτρικό. Αυτό το ηλεκτρικό σήμα φτάνει στους σταθμούς λήψης μέσω καναλιών επικοινωνίας. Η εικόνα του εδάφους λαμβάνεται συνεχώς σε μια ταινία που αποτελείται από ταινίες - σαρώσεις, που αποτελούνται από μεμονωμένα στοιχεία - pixel.

Έρευνα σάρωσης

Οι εικόνες του σαρωτή μπορούν να ληφθούν σε όλες τις φασματικές περιοχές, αλλά το ορατό και το υπέρυθρο εύρος είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό.

Τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά ενός σαρωτή είναι η γωνία σάρωσης (θέασης) και η στιγμιαία γωνία θέασης, η τιμή των οποίων καθορίζει το πλάτος της ταινίας εικόνας και την ανάλυση. Ανάλογα με το μέγεθος αυτών των γωνιών, οι σαρωτές χωρίζονται σε ακριβείς και επισκόπησης.

Για σαρωτές ακριβείας, η γωνία σάρωσης μειώνεται σε ±5° και για τους σαρωτές έρευνας αυξάνεται σε ±50°. Η ανάλυση είναι αντιστρόφως ανάλογη με το πλάτος της λωρίδας που φωτογραφίζεται.

Έρευνα ραντάρ

Λήψη εικόνων της επιφάνειας της γης και των αντικειμένων που βρίσκονται σε αυτήν, ανεξάρτητα από τις καιρικές συνθήκες, κατά τη διάρκεια της ημέρας και τη νύχτα χάρη στην αρχή του ενεργού ραντάρ.

Η τεχνολογία αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1930.

Η απεικόνιση ραντάρ της Γης πραγματοποιείται σε διάφορες περιοχές του εύρους μήκους κύματος (1 cm - 1 m) ή συχνοτήτων (40 GHz - 300 MHz).

Η φύση της εικόνας σε μια εικόνα ραντάρ εξαρτάται από τη σχέση μεταξύ του μήκους κύματος και του μεγέθους των ανωμαλιών του εδάφους: η επιφάνεια μπορεί να είναι τραχιά ή λεία σε διάφορους βαθμούς, γεγονός που εκδηλώνεται στην ένταση του σήματος επιστροφής και, κατά συνέπεια, στην φωτεινότητα της αντίστοιχης περιοχής στην εικόνα. Θερμικές έρευνες

Βασίζεται στον εντοπισμό θερμικών ανωμαλιών καταγράφοντας τη θερμική ακτινοβολία των αντικειμένων της Γης που προκαλείται από ενδογενή θερμότητα ή ηλιακή ακτινοβολία.

Το φάσμα υπερύθρων του φάσματος ηλεκτρομαγνητικών κραδασμών χωρίζεται συμβατικά σε τρία μέρη (σε μικρά): κοντά (0,74-1,35), μεσαίο (1,35-3,50), μακριά (3,50-1000).

Ηλιακή (εξωτερική) και ενδογενής (εσωτερική) θερμότητα θερμαίνουν τα γεωλογικά αντικείμενα με διαφορετικούς τρόπους. Η ακτινοβολία υπερύθρων που διέρχεται από την ατμόσφαιρα απορροφάται επιλεκτικά και επομένως η θερμική φωτογραφία μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο στην περιοχή όπου βρίσκονται τα λεγόμενα «παράθυρα διαφάνειας» - μέρη όπου μεταδίδονται οι ακτίνες IR.

Τέσσερα κύρια παράθυρα διαφάνειας (σε μικρά) έχουν αναγνωριστεί εμπειρικά: 0,74-2,40; 3,40-4,20; 8,0-13,0; 30,0-80,0.

Διαστημικές εικόνες

Τρεις κύριοι τρόποι μετάδοσης δεδομένων από έναν δορυφόρο στη Γη.

Απευθείας μετάδοση δεδομένων στον επίγειο σταθμό.

Τα δεδομένα που λαμβάνονται αποθηκεύονται στον δορυφόρο και στη συνέχεια μεταδίδονται με κάποια χρονική καθυστέρηση στη Γη.

Χρήση του δορυφορικού συστήματος γεωστατικής επικοινωνίας TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System).

13. Κιτ παράδοσης ERDAS IMAGINE

Το ERDAS IMAGINE είναι ένα από τα πιο δημοφιλή προϊόντα λογισμικού στον κόσμο στον τομέα της εργασίας με γεωχωρικά δεδομένα. Το ERDAS IMAGINE συνδυάζει σε ισχυρό και βολικό λογισμικό τη δυνατότητα επεξεργασίας και ανάλυσης μιας ποικιλίας ράστερ και διανυσματικών γεωχωρικών πληροφοριών, επιτρέποντάς σας να δημιουργείτε προϊόντα όπως εικόνες γεωαναφοράς που έχουν υποστεί βελτιωμένους μετασχηματισμούς, ορθομωσαϊκά, χάρτες ταξινόμησης βλάστησης, βίντεο πτήσεων στο «εικονικό κόσμος», διανυσματικοί χάρτες που ελήφθησαν ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας εναέριων και δορυφορικών εικόνων.

Το IMAGINE Essentials είναι ένα προϊόν εισαγωγικού επιπέδου που περιέχει βασικά εργαλεία για οπτικοποίηση, διόρθωση και χαρτογράφηση. Σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε την επεξεργασία κατά παρτίδες.

Το IMAGINE Advantage περιλαμβάνει όλες τις δυνατότητες του IMAGINE Essentials. Επιπλέον, παρέχει προηγμένες δυνατότητες για φασματική επεξεργασία, ανάλυση αλλαγών, ορθοδιόρθωση, μωσαϊκά και ανάλυση εικόνας. Επιτρέπει την παράλληλη επεξεργασία παρτίδων.

Το IMAGINE Professional περιλαμβάνει όλα τα χαρακτηριστικά του IMAGINE Advantage. Επιπλέον, προσφέρει ένα σύνολο προηγμένων εργαλείων για την επεξεργασία φασματικών, υπερφασματικών και δεδομένων ραντάρ, καθώς και χωρικής μοντελοποίησης. Περιλαμβάνει ERDAS ER Mapper.

Πρόσθετες ενότητες, όπως το SAR Interferometry, το IMAGINE Objective και άλλα, επεκτείνουν τη λειτουργικότητα του πακέτου λογισμικού, καθιστώντας το ένα καθολικό εργαλείο για την εργασία με γεωχωρικές πληροφορίες.

14. Ψηφιακά δεδομένα. Σχηματική αναπαράσταση μετατροπής πρωτογενών δεδομένων σε τιμές pixel

Καθώς τα ψηφιακά δεδομένα σαρώνονται, ο αισθητήρας παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα, η ένταση του οποίου ποικίλλει ανάλογα με τη φωτεινότητα της περιοχής στην επιφάνεια της γης. Στην πολυφασματική απεικόνιση, διαφορετικές φασματικές περιοχές αντιστοιχούν σε ξεχωριστά ανεξάρτητα σήματα. Κάθε τέτοιο σήμα αλλάζει συνεχώς με την πάροδο του χρόνου και για μεταγενέστερη ανάλυση πρέπει να μετατραπεί σε ένα σύνολο αριθμητικών τιμών. Για τη μετατροπή ενός συνεχούς αναλογικού σήματος σε ψηφιακή μορφή, χωρίζεται σε μέρη που αντιστοιχούν σε ίσα διαστήματα δειγματοληψίας (Εικόνα 11). Το σήμα μέσα σε κάθε διάστημα περιγράφεται μόνο από τη μέση τιμή της έντασής του, επομένως όλες οι πληροφορίες σχετικά με τις διακυμάνσεις του σήματος μέσα σε αυτό το διάστημα χάνονται. Έτσι, η τιμή του διαστήματος δειγματοληψίας είναι μία από τις παραμέτρους από τις οποίες εξαρτάται άμεσα η ανάλυση του αισθητήρα. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι για τα ψηφιακά δεδομένα, είναι σύνηθες να επιλέγουμε μια σχετική και όχι μια απόλυτη κλίμακα του γκρι, επομένως αυτά τα δεδομένα δεν αντικατοπτρίζουν τις πραγματικές ραδιομετρικές τιμές που λαμβάνονται για μια δεδομένη σκηνή.

15. Σχεδιασμός τεχνογενούς συστήματος

Κατά το σχεδιασμό οποιουδήποτε ανθρωπογενούς συστήματος, συμπεριλαμβανομένων των πληροφοριακών συστημάτων, καθορίζονται πρώτα οι στόχοι που πρέπει να επιτευχθούν και οι εργασίες προτεραιότητας που πρέπει να επιλυθούν κατά τη λειτουργία του συστήματος.

Ας ορίσουμε τον κύριο στόχο του έργου GIS "Caspian" ως εξής: δημιουργία ενός συστήματος πολλαπλών χρήσεων, πολλαπλών χρηστών λειτουργικών υπηρεσιών πληροφοριών για κεντρικές και τοπικές αρχές, κρατικούς φορείς περιβαλλοντικού ελέγχου, τον οργανισμό και τα τμήματα του για καταστάσεις έκτακτης ανάγκης , εταιρείες της βιομηχανίας πετρελαίου και φυσικού αερίου, καθώς και άλλους επίσημους ή ιδιωτικούς οργανισμούς και πρόσωπα ενδιαφέρονται για την επίλυση εδαφικών προβλημάτων της περιοχής.

Οι πρωταρχικοί στόχοι μπορούν να διατυπωθούν με βάση μια σύντομη περιγραφή της περιοχής. Κατά τη γνώμη μας, οι εργασίες αυτές είναι οι εξής:

χαρτογράφηση φυσικών δομών και αντικειμένων με ανάλυση και περιγραφή γεωλογικών, τοπίων και άλλων εδαφικών προτύπων.

θεματική χαρτογράφηση της υποδομής της βιομηχανίας πετρελαίου και φυσικού αερίου με αρκετά ακριβή αναφορά στην τοπογραφική βάση και το τοπίο, τους γεωλογικούς και περιβαλλοντικούς χάρτες της ακτής.

επιχειρησιακός έλεγχος και πρόβλεψη της δυναμικής της ακτογραμμής με ανάλυση των εδαφικών προβλημάτων που προκύπτουν στην περίπτωση αυτή (καταστροφή φραγμάτων, πλημμύρες πετρελαιοπηγών, απομάκρυνση πετρελαιοκηλίδων στη θάλασσα, πετρέλαιο παραθαλάσσιων περιοχών κ.λπ.).

παρακολούθηση των συνθηκών πάγου, ειδικά σε περιοχές ραφιών όπου η παραγωγή πετρελαίου πραγματοποιείται από υπεράκτιες πλατφόρμες.

Με βάση τη λίστα των εργασιών προτεραιότητας, διατυπώνουμε ουσιαστικές απαιτήσεις για το σύστημα:

στο πρώτο στάδιο της υλοποίησης του συστήματος, χρησιμοποιήστε τα διαθέσιμα διαστημικά στοιχεία NOAA/AVHRR και TERRA/MODIS και, κατά συνέπεια, παρακολουθήστε διεργασίες μεγάλης και μεσαίας κλίμακας - θερμικά πεδία, καλύμματα πάγου, επιφάνειες νερού. Να παρέχεται η δυνατότητα ανάπτυξης του συστήματος με χρήση ενεργών (RADARSAT-1, 2 ERS-1) και παθητικών (Landsat-7. SPOT-4,1RS) ερευνών υψηλής ανάλυσης.

Το σύστημα πρέπει να προβλέπει τη λήψη, την αρχειοθέτηση και την επεξεργασία των επίγειων δεδομένων παρατήρησης που λαμβάνονται τόσο σε ένα δίκτυο αγρομετεωρολογικών σταθμών όσο και σε υποδορυφορικές τοποθεσίες δοκιμών και δοκιμών. Η σύνθεση του εξοπλισμού καθορίζεται ανάλογα με το πρόβλημα που επιλύεται.

*Οι παρατηρήσεις εδάφους και αεροσκάφους εκστρατείας μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως πρόσθετη πηγή πληροφοριών. Ανάλογα με τον εξοπλισμό αυτών των αποστολών, οι πληροφορίες μπορούν να ληφθούν ηλεκτρονικά ή μετά από επεξεργασία γραφείου.

Συστημικές συμφωνίες για την πρόσβαση σε πληροφορίες, τις περιόδους αποθήκευσης, την τιμολόγηση των πρωτογενών και επεξεργασμένων δεδομένων κ.λπ. θα πρέπει να αναπτυχθούν από κοινού με τα ενδιαφερόμενα υπουργεία, τα περιφερειακά και περιφερειακά akimats και άλλους κυβερνητικούς καταναλωτές δεδομένων παρακολούθησης. Ο σχεδιασμός του συστήματος πρέπει να προβλέπει τη δυνατότητα συμπερίληψης κατάλληλων προγραμμάτων ελέγχου και εξυπηρέτησης.

Αυτές οι βασικές απαιτήσεις ορίζουν το πλαίσιο πέρα ​​από το οποίο ο σχεδιαστής δεν έχει δικαίωμα. Ωστόσο, σημειώνουμε ότι όσο πιο στενό είναι το πλαίσιο, όσο πιο αυστηροί είναι οι περιορισμοί, τόσο πιο εύκολο είναι ο σχεδιασμός και ο προγραμματισμός του. Επομένως, ένας ικανός σχεδιαστής προσπαθεί για στενή αλληλεπίδραση με τον πελάτη κατά την ανάπτυξη τεχνικών προδιαγραφών.

Η σκοπιμότητα δημιουργίας ενός τέτοιου συστήματος έχει αποδειχθεί από πολυάριθμα παραδείγματα αποτελεσματικής χρήσης του GIS για την επίλυση μεγάλης ποικιλίας εδαφικών προβλημάτων. Η ιδιαιτερότητα αυτής της εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η εφαρμογή παρακολούθησης και μοντελοποίησης GIS των εδαφικών διεργασιών στην υπό εξέταση περιοχή, λαμβάνοντας υπόψη την υπάρχουσα υποδομή πληροφορικής.

Σε πρώτο στάδιο, θα διαμορφώσουμε τις ελάχιστες υποχρεωτικές προϋποθέσεις που ισχύουν για ένα σύστημα πληροφοριών (ή μάλλον, για κάθε ανθρωπογενές) σύστημα για να διασφαλίσουμε τη «βιωσιμότητά» του. Το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει και να εξελιχθεί αποτελεσματικά εάν:

Ο λειτουργικός του σκοπός ανταποκρίνεται στις ανάγκες του περιβάλλοντος (συνήθως και του συστήματος) στο οποίο είναι βυθισμένο.

Η δομή του δεν έρχεται σε αντίθεση με την αρχιτεκτονική των συστημάτων με τα οποία αλληλεπιδρά.

Η δομή του δεν είναι εσωτερικά αντιφατική και έχει υψηλό βαθμό ευελιξίας και δυνατότητας τροποποίησης.

οι διαδικασίες που είναι ενσωματωμένες σε αυτό συνδυάζονται αποτελεσματικά σε τεχνολογικές αλυσίδες που αντιστοιχούν στο συνολικό τεχνολογικό σχήμα της λειτουργίας του συστήματος·

Η μείωση ή η επέκτασή του δεν οδηγεί σε καταστροφή της δομής και κάθε στάδιο του «κύκλου ζωής» του συστήματος, κάθε έκδοση του χρησιμοποιείται για την εκτέλεση

αντίστοιχες λειτουργίες.

Οι αναφερόμενες προϋποθέσεις για την αποτελεσματικότητα των τεχνολογικών συστημάτων μπορούν να είναι

επεξηγήσει με πολλά παραδείγματα. Αυτές οι συνθήκες αποδεικνύονται ιδιαίτερα καθαρά από τα λεγόμενα συστήματα παρακολούθησης. Ανάμεσά τους, ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι το ισχυρό σύστημα παρακολούθησης - η Παγκόσμια Μετεωρολογική Υπηρεσία.

16. Μέθοδοι αποκρυπτογράφησης

Κατά την αποκρυπτογράφηση μιας αεροδιαστημικής εικόνας ραντάρ, ανεξάρτητα από την επιλεγμένη μέθοδο, είναι απαραίτητο:

ανίχνευση στόχου ή αντικειμένου εδάφους στην εικόνα.

Προσδιορίστε έναν στόχο ή ένα χαρακτηριστικό εδάφους·

να αναλύσει έναν εντοπισμένο στόχο ή ένα αντικείμενο εδάφους και να προσδιορίσει τα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά τους·

μορφοποιήστε τα αποτελέσματα της αποκρυπτογράφησης με τη μορφή εγγράφου γραφικού ή κειμένου.

Ανάλογα με τις συνθήκες και την τοποθεσία εκτέλεσης, η ερμηνεία των εικόνων ραντάρ μπορεί να χωριστεί σε πεδίο, αεροακουστική, γραφείο και συνδυασμένη.

Μηδενική αποκρυπτογράφηση

Κατά την αποκρυπτογράφηση πεδίου, ο αποκρυπτογραφητής απευθείας στο έδαφος καθοδηγείται από χαρακτηριστικά και εύκολα αναγνωρίσιμα αντικείμενα του εδάφους και, συγκρίνοντας τα περιγράμματα των αντικειμένων με τις εικόνες ραντάρ τους, σχεδιάζει τα αποτελέσματα αναγνώρισης με συμβατικές πινακίδες σε φωτογραφία ή τοπογραφικό χάρτη.

Κατά την ερμηνεία πεδίου, στην πορεία, μέσω άμεσων μετρήσεων, προσδιορίζονται τα αριθμητικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων (χαρακτηριστικά βλάστησης, δεξαμενές, δομές που συνδέονται με αυτά, χαρακτηριστικά οικισμών κ.λπ.). Στην περίπτωση αυτή, αντικείμενα που δεν απεικονίζονται στη φωτογραφία λόγω του μικρού τους μεγέθους ή επειδή δεν υπήρχαν τη στιγμή της λήψης μπορούν να τοποθετηθούν στη φωτογραφία ή στο χάρτη. Κατά την αποκωδικοποίηση πεδίου, δημιουργούνται ειδικά ή παρεμπιπτόντως πρότυπα (κλειδιά), με τη βοήθεια των οποίων αργότερα σε συνθήκες γραφείου διευκολύνεται η αναγνώριση αντικειμένων του ίδιου τύπου εδάφους.

Τα μειονεκτήματα της ερμηνείας εικόνων πεδίου είναι η χρονοβόρα και δαπανηρή φύση της και η πολυπλοκότητα της οργάνωσής της.

Αεροακουστική ερμηνεία εικόνων αεροδιαστημικής

Πρόσφατα, στην πρακτική της αεροφωτογραφίας, χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο η αεροακουστική μέθοδος ερμηνείας αεροφωτογραφιών. Αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία στην αποκρυπτογράφηση εικόνων ραντάρ μιας περιοχής.

Η ουσία της αεροακουστικής μεθόδου είναι η αναγνώριση εικόνων ενός αντικειμένου από αεροπλάνο ή ελικόπτερο. Η παρατήρηση μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω οπτικών και υπέρυθρων συσκευών. Η αεροακουστική ερμηνεία εικόνων ραντάρ σάς επιτρέπει να αυξήσετε την παραγωγικότητα και να μειώσετε το κόστος των εργασιών ερμηνείας πεδίου.

Τα δεδομένα που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της αποκρυπτογράφησης αυτής της εικόνας θα καταστήσουν δυνατό τον προσδιορισμό της θέσης των πηγών ρύπανσης και την αξιολόγηση της έντασής τους (Εικ. 12).

Ερμηνεία γραφείου εικόνων αεροδιαστημικής

Κατά την αποκρυπτογράφηση εικόνων σε ένα γραφείο, η αναγνώριση των αντικειμένων και η ερμηνεία τους πραγματοποιείται χωρίς σύγκριση εικόνων με τη φύση, με τη μελέτη εικόνων αντικειμένων σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά αποκρυπτογράφησης τους. Η αποκρυπτογράφηση εικόνων χρησιμοποιείται ευρέως στη σύνταξη χαρτών ραντάρ περιγράμματος, στην ενημέρωση τοπογραφικών χαρτών, στη γεωλογική έρευνα και στη διόρθωση και συμπλήρωση χαρτογραφικού υλικού σε δυσπρόσιτες περιοχές.

Ωστόσο, η αποκρυπτογράφηση γραφείου έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα - είναι αδύνατο να αποκτήσετε πλήρως όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για την περιοχή. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της κάμερας αποκωδικοποίησης των εικόνων αντιστοιχούν όχι στη στιγμή της αποκωδικοποίησης, αλλά στη στιγμή της λήψης. Ως εκ τούτου, φαίνεται πολύ σκόπιμο να συνδυαστεί η ερμηνεία γραφείου και πεδίου ή εναέριας εικόνας, δηλαδή ο συνδυασμός τους.

Με τη συνδυασμένη ερμηνεία εικόνας, η κύρια εργασία για την ανίχνευση και τον εντοπισμό αντικειμένων πραγματοποιείται σε συνθήκες γραφείου, και στο πεδίο ή κατά την πτήση εκτελούνται και αναγνωρίζονται εκείνα τα αντικείμενα ή τα χαρακτηριστικά τους που δεν μπορούν να αναγνωριστούν γραφειακά.

Η αποκρυπτογράφηση του Office χωρίζεται σε δύο μεθόδους:

άμεση ή ημι-οργανική αποκωδικοποίηση.

ενόργανη αποκωδικοποίηση.

Μέθοδος άμεσης αποκρυπτογράφησης

Με τη μέθοδο της άμεσης αποκωδικοποίησης, ο ερμηνευτής οπτικά, χωρίς όργανα ή με τη βοήθεια μεγεθυντικών συσκευών, εξετάζει την εικόνα και, βάσει των αποκωδικοποιητικών χαρακτηριστικών της εικόνας και της εμπειρίας του, εντοπίζει και ερμηνεύει αντικείμενα.

Στην άμεση μέθοδο ερμηνείας της εικόνας, οι συσκευές που χρησιμοποιούνται είναι βοηθητικές, βελτιώνοντας τις συνθήκες παρατήρησης. Ορισμένες συσκευές επιτρέπουν στον αποκρυπτογραφητή να προσδιορίζει τα ποσοτικά χαρακτηριστικά των αντικειμένων που αποκρυπτογραφούνται. Όμως οι άνθρωποι παίζουν τον κύριο ρόλο στην ανίχνευση, την αναγνώριση και την ερμηνεία.

Οι βοηθητικές συσκευές και εργαλεία περιλαμβάνουν σετ μεγεθυντικών φακών με διαφορετικές μεγεθύνσεις, κλίμακες μέτρησης, στερεοσκόπια, χάρακες παράλλαξης, παραλλαξόμετρα, ειδικές συσκευές ερμηνείας, οθόνες προβολής, τηλεόραση και ηλεκτροοπτικά κλειστά συστήματα που βελτιώνουν τις συνθήκες ερμηνείας εικόνας.

17. Παραμόρφωση εικόνων του χώρου

Η ανάλυση του υποσυστήματος μιας πραγματικής δορυφορικής εικόνας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι οι πηγές παραμόρφωσης (θόρυβος) κατά τη δορυφορική φωτογραφία μπορούν να αναπαρασταθούν από τρία υποσυστήματα παραγόντων παραμόρφωσης:

σφάλματα στη λειτουργία του εξοπλισμού κινηματογράφησης και εγγραφής ·

«θόρυβος» του μέσου διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και χαρακτηριστικά της επιφάνειας του αντικειμένου που φωτογραφίζεται·

αλλαγή του προσανατολισμού των μέσων κατά τη λήψη.

Αυτή η συστηματοποίηση μας επιτρέπει να αναπτύξουμε μια στρατηγική για τη μελέτη και τη διόρθωση των παραμορφώσεων στις δορυφορικές εικόνες, καθώς οδηγεί στα ακόλουθα συμπεράσματα:

Η φύση των παραμορφώσεων που προκαλούνται από πηγές του δεύτερου και του τρίτου τύπου, με μικρές τροποποιήσεις που σχετίζονται κυρίως με το χρησιμοποιούμενο φασματικό εύρος, θα είναι η ίδια για οποιοδήποτε σύστημα απεικόνισης. Για το λόγο αυτό, τέτοιες παραμορφώσεις μπορούν να μελετηθούν με αφαίρεση, σε κάποιο βαθμό, από τον συγκεκριμένο τύπο εξοπλισμού κινηματογράφησης.

η φύση των παραμορφώσεων που προκαλούνται από πηγές της πρώτης ομάδας διαπιστώνεται μέσω μιας ολοκληρωμένης μελέτης του εξοπλισμού, ενώ είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν μέθοδοι βαθμονόμησης και ελέγχου του κατά τη λειτουργία σε τροχιά, που θα επιτρέπουν τη διόρθωση των περισσότερων παραμορφώσεων που προκαλούνται από ατελείς λειτουργία του εξοπλισμού.

Οι παράγοντες παραμόρφωσης μπορούν επίσης να υποδιαιρεθούν ανάλογα με τη μέθοδο που λαμβάνονται υπόψη οι παραμορφώσεις που προκαλούνται από μια συγκεκριμένη πηγή θορύβου:

παράγοντες, η επίδραση των οποίων μπορεί να ληφθεί υπόψη σχετικά απλά και με επαρκή ακρίβεια εισάγοντας διορθώσεις στις συντεταγμένες των σημείων της εικόνας και αυτές οι διορθώσεις υπολογίζονται χρησιμοποιώντας πεπερασμένους μαθηματικούς τύπους.

παράγοντες, η εξέταση των οποίων απαιτεί τη χρήση σύγχρονων μεθόδων μαθηματικής στατιστικής και της θεωρίας της επεξεργασίας των μετρήσεων.

Σε ξένες δημοσιεύσεις για τη διαστημική φωτογραφία, τα υποδεικνυόμενα υποσυστήματα παραγόντων παραμόρφωσης ονομάζονται προβλέψιμα και μετρήσιμα, αντίστοιχα, απαιτούν μετρήσεις και μαθηματική και στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων τους.

...

Παρόμοια έγγραφα

Παρακολούθηση οικισμών: ουσία και στόχοι, πληροφοριακή υποστήριξη. Σύγχρονα συστήματα τηλεπισκόπησης: αεροπορία, διάστημα, έδαφος. Εφαρμογή εναέριων και διαστημικών ερευνών κατά την παρακολούθηση αντικειμένων κατοικημένης περιοχής.

διατριβή, προστέθηκε 15/02/2017


Πλεονεκτήματα μεθόδων τηλεπισκόπησης της Γης από το διάστημα. Είδη κινηματογράφησης, μέθοδοι επεξεργασίας εικόνας. Τύποι διεργασιών διάβρωσης και εκδήλωσή τους σε δορυφορικές εικόνες. Παρακολούθηση διεργασιών διήθησης και πλημμύρας από βιομηχανικές δεξαμενές καθίζησης.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 05/07/2015


Διεξαγωγή μελετών υδρογραφικών αντικειμένων. Απαιτήσεις για εξοπλισμό τηλεπισκόπησης της Γης κατά τη διεξαγωγή γεωοικολογικών μελετών του συμπλέγματος πετρελαίου και φυσικού αερίου. Χαρακτηριστικά του εξοπλισμού απεικόνισης που είναι εγκατεστημένος σε διαστημόπλοια.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε 15/03/2016


Ιδιαιτερότητες αποκρυπτογράφησης δεδομένων τηλεπισκόπησης για σκοπούς δομικής και γεωμορφολογικής ανάλυσης. Γενετικοί τύποι ζωνών συσσώρευσης πετρελαίου και αερίου και η ερμηνεία τους. Σχέδιο δομικής και γεωμορφολογικής ερμηνείας του κοιτάσματος Ilovlinskoye.

περίληψη, προστέθηκε 24/04/2012


Η αποκωδικοποίηση είναι η ανάλυση εναέριων και διαστημικών υλικών έρευνας με σκοπό την εξαγωγή πληροφοριών για την επιφάνεια της Γης από αυτά. Λήψη πληροφοριών μέσω άμεσων παρατηρήσεων (μέθοδος επαφής), μειονεκτήματα της μεθόδου. Ταξινόμηση της αποκρυπτογράφησης.

παρουσίαση, προστέθηκε 19/02/2011


Τα εφαρμοσμένα προβλήματα επιλύθηκαν με τη χρήση μεθόδων και εργαλείων τηλεπισκόπησης. Υπολογισμός παραμέτρων έρευνας για σκοπούς διαχείρισης γης και κτηματογράφησης. Βασικές απαιτήσεις για την ακρίβεια της ερμηνείας προκύπτει κατά τη δημιουργία βασικών χαρτών γης.

δοκιμή, προστέθηκε 21/08/2015


Λόγοι για τη χρήση της μεθόδου αποκρυπτογράφησης εικόνας. Η επίδραση των παγετώνων στη φύση του πλανήτη. Εκτίμηση των πόρων χιονιού και πάγου της Γης από το διάστημα. Η αξία των διαστημικών εικόνων. Στάδια του προγράμματος «διαστημική βοήθεια». Η ανάγκη χρήσης ψυχαγωγικών καρτών.

περίληψη, προστέθηκε 17/11/2011


Μέθοδοι μελέτης ωκεανών και θαλασσών από το διάστημα. Η ανάγκη για τηλεπισκόπηση: δορυφόροι και αισθητήρες. Χαρακτηριστικά του ωκεανού που μελετήθηκαν από το διάστημα: θερμοκρασία και αλατότητα. θαλάσσια ρεύματα· ανάγλυφο πυθμένα? βιοπαραγωγικότητας. Αρχεία δορυφορικών δεδομένων.

εργασία μαθήματος, προστέθηκε στις 06/06/2014


Αεροφωτογραφία και διαστημική φωτογραφία - λήψη εικόνων της επιφάνειας της γης από αεροσκάφη. Σχέδιο για τη λήψη πρωτογενών πληροφοριών. Η επίδραση της ατμόσφαιρας στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία κατά τη διάρκεια των γυρισμάτων. Οπτικές ιδιότητες αντικειμένων στην επιφάνεια της γης.

παρουσίαση, προστέθηκε 19/02/2011


Αποκρυπτογραφήσιμα χαρακτηριστικά των κύριων γεωλογικών και γεωμορφολογικών στοιχείων. Σημάδια άμεσης αποκωδικοποίησης. Μέθοδος αντίθεσης-αναλογικής σύγκρισης με εικόνες και δείκτες αναφοράς και σύγκριση και σύγκριση αντικειμένων σε μία εικόνα.

συλλογή πληροφοριών σχετικά με ένα αντικείμενο ή φαινόμενο με χρήση συσκευής εγγραφής που δεν βρίσκεται σε άμεση επαφή με αυτό το αντικείμενο ή φαινόμενο. Ο όρος «τηλεπισκόπηση» συνήθως περιλαμβάνει την καταγραφή (καταγραφή) της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας μέσω διαφόρων καμερών, σαρωτών, δεκτών μικροκυμάτων, ραντάρ και άλλων παρόμοιων συσκευών. Η τηλεπισκόπηση χρησιμοποιείται για τη συλλογή και καταγραφή πληροφοριών σχετικά με τον βυθό, την ατμόσφαιρα της Γης και το ηλιακό σύστημα. Εκτελείται με τη χρήση πλοίων, αεροσκαφών, διαστημικών σκαφών και επίγειων τηλεσκοπίων. Οι επιστήμες που προσανατολίζονται στον τομέα, όπως η γεωλογία, η δασοκομία και η γεωγραφία, χρησιμοποιούν επίσης συνήθως την τηλεπισκόπηση για τη συλλογή δεδομένων για την έρευνά τους. δείτε επίσηςΔΟΡΥΦΟΡΙΚΟΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ; ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ.

Μπούρσα Μ. Βασικά στοιχεία της διαστημικής γεωδαισίας. Μ., 19711975
Τηλεπισκόπηση στη μετεωρολογία, ωκεανολογία και υδρολογία. Μ., 1984
Sebold E., Berger V. Βυθός ωκεανού. Μ., 1984
Μίσεφ Ντ. Τηλεπισκόπηση της Γης από το διάστημα. Μ., 1985

Εύρημα " ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ" επί

Τηλεπισκόπηση της Γης(ERS) - παρατήρηση της επιφάνειας της Γης από αεροσκάφη και διαστημόπλοια εξοπλισμένα με διάφορους τύπους εξοπλισμού απεικόνισης. Το εύρος λειτουργίας των μηκών κύματος που λαμβάνονται από τον εξοπλισμό κινηματογράφησης κυμαίνεται από κλάσματα μικρομέτρου (ορατή οπτική ακτινοβολία) έως μέτρα (ραδιοκύματα). Οι μέθοδοι ανίχνευσης μπορούν να είναι παθητικός, δηλαδή, για τη χρήση της φυσικής ανακλώμενης ή δευτερογενούς θερμικής ακτινοβολίας αντικειμένων στην επιφάνεια της Γης που προκαλείται από την ηλιακή δραστηριότητα, και ενεργός– χρήση διεγερμένης εκπομπής αντικειμένων που ξεκινά από μια τεχνητή πηγή κατευθυντικής δράσης. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης που λαμβάνονται από διαστημόπλοια χαρακτηρίζονται από υψηλό βαθμό εξάρτησης από την ατμοσφαιρική διαφάνεια. Επομένως, το διαστημόπλοιο χρησιμοποιεί πολυκαναλικό εξοπλισμό παθητικών και ενεργών τύπων που ανιχνεύουν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σε διάφορες περιοχές.

Εξοπλισμός τηλεπισκόπησης του πρώτου διαστημικού σκάφους που εκτοξεύτηκε τη δεκαετία του 1960-70. ήταν τύπου ίχνους - η προβολή της περιοχής μέτρησης στην επιφάνεια της Γης ήταν μια γραμμή. Αργότερα, εμφανίστηκε και έγινε ευρέως διαδεδομένος εξοπλισμός πανοραμικής τηλεπισκόπησης - σαρωτές, η προβολή της περιοχής μέτρησης στην επιφάνεια της Γης είναι μια λωρίδα.

Τα διαστημικά σκάφη τηλεπισκόπησης της Γης χρησιμοποιούνται για τη μελέτη των φυσικών πόρων της Γης και την επίλυση μετεωρολογικών προβλημάτων. Τα διαστημικά σκάφη για τη μελέτη των φυσικών πόρων είναι εξοπλισμένα κυρίως με οπτικό εξοπλισμό ή εξοπλισμό ραντάρ. Τα πλεονεκτήματα του τελευταίου είναι ότι σας επιτρέπει να παρατηρείτε την επιφάνεια της Γης οποιαδήποτε στιγμή της ημέρας, ανεξάρτητα από την κατάσταση της ατμόσφαιρας.

Επεξεργασία δεδομένων

Η ποιότητα των δεδομένων που λαμβάνονται από την τηλεπισκόπηση εξαρτάται από τη χωρική, φασματική, ραδιομετρική και χρονική τους ανάλυση.

Χωρική ανάλυση.Χαρακτηρίζεται από το μέγεθος του εικονοστοιχείου (στην επιφάνεια της Γης) που καταγράφεται σε μια εικόνα ράστερ - μπορεί να κυμαίνεται από 1 έως 1000 m.

Φασματική ανάλυση.Τα δεδομένα Landsat περιλαμβάνουν επτά ζώνες, συμπεριλαμβανομένου του υπέρυθρου φάσματος, που κυμαίνονται από 0,07 έως 2,1 μικρά. Ο αισθητήρας Hyperion της συσκευής Earth Observing-1 είναι ικανός να καταγράφει 220 φασματικές ζώνες από 0,4 έως 2,5 μικρά, με φασματική ανάλυση από 0,1 έως 0,11 μικρά.

Ραδιομετρική ανάλυση.Ο αριθμός των επιπέδων σήματος που μπορεί να ανιχνεύσει ο αισθητήρας. Συνήθως ποικίλλει από 8 έως 14 bit, με αποτέλεσμα 256 έως 16.384 επίπεδα. Αυτό το χαρακτηριστικό εξαρτάται επίσης από το επίπεδο θορύβου στο όργανο.

Προσωρινή επίλυση.Η συχνότητα με την οποία ο δορυφόρος περνά πάνω από την επιφάνεια ενδιαφέροντος. Σημαντικό κατά τη μελέτη σειρών εικόνων, για παράδειγμα κατά τη μελέτη της δυναμικής των δασών. Αρχικά, η ανάλυση της σειράς πραγματοποιήθηκε για τις ανάγκες της στρατιωτικής νοημοσύνης, ιδίως για την παρακολούθηση των αλλαγών στις υποδομές και τις κινήσεις του εχθρού.

Για τη δημιουργία ακριβών χαρτών από δεδομένα τηλεπισκόπησης, είναι απαραίτητος ένας μετασχηματισμός που εξαλείφει τις γεωμετρικές παραμορφώσεις. Μια εικόνα της επιφάνειας της Γης από μια συσκευή που δείχνει απευθείας προς τα κάτω περιέχει μια εικόνα χωρίς παραμόρφωση μόνο στο κέντρο της εικόνας. Καθώς κινείστε προς τις άκρες, οι αποστάσεις μεταξύ των σημείων της εικόνας και οι αντίστοιχες αποστάσεις στη Γη γίνονται ολοένα και πιο διαφορετικές. Η διόρθωση τέτοιων παραμορφώσεων πραγματοποιείται κατά τη διαδικασία της φωτογραμμετρίας. Από τις αρχές της δεκαετίας του 1990, οι περισσότερες εμπορικές δορυφορικές εικόνες πωλούνται προ-διορθωμένες.

Επιπλέον, μπορεί να απαιτείται ραδιομετρική ή ατμοσφαιρική διόρθωση. Η ραδιομετρική διόρθωση μετατρέπει διακριτά επίπεδα σήματος, όπως το 0 έως το 255, στις πραγματικές φυσικές τους τιμές. Η ατμοσφαιρική διόρθωση εξαλείφει τις φασματικές παραμορφώσεις που εισάγονται από την παρουσία μιας ατμόσφαιρας.

Στο πλαίσιο του προγράμματος της NASA Earth Observing System, διαμορφώθηκαν τα επίπεδα επεξεργασίας δεδομένων τηλεπισκόπησης:

Επίπεδο	Περιγραφή
	Δεδομένα που προέρχονται απευθείας από τη συσκευή, χωρίς επιβάρυνση (συγχρονισμός καρέ, κεφαλίδες, επαναλήψεις).
1α	Ανακατασκευασμένα δεδομένα συσκευής, εξοπλισμένα με χρονικούς δείκτες, ραδιομετρικούς συντελεστές, εφημερίδες (τροχιακές συντεταγμένες) του δορυφόρου.
1β	Δεδομένα επιπέδου 1α μετατρέπονται σε φυσικές μονάδες.
	Προκύπτουν γεωφυσικές μεταβλητές (ύψος κύματος ωκεανού, υγρασία εδάφους, συγκέντρωση πάγου) στην ίδια ανάλυση με τα δεδομένα της βαθμίδας 1.
	Μεταβλητές που εμφανίζονται σε μια παγκόσμια κλίμακα χωροχρόνου, πιθανώς συμπληρωμένες με παρεμβολή.
	Δεδομένα που ελήφθησαν ως αποτέλεσμα υπολογισμών με βάση προηγούμενα επίπεδα.

Ρύζι. 9. . Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα και η διαίρεση του που δείχνει τα μήκη κύματος που καθορίζονται από διάφορες συσκευές

Συστήματα τηλεπισκόπησης. Αυτός ο τύπος συστήματος έχει τρία κύρια στοιχεία: μια συσκευή απεικόνισης, ένα περιβάλλον απόκτησης δεδομένων και μια βάση ανίχνευσης. Ένα απλό παράδειγμα τέτοιου συστήματος είναι ένας ερασιτέχνης φωτογράφος (βάση) που χρησιμοποιεί μια κάμερα 35 mm (συσκευή απεικόνισης που σχηματίζει μια εικόνα) φορτωμένη με εξαιρετικά ευαίσθητο φωτογραφικό φιλμ (μέσο εγγραφής) για να φωτογραφίσει ένα ποτάμι. Ο φωτογράφος βρίσκεται σε κάποια απόσταση από το ποτάμι, αλλά καταγράφει πληροφορίες σχετικά με αυτό και στη συνέχεια τις αποθηκεύει σε φωτογραφικό φιλμ.

Συσκευές απεικόνισης, μέσο εγγραφής και βάση. Τα όργανα απεικόνισης εμπίπτουν σε τέσσερις κύριες κατηγορίες: φωτογραφικές μηχανές και φωτογραφικές μηχανές φιλμ, πολυφασματικοί σαρωτές, ραδιόμετρα και ενεργά ραντάρ. Οι σύγχρονες αντανακλαστικές κάμερες ενός φακού δημιουργούν μια εικόνα εστιάζοντας την υπεριώδη, ορατή ή υπέρυθρη ακτινοβολία που προέρχεται από ένα θέμα σε φωτογραφικό φιλμ. Μόλις αναπτυχθεί η ταινία, λαμβάνεται μια μόνιμη εικόνα (που μπορεί να διατηρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα). Η βιντεοκάμερα σάς επιτρέπει να λαμβάνετε μια εικόνα στην οθόνη. Η μόνιμη εγγραφή σε αυτή την περίπτωση θα είναι η αντίστοιχη εγγραφή στη βιντεοκασέτα ή μια φωτογραφία που τραβήχτηκε από την οθόνη. Όλα τα άλλα συστήματα απεικόνισης χρησιμοποιούν ανιχνευτές ή δέκτες που είναι ευαίσθητοι σε συγκεκριμένα μήκη κύματος στο φάσμα. Οι σωλήνες φωτοπολλαπλασιαστών και οι φωτοανιχνευτές ημιαγωγών, που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με οπτικο-μηχανικούς σαρωτές, καθιστούν δυνατή την καταγραφή ενέργειας στις υπεριώδεις, ορατές και κοντινές, μεσαίες και μακριές υπέρυθρες περιοχές του φάσματος και τη μετατροπή της σε σήματα που μπορούν να παράγουν εικόνες σε φιλμ . Η ενέργεια μικροκυμάτων (ενέργεια μικροκυμάτων) μετασχηματίζεται ομοίως από ραδιόμετρα ή ραντάρ. Τα σόναρ χρησιμοποιούν την ενέργεια των ηχητικών κυμάτων για να παράγουν εικόνες σε φωτογραφικό φιλμ.

Τα όργανα που χρησιμοποιούνται για την απεικόνιση βρίσκονται σε διάφορες βάσεις, όπως στο έδαφος, πλοία, αεροπλάνα, μπαλόνια και διαστημόπλοια. Ειδικές κάμερες και τηλεοπτικά συστήματα χρησιμοποιούνται καθημερινά για τη φωτογράφηση φυσικών και βιολογικών αντικειμένων ενδιαφέροντος σε ξηρά, θάλασσα, ατμόσφαιρα και χώρο. Ειδικές κάμερες time-lapse χρησιμοποιούνται για την καταγραφή αλλαγών στην επιφάνεια της γης, όπως η διάβρωση των ακτών, η κίνηση των παγετώνων και η εξέλιξη της βλάστησης.

Αρχεία δεδομένων. Οι φωτογραφίες και οι εικόνες που λαμβάνονται ως μέρος προγραμμάτων αεροδιαστημικής απεικόνισης επεξεργάζονται και αποθηκεύονται σωστά. Στις ΗΠΑ και τη Ρωσία, τα αρχεία για τέτοια δεδομένα πληροφοριών δημιουργούνται από τις κυβερνήσεις. Ένα από τα κύρια αρχεία αυτού του είδους στις Ηνωμένες Πολιτείες, το Κέντρο Δεδομένων EROS (Earth Resources Obsevation Systems), που υπάγεται στο Υπουργείο Εσωτερικών, αποθηκεύει περίπου 5 εκατομμύρια αεροφωτογραφίες και περίπου 2 εκατομμύρια εικόνες που λαμβάνονται από δορυφόρους Landsat. ως αντίγραφα όλων των αεροφωτογραφιών και δορυφορικών εικόνων της επιφάνειας της Γης που αποθηκεύονται από τη NASA. Αυτές οι πληροφορίες είναι ανοιχτής πρόσβασης. Διάφορες στρατιωτικές και μυστικές οργανώσεις διαθέτουν εκτεταμένα αρχεία φωτογραφιών και αρχεία άλλου οπτικού υλικού.

Ανάλυση εικόνας. Το πιο σημαντικό μέρος της τηλεπισκόπησης είναι η ανάλυση εικόνας. Μια τέτοια ανάλυση μπορεί να πραγματοποιηθεί οπτικά, με οπτικές μεθόδους βελτιωμένες σε υπολογιστή και εξ ολοκλήρου μέσω υπολογιστή. Τα δύο τελευταία περιλαμβάνουν ανάλυση ψηφιακών δεδομένων. Αρχικά, οι περισσότερες εργασίες ανάλυσης δεδομένων τηλεπισκόπησης έγιναν με οπτική εξέταση μεμονωμένων αεροφωτογραφιών ή με χρήση στερεοσκοπίου και επικάλυψης των φωτογραφιών για τη δημιουργία ενός στερεοφωνικού μοντέλου. Οι φωτογραφίες ήταν συνήθως ασπρόμαυρες και έγχρωμες, μερικές φορές ασπρόμαυρες και έγχρωμες στο υπέρυθρο, ή - σε σπάνιες περιπτώσεις - πολυφασματικές. Οι κύριοι χρήστες των δεδομένων που λαμβάνονται από την αεροφωτογραφία είναι γεωλόγοι, γεωγράφοι, δασολόγοι, γεωπόνοι και φυσικά χαρτογράφοι. Ο ερευνητής αναλύει την αεροφωτογραφία στο εργαστήριο για να εξάγει άμεσα χρήσιμες πληροφορίες από αυτήν, στη συνέχεια να την σχεδιάσει σε έναν από τους βασικούς χάρτες και να καθορίσει τις περιοχές που θα πρέπει να επισκεφτεί κανείς κατά τη διάρκεια της εργασίας πεδίου. Μετά την εργασία πεδίου, ο ερευνητής επαναξιολογεί τις αεροφωτογραφίες και χρησιμοποιεί τα δεδομένα που προέρχονται από αυτές και από επιτόπιες έρευνες για να δημιουργήσει τον τελικό χάρτη. Χρησιμοποιώντας αυτές τις μεθόδους, προετοιμάζονται για κυκλοφορία πολλοί διαφορετικοί θεματικοί χάρτες: γεωλογικοί, χάρτες χρήσεων γης και τοπογραφικοί χάρτες, χάρτες δασών, εδαφών και καλλιεργειών. Γεωλόγοι και άλλοι επιστήμονες διεξάγουν εργαστηριακές και επιτόπιες μελέτες των φασματικών χαρακτηριστικών διαφόρων φυσικών και πολιτισμικών αλλαγών που συμβαίνουν στη Γη. Οι ιδέες μιας τέτοιας έρευνας έχουν βρει εφαρμογή στο σχεδιασμό πολυφασματικών σαρωτών MSS (Multi-Spectral-Scanners), οι οποίοι χρησιμοποιούνται σε αεροσκάφη και διαστημόπλοια. Οι τεχνητοί δορυφόροι της Γης Landsat-1, -2 και -4 (Landsat-1, -2 και -4) είχαν επί του σκάφους MSS με τέσσερις φασματικές ζώνες: από 0,5 έως 0,6 μm (πράσινο). από 0,6 έως 0,7 μm (κόκκινο). από 0,7 έως 0,8 μm (κοντά στο IR). από 0,8 έως 1,1 μm (IR). Ο δορυφόρος Landsat 3 χρησιμοποιεί επίσης μια ζώνη από 10,4 έως 12,5 μικρά. Οι τυπικές σύνθετες εικόνες χρησιμοποιώντας τη μέθοδο τεχνητού χρωματισμού λαμβάνονται με συνδυασμό MSS με την πρώτη, δεύτερη και τέταρτη ζώνη σε συνδυασμό με μπλε, πράσινα και κόκκινα φίλτρα, αντίστοιχα. Στον δορυφόρο Landsat 4 με τον προηγμένο σαρωτή MSS, ο θεματικός χαρτογράφος παρέχει εικόνες σε επτά φασματικές ζώνες: τρεις στην ορατή περιοχή, μία στην περιοχή του εγγύς υπέρυθρου, δύο στην περιοχή του μεσαίου υπέρυθρου και μία στη θερμική υπέρυθρη περιοχή. περιοχές. Χάρη σε αυτό το όργανο, η χωρική ανάλυση βελτιώθηκε σχεδόν τριπλάσια (στα 30 μέτρα) σε σύγκριση με αυτή που παρείχε ο δορυφόρος Landsat, ο οποίος χρησιμοποιούσε μόνο τον σαρωτή MSS. Δεδομένου ότι οι ευαίσθητοι δορυφορικοί αισθητήρες δεν σχεδιάστηκαν για στερεοσκοπική απεικόνιση, ήταν απαραίτητο να διαφοροποιηθούν ορισμένα χαρακτηριστικά και φαινόμενα σε μια συγκεκριμένη εικόνα χρησιμοποιώντας φασματικές διαφορές. Οι σαρωτές MSS μπορούν να διακρίνουν πέντε ευρείες κατηγορίες επιφανειών γης: νερό, χιόνι και πάγος, βλάστηση, προεξοχή και έδαφος και χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τον άνθρωπο. Ένας επιστήμονας που είναι εξοικειωμένος με την υπό μελέτη περιοχή μπορεί να αναλύσει μια εικόνα που λαμβάνεται σε μια ενιαία ευρεία φασματική ζώνη, όπως μια ασπρόμαυρη αεροφωτογραφία, η οποία συνήθως λαμβάνεται με καταγραφή ακτινοβολίας με μήκη κύματος από 0,5 έως 0,7 μm (πράσινο και κόκκινες περιοχές του φάσματος). Ωστόσο, καθώς ο αριθμός των νέων φασματικών ζωνών αυξάνεται, γίνεται όλο και πιο δύσκολο για το ανθρώπινο μάτι να διακρίνει σημαντικά χαρακτηριστικά παρόμοιων τόνων σε διαφορετικά μέρη του φάσματος. Για παράδειγμα, μόνο μία έρευνα που λήφθηκε από τον δορυφόρο Landsat χρησιμοποιώντας MSS στη ζώνη 0,5-0,6 micron περιέχει περίπου 7,5 εκατομμύρια pixel (στοιχεία εικόνας), καθένα από τα οποία μπορεί να έχει έως και 128 αποχρώσεις του γκρι που κυμαίνονται από 0 (μαύρο) έως 128 ( άσπρο). Όταν συγκρίνετε δύο εικόνες Landsat της ίδιας περιοχής, έχετε να κάνετε με 60 εκατομμύρια pixel. μια εικόνα που ελήφθη από το Landsat 4 και επεξεργάστηκε από τον χαρτογράφο περιέχει περίπου 227 εκατομμύρια pixel. Συνάγεται σαφώς ότι οι υπολογιστές πρέπει να χρησιμοποιούνται για την ανάλυση τέτοιων εικόνων.

Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας. Η ανάλυση εικόνας χρησιμοποιεί υπολογιστές για να συγκρίνει τις τιμές της κλίμακας του γκρι (εύρος διακριτών αριθμών) κάθε pixel σε εικόνες που λαμβάνονται την ίδια ημέρα ή πολλές διαφορετικές ημέρες. Τα συστήματα ανάλυσης εικόνας ταξινομούν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά μιας έρευνας για την παραγωγή ενός θεματικού χάρτη της περιοχής. Τα σύγχρονα συστήματα αναπαραγωγής εικόνων καθιστούν δυνατή την αναπαραγωγή σε έγχρωμη οθόνη τηλεόρασης μίας ή περισσότερων φασματικών ζωνών που υποβάλλονται σε επεξεργασία από δορυφόρο με σαρωτή MSS. Ο κινητός δρομέας τοποθετείται σε ένα από τα εικονοστοιχεία ή σε μια μήτρα εικονοστοιχείων που βρίσκεται μέσα σε κάποιο συγκεκριμένο χαρακτηριστικό, για παράδειγμα ένα σώμα νερού. Ο υπολογιστής συσχετίζει και τις τέσσερις ζώνες MSS και ταξινομεί όλα τα άλλα μέρη της δορυφορικής εικόνας που έχουν παρόμοια σύνολα ψηφιακών αριθμών. Ο ερευνητής μπορεί στη συνέχεια να κωδικοποιήσει χρωματικές περιοχές του «νερού» σε μια έγχρωμη οθόνη για να δημιουργήσει έναν «χάρτη» που δείχνει όλα τα υδάτινα σώματα στη δορυφορική εικόνα. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως ρυθμιζόμενη ταξινόμηση, επιτρέπει τη συστηματική ταξινόμηση όλων των τμημάτων της αναλυόμενης εικόνας. Είναι δυνατό να εντοπιστούν όλοι οι κύριοι τύποι της επιφάνειας της γης. Τα σχήματα ταξινόμησης υπολογιστών που περιγράφονται είναι αρκετά απλά, αλλά ο κόσμος γύρω μας είναι πολύπλοκος. Το νερό, για παράδειγμα, δεν έχει απαραίτητα ένα μόνο φασματικό χαρακτηριστικό. Μέσα στην ίδια λήψη, τα σώματα νερού μπορεί να είναι καθαρά ή βρώμικα, βαθιά ή ρηχά, μερικώς καλυμμένα με φύκια ή παγωμένα και καθένα από αυτά έχει τη δική του φασματική ανάκλαση (και επομένως το δικό του ψηφιακό χαρακτηριστικό). Το διαδραστικό σύστημα ανάλυσης ψηφιακών εικόνων IDIMS χρησιμοποιεί ένα μη ρυθμιζόμενο σύστημα ταξινόμησης. Το IDIMS τοποθετεί αυτόματα κάθε pixel σε μία από πολλές δεκάδες κατηγορίες. Μετά την ταξινόμηση μέσω υπολογιστή, παρόμοιες κατηγορίες (για παράδειγμα, πέντε ή έξι κατηγορίες νερού) μπορούν να συγκεντρωθούν σε μία. Ωστόσο, πολλές περιοχές της επιφάνειας της γης έχουν μάλλον πολύπλοκα φάσματα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ξεκάθαρη διάκριση μεταξύ τους. Ένα άλσος βελανιδιάς, για παράδειγμα, μπορεί να φαίνεται στις δορυφορικές εικόνες ότι δεν διακρίνεται φασματικά από ένα άλσος σφενδάμου, αν και αυτό το πρόβλημα λύνεται πολύ απλά στο έδαφος. Σύμφωνα με τα φασματικά τους χαρακτηριστικά, η βελανιδιά και ο σφένδαμος ανήκουν σε πλατύφυλλα είδη. Η επεξεργασία μέσω υπολογιστή με αλγόριθμους αναγνώρισης περιεχομένου εικόνας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την εικόνα MSS σε σύγκριση με την τυπική.

Σημείωση.Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης χρησιμεύουν ως η κύρια πηγή πληροφοριών για την κατάρτιση χρήσεων γης και τοπογραφικών χαρτών. Οι μετεωρολογικοί και γεωδαιτικοί δορυφόροι NOAA και GOES χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση των αλλαγών στα σύννεφα και της ανάπτυξης κυκλώνων, συμπεριλαμβανομένων των τυφώνων και των τυφώνων. Οι δορυφορικές εικόνες του NOAA χρησιμοποιούνται επίσης για τη χαρτογράφηση εποχιακών αλλαγών στην κάλυψη του χιονιού στο βόρειο ημισφαίριο για κλιματική έρευνα και για τη μελέτη των αλλαγών στα θαλάσσια ρεύματα, που μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση του χρόνου αποστολής. Τα όργανα μικροκυμάτων στους δορυφόρους Nimbus χρησιμοποιούνται για τη χαρτογράφηση εποχιακών αλλαγών στην κάλυψη πάγου στις θάλασσες της Αρκτικής και της Ανταρκτικής.

Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης από αεροσκάφη και τεχνητούς δορυφόρους χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για την παρακολούθηση φυσικών λιβαδιών. Οι αεροφωτογραφίες είναι πολύ χρήσιμες στη δασοκομία λόγω της υψηλής ανάλυσης που μπορούν να επιτύχουν, καθώς και της ακριβούς μέτρησης της φυτικής κάλυψης και του τρόπου με τον οποίο αλλάζει με την πάροδο του χρόνου.

Η υπέρυθρη εναέρια θερμογραφία από το διάστημα καθιστά δυνατή τη διάκριση περιοχών των τοπικών ρευμάτων του Ρεύματος του Κόλπου.

Και όμως, είναι στις γεωλογικές επιστήμες που η τηλεπισκόπηση έχει λάβει την ευρύτερη εφαρμογή. Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται για τη σύνταξη γεωλογικών χαρτών, που υποδεικνύουν τους τύπους πετρωμάτων και τα δομικά και τεκτονικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Στην οικονομική γεωλογία, η τηλεπισκόπηση χρησιμεύει ως πολύτιμο εργαλείο για τον εντοπισμό κοιτασμάτων ορυκτών και πηγών γεωθερμικής ενέργειας. Η μηχανική γεωλογία χρησιμοποιεί δεδομένα τηλεπισκόπησης για την επιλογή κατάλληλων εργοταξίων, τον εντοπισμό δομικών υλικών, την παρακολούθηση της εξόρυξης επιφανείας και της αποκατάστασης γης και τη διεξαγωγή εργασιών μηχανικής σε παράκτιες περιοχές. Επιπλέον, αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιούνται σε εκτιμήσεις σεισμικών, ηφαιστειακών, παγετωνικών και άλλων γεωλογικών κινδύνων, καθώς και σε καταστάσεις όπως δασικές πυρκαγιές και βιομηχανικά ατυχήματα.

Τα δεδομένα τηλεπισκόπησης αποτελούν σημαντικό μέρος της έρευνας παγετολογία(σχετικά με τα χαρακτηριστικά των παγετώνων και την χιονοκάλυψη), σε γεωμορφολογία(μορφές και χαρακτηριστικά του ανάγλυφου), σε θαλάσσια γεωλογία(μορφολογία βυθού θαλασσών και ωκεανών), σε γεωβοτανική(λόγω της εξάρτησης της βλάστησης από τα υποκείμενα κοιτάσματα ορυκτών) και σε αρχαιολογική γεωλογία. ΣΕ αστρογεωλογίαΤα δεδομένα τηλεπισκόπησης είναι υψίστης σημασίας για τη μελέτη άλλων πλανητών και φεγγαριών στο ηλιακό σύστημα, καθώς και συγκριτική πλανητολογίανα μελετήσει την ιστορία της Γης. Ωστόσο, η πιο συναρπαστική πτυχή της τηλεπισκόπησης είναι ότι οι δορυφόροι που τοποθετήθηκαν σε τροχιά της Γης για πρώτη φορά έδωσαν στους επιστήμονες τη δυνατότητα να παρατηρούν, να παρακολουθούν και να μελετούν τον πλανήτη μας ως ένα πλήρες σύστημα, συμπεριλαμβανομένης της δυναμικής ατμόσφαιρας και των μορφών του εδάφους καθώς αλλάζουν υπό την επίδραση των φυσικών παραγόντων και των ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Οι εικόνες που λαμβάνονται από δορυφόρους μπορεί να βοηθήσουν στην εύρεση του κλειδιού για την πρόβλεψη της κλιματικής αλλαγής, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που προκαλούνται από φυσικούς και ανθρωπογενείς παράγοντες. Αν και οι ΗΠΑ και η Ρωσία από τη δεκαετία του 1960. διεξαγωγή τηλεπισκόπησης, συμβάλλουν και άλλες χώρες. Οι Ιαπωνικές και Ευρωπαϊκές Διαστημικές Υπηρεσίες σχεδιάζουν να εκτοξεύσουν μεγάλο αριθμό δορυφόρων σε τροχιές χαμηλής Γης, σχεδιασμένους να μελετούν τη γη, τις θάλασσες και την ατμόσφαιρα της Γης.

Ο πρώτος σοβιετικός δορυφόρος, Zenit-2, δημιουργήθηκε στο OKB-1. Από το 1965 έως το 1982, με βάση τον δορυφόρο Zenit, η TsSKB-Progress δημιούργησε επτά τροποποιήσεις δορυφόρων τηλεπισκόπησης της Γης. Συνολικά, μέχρι σήμερα, η TsSKB-Progress έχει δημιουργήσει 26 τύπους αυτόματων δορυφόρων για την παρατήρηση της επιφάνειας της γης, επιλύοντας όλο το φάσμα των προβλημάτων προς το συμφέρον της εθνικής ασφάλειας, της επιστήμης και της εθνικής οικονομίας.

Από το 1988 έως το 1999 πραγματοποιήθηκαν 19 επιτυχημένες εκτοξεύσεις των διαστημοπλοίων Resurs-F1 και Resurs-F1M. Από το 1987 έως το 1995 πραγματοποιήθηκαν 9 επιτυχημένες εκτοξεύσεις του διαστημικού σκάφους Resurs-F2.

Το διαστημικό συγκρότημα Resurs-F2 έχει σχεδιαστεί για να πραγματοποιεί πολυφασματική και φασματοζωνική φωτογραφία της επιφάνειας της Γης στο ορατό και εγγύς υπέρυθρο εύρος του φάσματος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με υψηλά γεωμετρικά και φωτομετρικά χαρακτηριστικά προς το συμφέρον διαφόρων τομέων της εθνικής οικονομίας και της Γης επιστήμες.

Το διαστημικό συγκρότημα Resurs-DK είναι μια μοναδική εξέλιξη της TsSKB-Progress, που συνδυάζει δοκιμασμένες στο χρόνο τεχνικές λύσεις και προηγμένα επιτεύγματα σε σχεδιαστικές ιδέες. Το διαστημικό σύμπλεγμα Resurs-DK παρέχει πολυφασματική τηλεπισκόπηση της επιφάνειας της γης και άμεση παράδοση εικόνων υψηλής πληροφόρησης μέσω ραδιοφώνου στη Γη.

Τον Νοέμβριο του 2010, ορισμένα συστήματα Resursa-DK απέτυχαν, μετά την οποία η συσκευή δεν μπορούσε πλέον να χρησιμοποιηθεί για τον προορισμό της.

Το Resurs-P προορίζεται να αντικαταστήσει τον παλιό δορυφόρο Resurs-DK.

Η μοναδικότητα της νέας συσκευής ανίχνευσης γης "Resurs-P" βρίσκεται στο σετ σαρωτών - τέσσερα ή πέντε συστήματα απεικόνισης θα εγκατασταθούν σε αυτήν. Αυτό θα καταστήσει δυνατή τη λήψη πληροφοριών από τη Γη όχι σε τρία χρώματα, όπως τώρα, αλλά σε πλήρη γκάμα χρωμάτων και εγγύς υπέρυθρο εύρος.

Το νέο δορυφορικό συγκρότημα θα είναι πιο ακριβές και αποτελεσματικό από τον προκάτοχό του. Σύμφωνα με τους προγραμματιστές, το "Resurs-P" θα επιτρέψει τη μελέτη της εξέλιξης του κλίματος, τη λήψη διαστημικών δεδομένων για διεργασίες μεγάλης κλίμακας στην ατμόσφαιρα και την επιφάνεια της Γης, την παρακολούθηση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης, την πρόβλεψη σεισμών, την ειδοποίηση για τσουνάμι, πυρκαγιές , πετρελαιοκηλίδες και πολλά άλλα.

Ρύζι. Resurs-DK

Ο Kosmos-1076 είναι ο πρώτος σοβιετικός εξειδικευμένος ωκεανογραφικός δορυφόρος. Αυτός είναι ένας από τους δύο δορυφόρους που συμμετείχαν στο πείραμα Ocean-E (ο δεύτερος είναι ο Kosmos-1151). Και τα δύο είναι κατασκευασμένα με βάση το διαστημόπλοιο τύπου AUOS-3. Επικεφαλής σχεδιαστές: V.M. Kovtunenko, B.E. Khmyrov, S.N. Konyukhov, V.I. Dranovsky. Τα δεδομένα που ελήφθησαν από τον δορυφόρο κατέστησαν δυνατή τη δημιουργία της πρώτης σοβιετικής διαστημικής βάσης δεδομένων στον Παγκόσμιο Ωκεανό:18 Ο δορυφόρος ήταν εξοπλισμένος με εξοπλισμό τηλεπισκόπησης της Γης (ERS) τύπου τροχιάς.

Γραφείο Σχεδιασμού Yuzhnoye

ωκεανογραφική έρευνα

Εκτόξευση οχήματος

11K68 ("Cyclone-3")

Επιφάνεια εκκίνησης

Plesetsk, συγκρότημα εκτόξευσης Νο. 32/2

Αποτροχία

Προδιαγραφές

Τροχιακά στοιχεία

Τύπος τροχιάς

Υποπολικό

Διάθεση

Περίοδος κυκλοφορίας

Απόκεντρο

Περίκεντρο

Το Monitor είναι μια σειρά από μικρά διαστημόπλοια για τηλεπισκόπηση της Γης που δημιουργήθηκε στο Κρατικό Διαστημικό Κέντρο Έρευνας και Παραγωγής που πήρε το όνομά του. M. V. Khrunichev με βάση την ενοποιημένη διαστημική πλατφόρμα "Yacht". Θεωρήθηκε ότι η σειρά θα αποτελείται από δορυφόρους «Monitor-E», «Monitor-I», «Monitor-S», «Monitor-O» εξοπλισμένοι με διάφορους οπτικο-ηλεκτρονικό εξοπλισμό και «Monitor-R» εξοπλισμένο με συστήματα ραντάρ Αυτή τη στιγμή δεν υπάρχουν δορυφόροι της σειράς Monitor στο ομοσπονδιακό διαστημικό πρόγραμμα.

Οθόνη-Ε

Ο πρώτος δορυφόρος της σειράς, ο Monitor-E (πειραματικός), έχει σχεδιαστεί για τη δοκιμή νέου εξοπλισμού-στόχου και συστημάτων εξυπηρέτησης της πλατφόρμας Yachta. Ο δορυφόρος, βάρους 750 κιλών, είναι εξοπλισμένος με δύο κάμερες ανάλυσης 8 m σε πανχρωματική λειτουργία (ένα κανάλι) και 20 μέτρα σε λειτουργία πολλαπλών καναλιών (3 κανάλια). Οι εικόνες του Monitor-E θα καλύπτουν μια περιοχή διαστάσεων 90 επί 90 χλμ. και 160 επί 160 χλμ. Η χωρητικότητα της ενσωματωμένης μνήμης είναι 50 gigabyte (2×25). Ο δορυφόρος έχει σχεδιαστεί σε σχεδιασμό χωρίς πίεση, σε αρθρωτή βάση, που επιτρέπει, εάν είναι απαραίτητο, να επεκτείνει τις δυνατότητες του διαστημικού σκάφους λόγω πρόσθετου εξοπλισμού. Ο εξοπλισμός στόχος είναι ικανός να μεταδίδει πληροφορίες σε σχεδόν πραγματικό χρόνο. Ο δορυφόρος είναι εξοπλισμένος με σύστημα ηλεκτρικής πρόωσης (EPS), χρησιμοποιώντας xenon ως υγρό λειτουργίας του EPS. Η εκτιμώμενη ενεργή ζωή της συσκευής είναι 5 χρόνια.

Το Monitor-E εκτοξεύτηκε στις 26 Αυγούστου 2005 από το κοσμοδρόμιο Plesetsk χρησιμοποιώντας ένα όχημα εκτόξευσης Rokot. Ο δορυφόρος εκτοξεύτηκε σε μια ηλιακή-σύγχρονη τροχιά σε υψόμετρο 550 km. Μετά την είσοδο σε τροχιά, η επικοινωνία με τη συσκευή δεν μπόρεσε να αποκατασταθεί λόγω βλάβης του εξοπλισμού εδάφους της γραμμής ραδιοελέγχου για τον εποχούμενο εξοπλισμό. Η επικοινωνία με τον δορυφόρο ήταν δυνατή μόνο μετά από μια μέρα. Ωστόσο, ήδη στις 18 Οκτωβρίου, η συσκευή αντιμετώπισε σοβαρά προβλήματα σχετικά με τον έλεγχό της, μετά από τα οποία μπήκε σε μη προσανατολισμένη λειτουργία. Αυτό συνέβη λόγω μιας προσωρινής αστοχίας ενός από τα κανάλια του γυροσκοπικού μετρητή γωνιακής ταχύτητας (GYVUS). Σύντομα αυτό το πρόβλημα λύθηκε και ήδη στις 23 Νοεμβρίου 2005, ελέγχθηκε η λειτουργικότητα των ραδιοζεύξεων για τη μετάδοση εικόνων από το διαστημόπλοιο. Στις 26 Νοεμβρίου 2005 ελήφθησαν οι πρώτες εικόνες της επιφάνειας της γης από κάμερα ανάλυσης 20 μέτρων και στις 30 Νοεμβρίου δοκιμάστηκε μια κάμερα ανάλυσης 8 μέτρων. Έτσι, μπορεί να υποστηριχθεί ότι η λειτουργία του διαστημικού σκάφους Monitor-E έχει αποκατασταθεί πλήρως.

Το 2011, η λειτουργία του διαστημικού σκάφους ανεστάλη.

Το πρόγραμμα Landsat είναι το μακροβιότερο έργο για τη λήψη δορυφορικών φωτογραφιών του πλανήτη Γη. Ο πρώτος από τους δορυφόρους του προγράμματος εκτοξεύτηκε το 1972. το τελευταίο, μέχρι σήμερα, Landsat 7 - 15 Απριλίου 1999. Ο εξοπλισμός που έχει εγκατασταθεί στους δορυφόρους Landsat έχει τραβήξει δισεκατομμύρια εικόνες. Οι εικόνες που λαμβάνονται στις Ηνωμένες Πολιτείες και από δορυφορικούς σταθμούς δεδομένων σε όλο τον κόσμο παρέχουν μια μοναδική πηγή για μια ποικιλία επιστημονικής έρευνας στους τομείς της γεωργίας, της χαρτογραφίας, της γεωλογίας, της δασοκομίας, των πληροφοριών, της εκπαίδευσης και της εθνικής ασφάλειας. Για παράδειγμα, το Landsat-7 παρέχει εικόνες σε 8 φασματικές περιοχές με χωρική ανάλυση από 15 έως 60 m ανά σημείο. Η συχνότητα συλλογής δεδομένων για ολόκληρο τον πλανήτη ήταν αρχικά 16 ημέρες.

Το 1969, τη χρονιά της πτήσης του ανθρώπου στη Σελήνη, το Ερευνητικό Κέντρο Hughes Santa Barbara ξεκίνησε την ανάπτυξη και την παραγωγή των τριών πρώτων πολυφασματικών σαρωτών (MSS). Τα πρώτα πρωτότυπα MSS κατασκευάστηκαν μέσα σε 9 μήνες, μέχρι το φθινόπωρο του 1970, μετά από τα οποία δοκιμάστηκαν στον γρανιτένιο θόλο του Half Dome στο Εθνικό Πάρκο Yosemite.

Το αρχικό οπτικό σχέδιο του MSS δημιουργήθηκε από τον Jim Kodak, έναν μηχανικό οπτο-μηχανικών συστημάτων που σχεδίασε επίσης την οπτική κάμερα στην αποστολή Pioneer, η οποία ήταν το πρώτο οπτικό όργανο που έφυγε από το ηλιακό σύστημα.

Όταν δημιουργήθηκε το 1966, το πρόγραμμα ονομαζόταν Earth Resources Observation Satellites, αλλά το 1975 το πρόγραμμα μετονομάστηκε. Το 1979, με την Προεδρική Οδηγία 54, ο Πρόεδρος των ΗΠΑ Jimmy Carter μεταβίβασε τον έλεγχο του προγράμματος από τη NASA στη NOAA, προτείνοντας την ανάπτυξη ενός μακροπρόθεσμου συστήματος με 4 επιπλέον δορυφόρους μετά το Landsat 3, καθώς και τη μεταφορά του προγράμματος στον ιδιωτικό τομέα. . Αυτό συνέβη το 1985 όταν μια ομάδα από την Earth Observation Satellite Company (EOSAT), τα αεροσκάφη Hughes και την RCA επιλέχθηκαν από την NOAA για να λειτουργήσουν το σύστημα Landsat με δεκαετή σύμβαση. Η EOSAT διαχειριζόταν τα Landsat 4 και 5, είχε αποκλειστικά δικαιώματα πώλησης δεδομένων που δημιουργήθηκαν από το πρόγραμμα και κατασκεύασε τα Landsat 6 και 7.

Δορυφορική φωτογραφία της Καλκούτα σε προσομοίωση χρώματος. Τραβήχτηκε από τον δορυφόρο Landsat 7 της NASA.

Το 1989, ενώ η μετάβαση του προγράμματος δεν είχε ακόμη ολοκληρωθεί πλήρως, η NOAA είχε εξαντλήσει τον προϋπολογισμό της για το πρόγραμμα Landsat (η NOAA δεν είχε ζητήσει χρηματοδότηση και το Κογκρέσο των ΗΠΑ είχε διαθέσει χρηματοδότηση μόνο για το ήμισυ του οικονομικού έτους) και η NOAA αποφάσισε να κλείσει το Landsat 4 και 5. . Ο επικεφαλής του νέου Εθνικού Συμβουλίου Διαστήματος, Αντιπρόεδρος Τζέιμς Κουέιλ, επέστησε την προσοχή στην τρέχουσα κατάσταση και βοήθησε το πρόγραμμα να λάβει έκτακτη χρηματοδότηση.

Το 1990 και το 1991, το Κογκρέσο παρείχε και πάλι στη NOAA χρηματοδότηση μόνο για το μισό του έτους, απαιτώντας από άλλες υπηρεσίες που χρησιμοποιούν δεδομένα που συλλέχθηκαν από το πρόγραμμα Landsat να παρέχουν το υπόλοιπο μισό των απαιτούμενων χρημάτων. Το 1992, έγιναν προσπάθειες για την αποκατάσταση της χρηματοδότησης, αλλά μέχρι το τέλος του έτους η EOSAT είχε σταματήσει την επεξεργασία των δεδομένων Landsat. Το Landsat 6 εκτοξεύτηκε στις 5 Οκτωβρίου 1993, αλλά χάθηκε σε ένα ατύχημα. Η επεξεργασία των δεδομένων από το Landsat 4 και 5 ξεκίνησε ξανά από την EOSAT το 1994. Το Landsat 7 εκτοξεύτηκε από τη NASA στις 15 Απριλίου 1999.

Η σημασία του προγράμματος Landsat αναγνωρίστηκε από το Κογκρέσο τον Οκτώβριο του 1992, με την ψήφιση του νόμου για την πολιτική τηλεπισκόπησης της γης (Public Law 102-555), ο οποίος επέτρεψε τη συνέχιση της λειτουργίας του Landsat 7 και εξασφάλισε τη διαθεσιμότητα δεδομένων και εικόνων Landsat στο τις χαμηλότερες δυνατές τιμές.τιμές τόσο για τρέχοντες όσο και για νέους χρήστες.

Χρονολογία εκκίνησης

Landsat-1 (αρχικά ERTS-1, Earth Resources Technology Satellite -1) - εκτοξεύτηκε στις 23 Ιουλίου 1972, σταμάτησε να λειτουργεί στις 6 Ιανουαρίου 1978

Landsat 7 - ξεκίνησε στις 15 Απριλίου 1999, σε λειτουργία. Από τον Μάιο του 2003, η μονάδα Scan Line Corrector (SLC) απέτυχε. Από τον Σεπτέμβριο του 2003, χρησιμοποιείται σε λειτουργία χωρίς διόρθωση γραμμής σάρωσης, η οποία μειώνει τον όγκο των πληροφοριών που λαμβάνονται στο 75% της αρχικής.

Τεχνικές λεπτομέρειες

Ο επόμενος δορυφόρος του προγράμματος θα πρέπει να είναι η αποστολή Landsat Data Continuity Mission. Η εκτόξευση έχει προγραμματιστεί για το 2012. Ο νέος δορυφόρος κατασκευάζεται στην Αριζόνα από την Orbital Sciences Corporation.

Τηλεπισκόπηση:

Τι είναι η τηλεπισκόπηση;

Τηλεπισκόπηση Γης (ERS)- αυτή είναι η παρατήρηση και η μέτρηση των χαρακτηριστικών ενέργειας και πόλωσης της ίδιας και της ανακλώμενης ακτινοβολίας των στοιχείων της γης, του ωκεανού και της ατμόσφαιρας της Γης σε διάφορες περιοχές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, συμβάλλοντας στην περιγραφή της θέσης, της φύσης και του χρόνου μεταβλητότητα φυσικών παραμέτρων και φαινομένων, φυσικών πόρων της Γης, περιβάλλοντος, καθώς και ανθρωπογενών αντικειμένων και σχηματισμών.

Κατά τη μελέτη της επιφάνειας της γης χρησιμοποιώντας απομακρυσμένες μεθόδους, η πηγή πληροφοριών για τα αντικείμενα είναι αυτά ακτινοβολία (εγγενής και ανακλώμενη).
Η ακτινοβολία διακρίνεται επίσης σε φυσική και τεχνητή. Η φυσική ακτινοβολία αναφέρεται στον φυσικό φωτισμό της επιφάνειας της γης από τον Ήλιο ή τη θερμική ακτινοβολία - την ακτινοβολία της ίδιας της Γης. Η τεχνητή ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που δημιουργείται όταν μια περιοχή ακτινοβολείται από μια πηγή που βρίσκεται στον φορέα της καταχωρημένης συσκευής.

Η ακτινοβολία αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαφορετικού μήκους, το φάσμα των οποίων ποικίλλει στην περιοχή από ακτίνες Χ έως εκπομπή ραδιοφώνου. Για περιβαλλοντικές μελέτες, χρησιμοποιείται ένα στενότερο τμήμα του φάσματος, από οπτικά κύματα έως ραδιοκύματα στην περιοχή μήκους 0,3 μm - 3 m.
Σημαντικό χαρακτηριστικό τηλεπισκόπησηείναι η παρουσία ενός ενδιάμεσου μέσου μεταξύ αντικειμένων και οργάνων εγγραφής που επηρεάζει την ακτινοβολία: αυτό είναι το πάχος της ατμόσφαιρας και η θολότητα.

Η ατμόσφαιρα απορροφά μερικές από τις ανακλώμενες ακτίνες. Υπάρχουν πολλά «παράθυρα διαφάνειας» στην ατμόσφαιρα που επιτρέπουν στα ηλεκτρομαγνητικά κύματα να διέρχονται με ελάχιστη παραμόρφωση.

Για το λόγο αυτό, είναι λογικό να υποθέσουμε ότι όλα τα συστήματα απεικόνισης λειτουργούν μόνο σε εκείνα τα φασματικά εύρη που αντιστοιχούν σε παράθυρα διαφάνειας.

Συστήματα τηλεπισκόπησης

Αυτή τη στιγμή υπάρχει μια ευρεία τάξη συστήματα τηλεπισκόπησης, σχηματίζοντας μια εικόνα της υπό μελέτη επιφάνειας. Σε αυτήν την κατηγορία εξοπλισμού, μπορούν να διακριθούν αρκετές υποκατηγορίες, που διαφέρουν ως προς το φασματικό εύρος της χρησιμοποιούμενης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και στον τύπο του δέκτη της καταγεγραμμένης ακτινοβολίας, καθώς και στη μέθοδο (ενεργητική ή παθητική) ανίχνευσης:

• φωτογραφικόςκαι συστήματα φωτο-τηλεόρασης·
• συστήματα σάρωσης για ορατές και υπέρυθρες περιοχές(τηλεόραση οπτικο-μηχανική και οπτικο-ηλεκτρονική, ραδιόμετρα σάρωσης και πολυφασματικοί σαρωτές).
• οπτικά συστήματα τηλεόρασης.
• συστήματα ραντάρ πλευρικής όψης (RLSSO);
• σάρωση ραδιομέτρων μικροκυμάτων.

Παράλληλα, συνεχίζεται η λειτουργία και ανάπτυξη εξοπλισμού τηλεπισκόπησης, με στόχο την απόκτηση ποσοτικών χαρακτηριστικών ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, χωροταξικά ολοκληρωμένης ή τοπικής, χωρίς όμως να σχηματίζουν εικόνα. Σε αυτήν την κατηγορία συστημάτων τηλεπισκόπησης, μπορούν να διακριθούν διάφορες υποκατηγορίες: ραδιόμετρα χωρίς σάρωση και φασματοραδιόμετρα, lidars.

Ανάλυση δεδομένων τηλεπισκόπησης: χωρική, ραδιομετρική, φασματική, χρονική

Αυτός ο τύπος ταξινόμησης δεδομένων τηλεπισκόπησης σχετίζεται με χαρακτηριστικά που εξαρτώνται από τον τύπο και την τροχιά του φορέα, τον εξοπλισμό απεικόνισης και καθορίζουν την κλίμακα, την κάλυψη της περιοχής και την ανάλυση των εικόνων.
Υπάρχει χωρική, ραδιομετρική, φασματική και χρονική ανάλυση, με βάση την οποία ταξινομούνται τα δεδομένα τηλεπισκόπησης.

Φασματική ανάλυση καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά διαστήματα μήκους κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος στο οποίο είναι ευαίσθητος ο αισθητήρας.
Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη στις μεθόδους τηλεπισκόπησης από το διάστημα είναι το παράθυρο διαφάνειας που αντιστοιχεί στο οπτικό εύρος (ονομάζεται επίσης φως), που συνδυάζει ορατό (380...720 nm), κοντινό υπέρυθρο (720...1300 nm) και μεσαία περιοχή υπερύθρων (1300... .3000 nm). Η χρήση της περιοχής μικρού μήκους κύματος του ορατού φάσματος είναι δύσκολη λόγω σημαντικών διακυμάνσεων στη μετάδοση της ατμόσφαιρας σε αυτό το φασματικό διάστημα ανάλογα με τις παραμέτρους της κατάστασής της. Επομένως, πρακτικά στο τηλεπισκόπησηαπό το διάστημα στην οπτική περιοχή, χρησιμοποιείται φασματική περιοχή μηκών κύματος άνω των 500 nm. Στο εύρος μακρινών υπέρυθρων (IR) (3...1000 μm) υπάρχουν μόνο τρία σχετικά στενά παράθυρα διαφάνειας: 3...5 μm, 8...14 μm και 30...80 μm, από τα οποία μέχρι στιγμής στις μεθόδους τηλεπισκόπησης από το διάστημα χρησιμοποιούνται μόνο τα δύο πρώτα. Στο εύρος υπερμικρών κυμάτων των ραδιοκυμάτων (1mm...10m) υπάρχει ένα σχετικά ευρύ παράθυρο διαφάνειας από 2 cm έως 10 m. Στις μεθόδους τηλεπισκόπησης από το διάστημα, το τμήμα βραχέων κυμάτων του (μέχρι 1 m), που ονομάζεται χρησιμοποιείται το εύρος υπερυψηλών συχνοτήτων (μικροκύματα).

Χαρακτηριστικά φασματικών περιοχών

Περιοχή φάσματος

Πλάτος φασματικής περιοχής
Ορατή περιοχή, μm
χρωματικές ζώνες
μωβ	0.39-0.45
μπλε	0.45-0.48
μπλε	0.48-0.51
πράσινος	0.51-0/55
κίτρινο πράσινο	0.55-0.575
κίτρινος	0.575-0.585
πορτοκάλι	0.585-0.62
το κόκκινο	0.62-0.80
Περιοχή ακτινοβολίας IR, μm
κοντά	0.8-1.5
μέση τιμή	1.5-3.0
μακρινός	>3.0
Περιοχή ραδιοκυμάτων, cm
Χ	2.4-3.8
ντο	3.8-7.6
μεγάλο	15-30
Π	30-100

Χωρική ανάλυση - μια τιμή που χαρακτηρίζει το μέγεθος των μικρότερων αντικειμένων που διακρίνονται στην εικόνα.

Ταξινόμηση εικόνων με χωρική ανάλυση:

• εικόνες πολύ χαμηλής ανάλυσης 10.000 - 100.000 m.
• εικόνες χαμηλής ανάλυσης 300 - 1.000 m;
• εικόνες μεσαίας ανάλυσης 50 - 200 m;
• Εικόνες υψηλής ανάλυσης:
  1. σχετικά ψηλά 20 - 40 m.
  2. ύψος 10 - 20 m;
  3. πολύ υψηλό 1 - 10 m.
  4. εικόνες εξαιρετικά υψηλής ανάλυσης μικρότερη από 0,3 - 0,9 m.

Σχέση μεταξύ κλίμακας χάρτη και χωρικής ανάλυσης εικόνων.

Αισθητήρας

Μέγεθος pixel

Πιθανή κλίμακα

Landsat 7 ETM+

15 μ

1:100 000

ΣΗΜΕΙΟ 1-4

10 μ

1:100 000

IRS-1C και IRS-1D

6 μ

1:50 000

ΣΗΜΕΙΟ 5

5 μ

1:25 000

ΕΡΩΣ

1,8 μ

1:10 000

OrbView-3 τηγάνι

4 μ

1:20 000

OrbView-3

1μ

1:5 000

IKONOS ταψ

4 μ

1:20 000

ΕΙΚΟΝΟΣ*

1μ

1:5 000

Ταψί QUICKBIRD

2,44 μ

1:12 500

QUICKBIRD

0,61 μ

1:2 000

Ραδιομετρική ανάλυση καθορίζεται από τον αριθμό των διαβαθμίσεων των τιμών χρώματος που αντιστοιχούν στη μετάβαση από τη φωτεινότητα του απολύτως «μαύρου» στο απολύτως «λευκό» και εκφράζεται στον αριθμό των bit ανά pixel της εικόνας. Αυτό σημαίνει ότι στην περίπτωση ραδιομετρικής ανάλυσης 6 bit ανά pixel έχουμε συνολικά 64 διαβαθμίσεις χρώματος (2(6) = 64). στην περίπτωση 8 bit ανά pixel - 256 διαβαθμίσεις (2(8) = 256), 11 bit ανά pixel - 2048 διαβαθμίσεις (2(11) = 2048).

Προσωρινή επίλυση καθορίζεται από τη συχνότητα λήψης εικόνων μιας συγκεκριμένης περιοχής.

Μέθοδοι επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων

Οι μέθοδοι επεξεργασίας δορυφορικών εικόνων χωρίζονται σε μεθόδους προκαταρκτικής και θεματικής επεξεργασίας.
Προκαταρκτική επεξεργασίαΟι δορυφορικές εικόνες είναι ένα σύνολο λειτουργιών με εικόνες που στοχεύουν στην εξάλειψη διαφόρων παραμορφώσεων εικόνας. Οι παραμορφώσεις μπορεί να οφείλονται: σε ατελές εξοπλισμό εγγραφής. επιρροή της ατμόσφαιρας· παρεμβολές που σχετίζονται με τη μετάδοση εικόνων μέσω καναλιών επικοινωνίας· γεωμετρικές παραμορφώσεις που σχετίζονται με τη μέθοδο δορυφορικών εικόνων· συνθήκες φωτισμού της υποκείμενης επιφάνειας. διαδικασίες φωτοχημικής επεξεργασίας και μετατροπής αναλογικής σε ψηφιακή εικόνα (κατά την εργασία με φωτογραφικό υλικό) και άλλοι παράγοντες.
Θεματική αντιμετώπισηΗ διαστημική απεικόνιση είναι ένα σύνολο λειτουργιών με εικόνες που σας επιτρέπει να εξάγετε από αυτές πληροφορίες που παρουσιάζουν ενδιαφέρον από την άποψη της επίλυσης διαφόρων θεματικών προβλημάτων.

Επίπεδα δορυφορικής επεξεργασίας δεδομένων.

Είδος επεξεργασίας

Επίπεδα επεξεργασίας

Περιεχόμενα λειτουργιών

Προκαταρκτική επεξεργασία

Αποσυσκευασία της ροής bit ανά συσκευές και κανάλια

Σύνδεση του χρόνου επί του σκάφους με τον χρόνο εδάφους

Ομαλοποίηση

Διαίρεση πλαισίου

Ραδιομετρική διόρθωση με βάση το φύλλο δεδομένων του αισθητήρα

Αξιολόγηση ποιότητας εικόνας (% κακά pixel)

Γεωμετρική διόρθωση σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων του αισθητήρα

Γεωγραφική αναφορά με βάση τα τροχιακά δεδομένα και τη γωνιακή θέση του διαστημικού σκάφους

Γεωγραφική αναφορά με βάση πληροφορίες από τη βάση δεδομένων GCP

Αξιολόγηση ποιότητας εικόνας (% κάλυψη cloud)

Τυπική διβιομηχανική επεξεργασία

Μετατροπή σε μια δεδομένη προβολή χάρτη

Πλήρης ραδιομετρική διόρθωση

Πλήρης γεωμετρική διόρθωση

Προσαρμοσμένη θεματική επεξεργασία

Επεξεργασία εικόνας (τμηματοποίηση, συρραφή, περιστροφή, σύνδεση κ.λπ.)

Βελτίωση εικόνας (φιλτράρισμα, λειτουργίες ιστογράμματος, αντίθεση κ.λπ.)

Λειτουργίες φασματικής επεξεργασίας και πολυκαναλική σύνθεση εικόνας

Μαθηματικοί Μετασχηματισμοί Εικόνων

Σύνθεση εικόνων πολλαπλών χρονικών και πολλαπλών αναλύσεων

Μετατροπή εικόνων στο χώρο των χαρακτηριστικών αποκρυπτογράφησης

Ταξινόμηση τοπίων

Περιγραφή

Χωρική ανάλυση, σχηματισμός διανυσμάτων και θεματικών στρωμάτων

Μέτρηση και υπολογισμός δομικών χαρακτηριστικών (εμβαδόν, περίμετρος, μήκος, συντεταγμένες)

Σχηματισμός θεματικών χαρτών