KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN LEMBAGA PENDIDIKAN ANGGARAN NEGARA FEDERAL RF LEMBAGA PENDIDIKAN PROFESIONAL TINGGI “UNVERSITAS NEGARA VORONEZH”

TERPENCIL

PENELITIAN BUMI SELAMA GEOLOGI

RISET

Buku teks untuk universitas

Disusun oleh: A.I.Tregub, O.V. Zhavoronkin

Pusat Penerbitan dan Percetakan Universitas Negeri Voronezh

Reviewer: Kandidat Ilmu Geologi dan Mineralogi, Associate Professor Departemen Sumber Daya Mineral dan Penggunaan Lapisan Tanah Bawah Yu.N.Strik

Buku teks ini disiapkan di Departemen Geologi Umum dan Geodinamika, Fakultas Geologi, Universitas Negeri Voronezh.

Direkomendasikan untuk mahasiswa penuh waktu dan paruh waktu di Fakultas Geologi Universitas Negeri Voronezh ketika mempelajari mata kuliah: "Penginderaan jauh bumi", "Studi kedirgantaraan litosfer", "Metode kedirgantaraan".

Untuk petunjuk arah: 020300 – Geologi

PERKENALAN ................................................. ................................................ .......... ....
1. PERALATAN DAN TEKNOLOGI TEKNIS
GAMBAR DIrgantara................................................................................
1.1. Fotografi udara................................................. ......... ........................................
1.2. Fotografi luar angkasa................................................ ......... ...........................
1.3. Karakteristik singkat dari sistem pencitraan luar angkasa
beberapa negara................................................ ...................................................
2. BAHAN PENGINDAHAN JAUH
BUMI DALAM PENELITIAN GEOLOGI..................................
2.1. Fondasi fisik penginderaan jauh bumi.........
2.2. Materi penginderaan jauh bumi..................................
2.3. Pemrosesan dan konversi bahan kendali jarak jauh
Penginderaan bumi................................................. ........ ................................
2.4. Pemrosesan dan transformasi bantuan digital................................
2.5. Paket perangkat lunak untuk pemrosesan dan analisis bahan
Penginderaan jauh bumi................................................. .................... ....
3. DASAR METODOLOGI DEKORASI
BAHAN PENGINDAHAN JAUH
BUMI ................................................. ................................................ .......... ..........
3.1. Prinsip umum penguraian materi
penginderaan jauh................................................ ........ ..............
3.2. Fitur dekripsi.................................................. ......... .............
3.3. Metode dekripsi.................................................. ................ ................
4. INTERPRETASI GEOLOGI TERHADAP BAHAN
PENGINDERAAN JAUH...............................................
4.1. Menguraikan batuan dasar................................................ ............... ..
4.2. Menguraikan formasi kuaterner..................................
4.3. Interpretasi geomorfologi................................................ ....
5. APLIKASI BAHAN JARAK JAUH
MENYELIDIKI BUMI SELAMA GEOLOGI
KARYA PEMETAAN DAN PENCARIAN.....................................
5.1. Bahan penginderaan jauh untuk geologi
pemetaan................................................. ....... ...................................................
5.2. Materi penginderaan jauh
dalam studi prediktif dan pencarian................................................ ...............
LITERATUR ................................................. ............................................... ....

PERKENALAN

Penginderaan jauh bumi (ERS) adalah ilmu yang mempelajari planet kita dengan bantuan udara dan pesawat ruang angkasa, yang dilengkapi dengan berbagai sensor (sensor) yang memungkinkan diperolehnya informasi tentang sifat permukaan bumi, keadaan cangkang udara dan airnya, serta geofisikanya. bidang. Bahan penginderaan jauh digunakan di berbagai sektor perekonomian nasional. Mereka juga sangat penting dalam penelitian geologi.

Sejarah perkembangan metode penginderaan jauh

(MDZ) biasanya dimulai pada tahun 1783, dengan peluncuran pertama balon Montgolfier bersaudara, yang menandai dimulainya pengamatan aerovisual permukaan bumi. Pada tahun 1855, foto pertama dari balon, diambil dari ketinggian sekitar 300 m, digunakan untuk menyusun rencana kota Paris yang akurat. Untuk tujuan geologi, memotret Pegunungan Alpen dari puncak yang tinggi pertama kali digunakan oleh ahli geologi Perancis Emme Civilier (1858–1882).

Memulai penggunaan fotografi udara di Rusia sudah ada sejak dulu

1866, ketika Letnan A.M. Kovalko memotret St. Petersburg dan Kronstadt dari balon di ketinggian 600 hingga 1000 meter. Survei sistematis di Rusia untuk menyusun peta topografi dan mempelajari sumber daya alam dimulai pada tahun 1925, dengan lahirnya penerbangan sipil. Untuk tujuan ini pada tahun 1929

V Institut Fotografi Udara didirikan di Leningrad. Penggagas penciptaan dan direktur pertamanya adalah Akademisi Alexander Evgenievich Fersman. Sejak tahun 1938, penggunaan bahan fotografi udara menjadi suatu keharusan dalam pelaksanaannya pekerjaan survei geologi. Pada tahun empat puluhan, Ekspedisi Aerophotogeological dibentuk di bawah Komite Geologi, diubah pada tahun 1949 menjadi All-Union Aerogeological Trust (VAGT), yang kemudian direorganisasi

V penelitian dan produksi asosiasi geologi "Aerogeology" (sekarang Perusahaan Kesatuan Negara Federal "Aerogeology"). Pada saat yang sama, Laboratorium Aeromethods “LAEM” dibentuk (sekarang “Lembaga Penelitian Metode Kosmo-Aerogeologi” - Perusahaan Kesatuan Negara “VNIIKAM”). Sebagai hasil dari kegiatan mereka, pada tahun 1957, survei skala kecil di seluruh wilayah Uni Soviet dilakukan dan Peta Geologi Negara disusun dalam skala 1:1.000.000.Pada tahun enam puluhan dan tujuh puluhan,

pengenalan jenis penelitian regional baru: survei geologi kelompok (GGS) dan pemetaan fotogeologi udara (AFGK); survei spektrozonal, termal, dan radar muncul. Perkembangan metode udara telah menentukan transisi penginderaan jauh Bumi ke tingkat kualitatif baru - mempelajari Bumi dari luar angkasa.

Perkembangan astronotika dimulai dengan pengembangan rudal balistik, yang khususnya digunakan untuk memotret permukaan bumi dari ketinggian (sekitar 200 km). Gambar pertama diambil pada tanggal 24 Oktober 1946 menggunakan roket V-2 (roket Fau-2 Jerman) yang diluncurkan dari lokasi uji White Sands (AS) ke lintasan suborbital. Permukaan bumi difoto dengan kamera film 35 mm pada film fotografi hitam putih dari ketinggian sekitar 120 km. Hingga akhir tahun lima puluhan, fotografi permukaan bumi dilakukan terutama untuk keperluan militer oleh berbagai negara dengan menggunakan rudal balistik.

Satelit Bumi buatan (AES) pertama di dunia - PS-1 (Satelit paling sederhana - 1) diluncurkan. Rudal balistik R-7 (Sputnik) digunakan untuk diluncurkan ke orbit. Massa satelit 83,6 kg, diameter 0,58 m, dan periode orbit 96,7 menit. Perigee – 228 km, puncak – 947 km. Satelit itu berbentuk bola, dilengkapi dengan dua antena dan pemancar radio - suar. Ia membuat 1.440 orbit mengelilingi bumi, dan pada tanggal 4 Januari 1958, ia memasuki lapisan padat atmosfer dan lenyap. Selama penerbangannya, diperoleh informasi baru tentang struktur atmosfer bagian atas.

Upaya pertama peluncuran satelit Vangard-1 menggunakan roket Jpiter-C di Amerika Serikat pada tanggal 6 Desember 1957 berakhir dengan kecelakaan. Pada upaya kedua (1 Februari 1958), roket yang sama meluncurkan satelit Explorer-1 ke orbit. Satelit itu berbentuk seperti cerutu dan beratnya 13 kg. Di dalamnya terdapat peralatan untuk mencatat mikrometeorit dan tingkat radiasi. Dengan bantuannya, sabuk radiasi bumi ditemukan. Satelit tersebut melakukan 58 ribu orbit mengelilingi bumi dan terbakar di atmosfer pada tanggal 31 Maret 1970. Parameter orbitnya: apogee – 2548 km, perigee 356 km. Ini beroperasi dalam mode aktif hingga 23 Mei 1958. Pada tanggal 7 Agustus 1959, Explorer 6 diluncurkan di Amerika Serikat, yang mentransmisikan gambar televisi pertama Bumi dari luar angkasa. Satelit pertama untuk pengamatan cuaca (Tiros-1) diluncurkan di Amerika Serikat pada tanggal 1 April 1960. Satelit dengan yang serupa

Pada tanggal 26 November 1965, Perancis meluncurkan satelit Asterix 1 miliknya. Pada tanggal 11 Februari 1970, Jepang meluncurkan satelit Osumi ke orbit. Pada tanggal 24 April tahun yang sama, Tiongkok menjadi kekuatan luar angkasa (satelit Dongfanghong). Inggris meluncurkan satelit pertamanya, Prospero, pada 28 Oktober 1971, dan India meluncurkan satelit pertamanya, Rohini, pada 18 Juli 1980.

Penerbangan berawak ke luar angkasa dimulai pada 12 April 1961 oleh Yuri Alekseevich Gagarin di kapal "Vostok", dan pada tanggal 6 Agustus tahun yang sama Stepanovich Titov dari Jerman Untuk pertama kalinya, ia memotret Bumi dari pesawat luar angkasa berawak Vostok. Dalam kosmonotika Rusia, satelit seri Cosmos sangatlah penting. Peluncuran pertama rangkaian satelit ini dilakukan pada 16 Maret 1962, dan pada tahun 2007, 2.400 satelit untuk berbagai keperluan telah diluncurkan. Kira-kira setiap tiga tahun, 250 satelit seri Cosmos diluncurkan ke orbit. Sebagian besar dari mereka dilengkapi dengan peralatan untuk melakukan studi sumber daya. Dengan bantuan mereka, foto luar angkasa berkualitas tinggi diperoleh untuk seluruh wilayah Uni Soviet. Konstelasi satelit Rusia modern mencakup lebih dari 110 perangkat untuk berbagai tujuan. Efek ekonomi hanya dari penggunaan satelit seri tersebut"Sumber Daya-0" berjumlah sekitar 1,2 miliar rubel. per tahun, dan satelit seri Meteor dan Elektro - 10 miliar rubel. di tahun.

Saat ini, selain Rusia dan Amerika Serikat, Prancis, Jerman, Uni Eropa, India, Tiongkok, Jepang, Israel, dan negara-negara lain memiliki sistem satelitnya sendiri.

1. ALAT TEKNIS DAN TEKNOLOGI PENCITRAAN DIAEROSPACE

Teknologi fotografi udara mendahului teknologi pencitraan luar angkasa dalam pengembangan penginderaan jauh bumi. Pada tahap awal pengembangan penginderaan jauh Bumi dari luar angkasa, banyak teknik teknologi untuk melakukan fotografi udara yang ditransfer ke sana, tetapi seiring berkembangnya penelitian luar angkasa, instrumen baru, serta teknologi baru, muncul. Dalam hal ini, pembentukan dan perkembangan pesat teknologi komputer yang bertujuan untuk memproses data penginderaan jauh sangatlah penting.

1.1. Fotografi udara

Foto udara permukaan bumi dapat dilakukan, tergantung pada tugas yang diberikan, dengan menggunakan pesawat terbang dan helikopter, balon bahkan motor layang layang, serta kendaraan udara tak berawak. Ada fotografi udara fotografi, termal, radar dan multispektral. Survei fotografi (foto udara) untuk keperluan pemetaan geologi merupakan hal yang paling penting, bukan hanya karena kandungan informasinya yang paling besar, tetapi juga karena dalam pelaksanaannya telah terkumpul sejumlah besar materi fotografi udara dari berbagai skala dan di berbagai wilayah. . Oleh karena itu, ketika melakukan pekerjaan survei geologi, mungkin lebih ekonomis menggunakan bahan fotografi udara yang sudah tersedia dalam dana tersebut daripada memesan produksi fotografi udara baru.

Foto udara di kawasan ini digunakan untuk berbagai tujuan, yang terpenting adalah kompilasi dan koreksi peta topografi dan penelitian geologi. Fotografi udara dapat berupa titik, rute, dan area. Fotografi spot dilakukan saat mempelajari objek titik. Survei rute dilakukan sepanjang garis tertentu (garis pantai, sepanjang dasar sungai, dll). Survei wilayah dilakukan dalam wilayah tertentu, yang biasanya ditentukan oleh kerangka tablet topografi. Persyaratan penting untuk pemotretan adalah persyaratan bahwa area gambar yang berdekatan harus tumpang tindih. Sepanjang jalur rute - tumpang tindih memanjang, harus minimal 60%, dan antar rute (tumpang tindih melintang) - minimal 30%. Ketinggian penerbangan yang ditentukan juga harus dijaga. Kesesuaian dengan parameter ini diperlukan untuk mendapatkan efek stereo (gambar tiga dimensi suatu area).

Fotografi udara dapat direncanakan dan perspektif. Fotografi udara terencana, yang dirancang untuk memecahkan masalah topografi, ditandai dengan meningkatnya persyaratan untuk deviasi maksimum bidang gambar dari bidang horizontal. Foto perspektif yang dipadukan dengan foto denah sangat berguna dalam mempelajari struktur geologi daerah pegunungan tinggi dengan kemiringan yang curam.

Untuk fotografi udara di wilayah Rusia, pesawat An-2, An-28 FC, An-30, Tu-134 SH paling sering digunakan.

Selama lebih dari 60 tahun (sebuah rekor dalam Guinness Book!), pesawat utamanya adalah (dan masih) An-2 (modifikasi fotografi udaranya, An-2F). Ini sangat dapat diandalkan,

parameter teknis yang memenuhi syarat untuk melakukan fotografi udara: kemungkinan penggunaan lapangan terbang tidak beraspal dengan panjang landasan tidak lebih dari 200 m untuk lepas landas dan 120 m untuk mendarat; ketinggian penerbangan maksimum 5200 m (dengan ketinggian layanan 4500 m); mesin piston irit dengan tenaga 1000 hp. Dengan.; kecepatan penerbangan berkisar antara 150 hingga 250 km/jam jangkauan penerbangan (990 km), cukup untuk melakukan survei di wilayah yang luas; volume badan pesawat yang besar, memungkinkan penempatan peralatan secara bebas dan tiga awak (termasuk operator).

Sejak tahun 1974, pesawat khusus An-30 telah digunakan. Pembangkit listriknya terdiri dari dua mesin turboprop yang masing-masing berkekuatan 2.820 hp. s., dan tambahan mesin jet 500 hp. Dengan. Kecepatan jelajah pesawat 435 km/jam, ketinggian terbang maksimum 8300 m, jangkauan 1240 km, lepas landas di landasan beton 720 m, konsumsi bahan bakar rata-rata 855 kg/jam. Berat maksimum lepas landas pesawat adalah 23 ton, berat peralatan fotografi 650 kg. Awak kapal (termasuk operator) terdiri dari 7 orang. Pemotretan udara dilakukan pada skala 1:3.000 hingga 1:200.000.Saat ini, tidak lebih dari 10 kendaraan jenis ini yang tersisa di Angkatan Udara (AU). Pesawat An-28 FC memiliki karakteristik serupa.

Pesawat pertanian Tu-134 CX dikembangkan pada tahun 1984. Pesawat ini dilengkapi dengan side-scan radar (RLS). Kompleks navigasi khusus "Mayak" dan sistem kontrol otomatis mempertahankan jalur tertentu dan mengambil foto area tersebut sesuai dengan program yang diberikan. Lima kamera onboard memungkinkan pengambilan gambar dalam frekuensi radio, rentang tampak dan inframerah. Di dalam kabin terdapat 9 workstation dengan peralatan khusus, panel kontrol dan laboratorium foto (untuk pengolahan materi fotografi dalam penerbangan). Dalam sekali perjalanan (4,5 jam), area seluas 100×100 km dapat difoto (10.000 km² adalah perkiraan luas dua tablet topografi skala 1:200.000).

Fotografi udara dilakukan dengan menggunakan kamera lebar khusus.

kamera karbon, yang dipasang di palka badan pesawat. Gyrosystems digunakan untuk memasang kamera pada bidang horizontal. Film ditempatkan dalam kaset khusus dengan kapasitas 30 atau 60 m, lebar film tergantung pada parameter kamera adalah 18 cm atau 30 cm.

Peralatan tersebut juga mencakup relai waktu (mekanisme jam) yang menyediakan eksposur pengambilan gambar tertentu dan mode pemutaran ulang film. Saat ini, kamera dengan lensa seri "Uran" paling sering digunakan: dengan panjang fokus 250 mm, sudut bidang pandang 54º, ukuran bingkai 180 × 180 mm ("Uran-9"), serta dengan panjang fokus 750 mm dan ukuran bingkai 300 x 300 mm (“Uran-16”).

Dalam beberapa tahun terakhir, sistem pembuatan film digital semakin banyak digunakan untuk fotografi udara. . Secara umum, kamera digital

langkah-langkah ini lebih andal dalam pengoperasiannya, secara signifikan mengurangi durasi proses teknologi, gambar digital bebas dari “bintik”. Mereka memberikan kemampuan untuk memperoleh gambar pankromatik, warna dan spektrozonal dalam rentang inframerah-dekat dan tampak. Interval pemotretan kurang dari satu detik, yang memungkinkan pengambilan gambar skala besar dengan tumpang tindih memanjang hingga 80–90%. Di antara sifat-sifat umum kamera udara digital dari berbagai sistem, penggunaan penerima radiasi tipe matriks atau linier harus diperhatikan; bingkai yang disintesis (untuk kamera format lebar) – bingkai yang dihasilkan dari sistem dibentuk dari sekumpulan subbingkai, matriks yang sesuai, atau penerima linier; Dukungan GPS/INS – koordinat spasial dan sudut sistem koordinat kamera udara (elemen orientasi eksternal) ditentukan menggunakan alat navigasi inersia dan sistem geoposisi satelit GPS atau GLONASS.

Fotografi udara radar (radar). dilakukan dengan bantuan

sistem radar tampak samping (RLSSO) yang dipasang di pesawat. Dari sumber radiasi gelombang mikro, sinyal diarahkan ke permukaan bumi, dipantulkan dan dikembalikan ke antena penerima. Dengan menggunakan program khusus, rekaman sinyal pantulan diubah menjadi gambar fotografi permukaan bumi.

1.2. Fotografi luar angkasa

Dalam beberapa tahun terakhir, fotografi luar angkasa permukaan bumi telah menjadi cabang independen dari penginderaan jauh bumi. Sistem penginderaan luar angkasa mencakup beberapa elemen penting: kendaraan untuk mengirimkan peralatan yang diperlukan ke orbit rendah Bumi, platform luar angkasa - pembawa

peralatan pengawasan, sensor (sensor), fasilitas transmisi informasi dan pusat berbasis darat untuk menerima, memproses informasi ini, dan mengirimkannya ke konsumen.

Sarana pengiriman utama diperlukan -

Peralatan yang paling umum untuk orbit rendah Bumi adalah roket dari berbagai kelas. Di Uni Soviet, yang paling awal adalah rudal ringan Vostok tiga tahap. Dengan bantuan mereka, penerbangan berawak dilakukan, satelit Bumi buatan (AES) dari seri Cosmos diluncurkan, dan stasiun bulan diluncurkan. Selain itu, banyak kendaraan peluncuran yang telah dihentikan layanannya banyak digunakan di kelas ini, khususnya rudal Zenit, yang juga dimaksudkan sebagai elemen tingkat atas sistem Energia-Buran.

Roket kelas menengah Soyuz tiga tahap, dengan kapasitas muatan sekitar 7 ton, berhasil digunakan, serta roket Molniya empat tahap yang dibuat atas dasar itu, untuk meluncurkan satelit Prognoz dan Molniya.

Dibuat hampir setengah abad yang lalu, roket kelas berat multi-tahap “Proton” dengan kapasitas muatan lebih dari 20 ton dulu dan sekarang digunakan untuk berbagai tujuan: untuk menjelajahi Bulan, planet-planet di tata surya, untuk meluncurkan pesawat berawak. stasiun "Salyut", "Mir" ke orbit dekat Bumi, ke orbit geostasioner satelit "Horizon", "Rainbow", "Screen", dll.

DI DALAM Mei 1987, sehubungan dengan pengembangan program untuk membuat pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali, Energia-Buran diperkenalkan

V pengoperasian roket super berat dua tahap kelas Energia dengan berat peluncuran lebih dari 2000 ton dan kapasitas muatan sekitar 200 ton. Selain menggunakan roket ini untuk meluncurkan pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali ke orbit rendah Bumi, roket ini juga dapat digunakan untuk mengirimkan kargo lainnya. Hal ini membedakan sistem Energia-Buran dengan sistem Pesawat Ulang-alik Amerika, yang memiliki tujuan serupa.

Rudal asing yang paling sering digunakan adalah rudal seri Delta (AS) dan Arian (Prancis).

Selain satelit buatan, stasiun orbital (Salyut-4, 5, 6, Mir), serta pesawat ruang angkasa berawak dari seri Soyuz, digunakan untuk penelitian sumber daya di Rusia.

DI DALAM Di Amerika Serikat, proyek Pesawat Ulang-alik memainkan peran penting dalam penelitian luar angkasa. Proyek ini awalnya dikembangkan di pusat-pusat militer

Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting di http://www.allbest.ru/

1. Konsep dasar penginderaan jauh bumi. Skema penginderaan jauh

geodesi bumi penginderaan jauh

Penginderaan jauh Bumi (ERS) - memperoleh informasi tentang permukaan bumi dan benda-benda di dalamnya, atmosfer, lautan, lapisan atas kerak bumi dengan menggunakan metode non-kontak yaitu alat perekam dikeluarkan dari objek penelitian pada saat jarak yang cukup jauh.

Dasar fisik penginderaan jauh adalah hubungan fungsional antara parameter rekaman radiasi milik suatu objek atau radiasi yang dipantulkan dan karakteristik biogeofisika serta posisi spasialnya.

Penginderaan jauh digunakan untuk mempelajari sifat fisik dan kimia suatu benda.

Penginderaan jauh mengidentifikasi dua bidang yang saling terkait

Ilmu Pengetahuan Alam (pembelajaran jarak jauh)

Rekayasa dan teknis (metode jarak jauh)

Penginderaan jauh

Teknik penginderaan jauh

Pokok bahasan penginderaan jauh sebagai suatu ilmu adalah sifat-sifat spatiotemporal dan hubungan benda-benda alam dan sosial ekonomi, yang diwujudkan secara langsung atau tidak langsung dalam radiasinya sendiri atau pantulan, terekam jauh dari luar angkasa atau dari udara dalam bentuk gambar dua dimensi. - sebuah cuplikan.

Metode penginderaan jauh didasarkan pada penggunaan sensor yang ditempatkan pada pesawat ruang angkasa dan merekam radiasi elektromagnetik dalam format yang lebih sesuai untuk pemrosesan digital, dan dalam rentang spektrum elektromagnetik yang jauh lebih luas.

Penginderaan jauh menggunakan jangkauan inframerah dari radiasi pantulan, inframerah termal, dan jangkauan radio dari spektrum elektromagnetik.

Proses pengumpulan data penginderaan jauh dan penggunaannya dalam sistem informasi geografis (GIS).

2. Jenis-jenis fotografi luar angkasa

Fotografi luar angkasa menempati salah satu tempat terdepan di antara berbagai metode penginderaan jauh. Ini dilakukan dengan menggunakan:

* satelit bumi buatan (AES),

* stasiun otomatis antarplanet,

* stasiun orbit jangka panjang,

* pesawat ruang angkasa berawak.

Meja Pelabuhan antariksa utama yang digunakan untuk meluncurkan satelit pencitraan.

Sistem pemantauan lingkungan ruang angkasa (kompleks) meliputi (dan melakukan):

1. Sistem satelit di orbit (pusat kendali penerbangan dan survei),

2. Penerimaan informasi melalui titik penerima darat, satelit relai,

3. Penyimpanan dan pendistribusian bahan (pusat pengolahan utama, arsip gambar). Sistem pencarian informasi telah dikembangkan untuk memastikan akumulasi dan sistematisasi materi yang diterima dari satelit Bumi buatan.

Orbit pesawat ruang angkasa.

Orbit pembawa dibagi menjadi 3 jenis:

* khatulistiwa,

* kutub (kutub),

* cenderung.

Orbit dibagi menjadi:

* melingkar (lebih tepatnya mendekati lingkaran). Gambar luar angkasa yang diperoleh dari pesawat luar angkasa yang bergerak dalam orbit melingkar memiliki skala yang kurang lebih sama.

* elips.

Orbit juga dibedakan berdasarkan posisinya relatif terhadap Bumi atau Matahari:

* geosinkron (relatif terhadap Bumi)

* heliosynchronous (relatif terhadap Matahari).

Geosynchronous - pesawat ruang angkasa bergerak dengan kecepatan sudut yang sama dengan kecepatan rotasi Bumi. Hal ini menciptakan efek “melayang” pada pesawat ruang angkasa, yang berguna untuk pengambilan gambar secara konstan pada area yang sama di permukaan bumi.

Heliosynchronous (atau sun-synchronous) - pesawat ruang angkasa melewati area tertentu di permukaan bumi pada waktu lokal yang sama, yang digunakan dalam produksi beberapa survei dalam kondisi pencahayaan yang sama. Orbit sinkron matahari adalah orbit di mana penerangan matahari di permukaan bumi (ketinggian Matahari) praktis tidak berubah untuk waktu yang cukup lama (hampir sepanjang Musim). Hal ini dicapai dengan cara berikut. Karena bidang orbit mana pun, di bawah pengaruh nonsphericity Bumi, berputar (presesi) sedikit, maka dengan memilih rasio kemiringan dan ketinggian orbit tertentu, dimungkinkan untuk memastikan bahwa nilai presesi sama dengan rotasi harian Bumi mengelilingi Matahari, yaitu sekitar 1° per hari. Di antara orbit dekat Bumi, hanya dimungkinkan untuk membuat beberapa orbit sinkron matahari, yang kemiringannya selalu terbalik. Misalnya, pada ketinggian orbit 1000 km, kemiringannya harus 99°.

Jenis pembuatan film.

Fotografi luar angkasa dilakukan dengan menggunakan metode yang berbeda (Gbr. “Klasifikasi gambar luar angkasa berdasarkan rentang spektral dan teknologi pencitraan”).

Berdasarkan sifat cakupan permukaan bumi dengan citra satelit, survei dapat dibedakan sebagai berikut:

* foto tunggal,

* rute,

* penampakan,

* survei global.

Fotografi tunggal (selektif) dilakukan oleh astronot dengan menggunakan kamera genggam. Foto biasanya diambil dalam perspektif dengan sudut kemiringan yang signifikan.

Survei rute permukaan bumi dilakukan sepanjang jalur penerbangan satelit. Lebar petak pemotretan bergantung pada ketinggian penerbangan dan sudut pandang sistem pemotretan.

Fotografi bertarget (selektif) dirancang untuk memperoleh gambar area tertentu di permukaan bumi yang jauh dari rute.

Pencitraan global dilakukan dari satelit geostasioner dan satelit yang mengorbit kutub. satelit. Empat atau lima satelit geostasioner di orbit khatulistiwa menyediakan perolehan gambar survei skala kecil yang hampir terus-menerus dari seluruh bumi (patroli ruang angkasa) dengan pengecualian lapisan es di kutub.

Foto luar angkasa

Gambar dirgantara adalah gambar dua dimensi dari benda nyata, yang diperoleh menurut hukum geometris dan radiometrik (fotometri) tertentu dengan merekam kecerahan benda dari jarak jauh dan dimaksudkan untuk mempelajari benda, fenomena, dan proses yang terlihat dan tersembunyi. , serta untuk menentukan posisi spasialnya.

Citra satelit dalam sifat geometrisnya pada dasarnya tidak berbeda dengan foto udara, tetapi memiliki ciri-ciri yang terkait dengan:

* memotret dari ketinggian,

* dan kecepatan tinggi.

Fotografi ruang angkasa dilakukan dalam rentang gelombang elektromagnetik yang terlihat dan tidak terlihat, dimana:

1. fotografi - jangkauan terlihat;

2. non-fotografi - rentang terlihat dan tidak terlihat, di mana:

· Rentang tampak - spektrometri didasarkan pada perbedaan reflektansi spektral objek geologi. Hasilnya dicatat pada pita magnetik dan ditandai pada kartu. Dimungkinkan untuk menggunakan kamera film dan foto;

· Kisaran tak kasat mata: radar (radio-termal RT dan radar radar), ultraviolet UV, inframerah IR, optik-elektronik (pemindai), laser (lidar).

Wilayah tampak dan inframerah dekat. Jumlah informasi terlengkap diperoleh di wilayah tampak dan inframerah-dekat yang paling berkembang. Fotografi udara dan luar angkasa dalam rentang panjang gelombang tampak dan inframerah dekat dilakukan dengan menggunakan sistem berikut:

* Televisi,

* fotografi,

* pemindaian optik-elektronik,

3. Sistem fotografi

Saat ini, terdapat berbagai macam sistem penginderaan jauh

membentuk gambar permukaan dasar yang diteliti - Dalam kelas peralatan ini, beberapa subkelas dapat dibedakan, berbeda dalam rentang spektral radiasi elektromagnetik yang digunakan dan jenis penerima radiasi yang direkam, juga menurut aktif atau pasif metode (sistem penginderaan, fotografi dan foto-televisi: sistem pemindaian jangkauan tampak dan IR, radiometer pemindaian optik-mekanis dan optik-elektronik televisi dan pemindai multispektral; sistem optik televisi: sistem radar pandangan samping (RLSBO); pemindaian radiometer gelombang mikro .

Gambar fotografi permukaan bumi diperoleh dari pesawat ruang angkasa berawak dan stasiun orbit atau dari satelit otomatis.Ciri khas dari gambar luar angkasa (CS) adalah derajatnya yang tinggi.

visibilitas, cakupan area permukaan yang luas dengan satu gambar - Tergantung pada jenis peralatan dan film fotografi yang digunakan, fotografi dapat dilakukan di seluruh rentang spektrum elektromagnetik yang terlihat di masing-masing zona, serta di dekat IR ( inframerah) jangkauan

Skala survei bergantung pada dua parameter terpenting yaitu ketinggian pemotretan dan panjang fokus lensa - Kamera luar angkasa, bergantung pada kemiringan sumbu optik, memungkinkan untuk memperoleh foto denah dan perspektif permukaan bumi. Saat ini, peralatan fotografi resolusi tinggi digunakan, yang memungkinkan memperoleh (KS) dengan tumpang tindih 60% atau lebih - Rentang spektral fotografi mencakup bagian terlihat dari zona inframerah-dekat (hingga 0,86 mikron). Kerugian yang diketahui dari metode fotografi terkait dengan kebutuhan untuk mengembalikan film ke Bumi dan terbatasnya persediaan film di pesawat. Namun, fotografi fotografi saat ini merupakan jenis pemotretan yang paling informatif dari luar angkasa.Ukuran cetakan optimal adalah 18x18 cm, yang menurut pengalaman, konsisten dengan fisiologi penglihatan manusia, memungkinkan Anda melihat keseluruhan gambar pada saat yang bersamaan. .Untuk kemudahan penggunaan, diagram fotografi (photomosaics) atau photocard dengan referensi topografi titik referensi dengan akurasi 0,1 mm atau lebih akurat. Untuk pemasangan photo sirkuit hanya digunakan CS terencana

Untuk membawa skala yang berbeda, biasanya CS perspektif ke skala yang direncanakan, digunakan proses khusus yang disebut transformasi.CS yang diubah berhasil digunakan untuk menyusun skema kosmofoto dan peta kosmofoto dan biasanya dengan mudah dihubungkan ke kisi koordinat geografis.

4. Sistem televisi

Gambar televisi dan pemindai. Fotografi televisi dan pemindai memungkinkan pengambilan gambar secara sistematis dan mengirimkannya ke Bumi ke stasiun penerima. Sistem pembingkaian dan pemindaian digunakan. Dalam kasus pertama, ini adalah kamera televisi mini di mana gambar optik yang dibangun oleh lensa di layar diterjemahkan ke dalam bentuk sinyal listrik dan ditransmisikan ke tanah melalui saluran radio. Dalam kasus kedua, cermin berosilasi dari kamera televisi pemindai di pesawat menangkap fluks cahaya yang dipantulkan dari Bumi, tiba di pengganda foto. Sinyal pemindai yang dikonversi dikirim ke Bumi melalui saluran radio. Di stasiun penerima, mereka direkam dalam bentuk gambar. Getaran cermin membentuk garis-garis bayangan, pergerakan pembawa memungkinkan garis-garis terakumulasi dan bayangan terbentuk. Gambar televisi dan pemindai dapat ditransmisikan secara real time, mis. saat satelit melewati objek yang difoto. Efisiensi adalah ciri khas dari metode ini. Namun, kualitas gambarnya agak kalah dengan foto fotografi. Resolusi gambar pemindai ditentukan oleh elemen pemindaian dan saat ini sebesar 80-30 m Gambar jenis ini dibedakan oleh struktur garis-jala, hanya terlihat jika diperbesar pada gambar resolusi tinggi. Gambar pemindai dengan cakupan luas memiliki distorsi geometris yang signifikan. Gambar yang dipindai diterima dalam bentuk digital, yang memfasilitasi pemrosesan komputer.

Fotografi televisi dan pemindai dilakukan dari satelit cuaca dan satelit sumber daya LandSat, Meteor-Priroda, Resrurs 0. Dalam versi multispektral.

Orbit Dekat Bumi dengan ketinggian 600-1400 km, skala 1:10.000.000 hingga 1:1.000.000 dan 1:100.000 dengan resolusi 1-2 km hingga 30 m. LandSat misalnya, memiliki 4 rentang spektral dalam jarak tampak dan jangkauan inframerah dekat dengan resolusi 30 m Pemindai "Meteor-Nature" memungkinkan Anda memperoleh resolusi rendah (1,5 km), sedang (230 m) dan tinggi hingga 80-40 m, Sumber Daya -0 sedang (170 m ) dan pemindai tinggi (40 m).

Gambar CCD multi-elemen. Peningkatan lebih lanjut dalam resolusi dan kecepatan pengambilan gambar dikaitkan dengan diperkenalkannya kamera elektronik. Mereka menggunakan detektor radiasi linier dan matriks multi-elemen yang terdiri dari perangkat berpasangan muatan (detektor elemen fotosensitif). Deretan detektor linier mengimplementasikan garis snapshot, akumulasi garis karena pergerakan pembawa. (seperti pemindai), tetapi tidak ada cermin berayun dan resolusi lebih tinggi. Gambar sumber daya resolusi tinggi (40m) Sumber daya dan satelit SPOT Prancis, hingga 10 m Teknologi ini ada di K`mcR`s, 6 - Gambar foto-televisi - Gambar televisi memiliki resolusi rendah. Dalam foto-televisi, fotografi diambil dengan menggunakan kamera (menghasilkan kualitas yang baik), dan ditransmisikan melalui saluran televisi, sehingga menggabungkan keunggulan fotografi dengan resolusi tinggi dan penyampaian gambar yang cepat.

5. Sistem pemindaian

Saat ini, kamera multispektral (multispektral) paling sering digunakan untuk memotret dari luar angkasa. sistem optik-mekanis - pemindai yang dipasang di satelit untuk berbagai tujuan. Dengan menggunakan pemindai, gambar terbentuk yang terdiri dari banyak elemen individual yang diperoleh secara berurutan. Istilah “pemindaian” berarti pemindaian gambar menggunakan elemen pemindaian (cermin berosilasi atau berputar), yang elemen demi elemen memindai area di seluruh pergerakan pemakainya dan mengirimkan fluks radiasi ke lensa dan kemudian ke sensor titik yang mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik.

Sinyal listrik ini sampai di stasiun penerima melalui saluran komunikasi. Gambar medan diperoleh secara terus menerus pada pita yang terdiri dari strip - pindaian, terdiri dari elemen individu - piksel. Gambar pemindai dapat diperoleh dalam semua rentang spektral, namun rentang tampak dan inframerah sangat efektif. Saat memotret permukaan bumi menggunakan sistem pemindaian, sebuah gambar terbentuk, yang setiap elemennya sesuai dengan kecerahan radiasi suatu area yang terletak dalam bidang pandang sesaat. Gambar pemindai adalah paket data kecerahan terurut yang dikirimkan melalui saluran radio ke Bumi, yang ditangkap pada pita magnetik (secara digital) dan kemudian dapat diubah menjadi bentuk bingkai. Karakteristik terpenting dari pemindai adalah sudut pemindaian (tampilan) dan sudut pandang sesaat, yang nilainya menentukan lebar strip gambar dan resolusinya. Tergantung pada besarnya sudut ini, pemindai dibagi menjadi presisi dan ikhtisar. Untuk pemindai presisi, sudut pemindaian dikurangi menjadi ±5°, dan untuk pemindai survei ditingkatkan menjadi ±50°. Resolusinya berbanding terbalik dengan lebar garis yang difoto. Pemindai generasi baru, yang disebut “kartografer tematik”, yang dilengkapi dengan satelit Amerika, telah membuktikan dirinya dengan baik

Landsat 5 dan Landsat 7. Pemindai jenis pemetaan tematik beroperasi pada tujuh pita dengan resolusi 30m pada jangkauan tampak dan 120m pada jangkauan inframerah. Pemindai ini menyediakan aliran informasi yang besar, yang pemrosesannya memerlukan lebih banyak waktu; oleh karena itu, kecepatan transmisi gambar melambat (jumlah piksel dalam gambar mencapai lebih dari 36 juta di setiap saluran). Perangkat pemindai dapat digunakan tidak hanya untuk memperoleh gambar Bumi, tetapi juga untuk mengukur radiasi - pemindaian radiometer, dan spektrometer pemindaian radiasi.

6. Sistem pemindaian laser

Sepuluh tahun yang lalu, sangat sulit untuk membayangkan bahwa mereka akan menciptakan perangkat yang dapat melakukan hingga setengah juta pengukuran kompleks dalam satu detik. Saat ini, perangkat semacam itu tidak hanya dibuat, tetapi juga digunakan secara luas.

Sistem pemindaian laser - sudah sulit dilakukan tanpanya di banyak industri, seperti pertambangan, industri, survei topografi, arsitektur, arkeologi, teknik sipil, pemantauan, pemodelan kota, dll.

Parameter teknis mendasar dari pemindai laser terestrial adalah kecepatan, akurasi, dan jangkauan pengukuran. Pilihan model sangat bergantung pada jenis pekerjaan dan objek di mana pemindai akan digunakan. Misalnya, di tambang besar, lebih baik menggunakan perangkat dengan akurasi dan jangkauan yang lebih tinggi. Untuk pekerjaan arsitektur jarak 100-150 meter sudah cukup, namun diperlukan alat dengan ketelitian 1 cm.Jika kita berbicara tentang kecepatan kerja, maka dalam hal ini semakin tinggi tentu semakin baik. .

Baru-baru ini, teknologi pemindaian laser terestrial semakin banyak digunakan untuk memecahkan masalah rekayasa geodesi di berbagai bidang konstruksi dan industri. Semakin populernya pemindaian laser disebabkan oleh sejumlah keunggulan yang diberikan teknologi baru dibandingkan metode pengukuran lainnya. Di antara kelebihannya, saya ingin menyoroti yang utama: peningkatan kecepatan kerja dan pengurangan biaya tenaga kerja. Munculnya model pemindai baru yang lebih produktif dan kemampuan perangkat lunak yang ditingkatkan memungkinkan kita berharap untuk perluasan lebih lanjut bidang penerapan pemindaian laser terestrial.

Hasil pemindaian yang pertama adalah kumpulan titik-titik yang membawa informasi maksimal tentang objek yang diteliti, baik itu bangunan, struktur teknik, monumen arsitektur, dll. Dengan menggunakan point cloud di masa depan, berbagai masalah dapat diselesaikan:

· memperoleh model objek tiga dimensi;

· memperoleh gambar, termasuk gambar bagian;

· identifikasi cacat dan berbagai struktur melalui perbandingan dengan model desain;

· penentuan dan penilaian nilai deformasi dibandingkan dengan pengukuran yang dilakukan sebelumnya;

· mendapatkan rencana topografi menggunakan survei virtual.

Saat melakukan survei topografi fasilitas industri yang kompleks menggunakan metode tradisional, pelaku sering kali dihadapkan pada kenyataan bahwa pengukuran individu terlewatkan selama kerja lapangan. Banyaknya kontur dan sejumlah besar objek individual menyebabkan kesalahan yang tak terhindarkan. Bahan yang diperoleh dengan pemindaian laser memberikan informasi lebih lengkap tentang subjek yang difoto. Sebelum memulai proses pemindaian, pemindai laser mengambil foto panorama, yang secara signifikan meningkatkan kandungan informasi dari hasil yang diperoleh.

Teknologi pemindaian laser terestrial, yang digunakan untuk membuat model objek tiga dimensi dan rencana topografi area sibuk yang kompleks, secara signifikan meningkatkan produktivitas tenaga kerja dan mengurangi biaya waktu. Pengembangan dan penerapan teknologi baru dalam pekerjaan geodesi selalu dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk pekerjaan lapangan. Dapat dikatakan bahwa pemindaian laser sepenuhnya memenuhi prinsip ini.

Teknologi pemindaian laser terestrial terus berkembang. Hal ini juga berlaku untuk penyempurnaan desain pemindai laser dan pengembangan fungsi perangkat lunak yang digunakan untuk mengontrol perangkat dan memproses hasil yang diperoleh.

7. Hukum Stefan-Boltzmann

Benda yang dipanaskan memancarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik dengan panjang yang bervariasi. Ketika kita mengatakan bahwa suatu benda “panas”, ini berarti suhunya cukup tinggi untuk terjadinya radiasi termal pada bagian spektrum cahaya tampak. Pada tingkat atom, radiasi dihasilkan dari emisi foton oleh atom yang tereksitasi. Hukum yang menjelaskan ketergantungan energi radiasi termal pada suhu diperoleh berdasarkan analisis data eksperimen oleh fisikawan Austria Joseph Stefan dan juga secara teoritis dibuktikan oleh Ludwig Boltzmann dari Austria.

Untuk memahami cara kerja hukum ini, bayangkan sebuah atom memancarkan cahaya di kedalaman Matahari. Cahaya segera diserap oleh atom lain, dipancarkan kembali olehnya, dan dengan demikian ditransmisikan sepanjang rantai dari atom ke atom, sehingga seluruh sistem berada dalam keadaan keseimbangan energi. Dalam keadaan setimbang, cahaya dengan frekuensi tertentu diserap oleh satu atom di satu tempat secara bersamaan dengan emisi cahaya dengan frekuensi yang sama oleh atom lain di tempat lain. Akibatnya, intensitas cahaya setiap panjang gelombang spektrum tetap tidak berubah.

Suhu di dalam Matahari turun saat ia menjauh dari pusatnya. Oleh karena itu, saat Anda bergerak menuju permukaan, spektrum radiasi cahaya tampaknya berhubungan dengan suhu yang lebih tinggi daripada suhu lingkungan. Akibatnya, dengan emisi berulang, menurut hukum Stefan-Boltzmann, akan terjadi pada energi dan frekuensi yang lebih rendah, tetapi pada saat yang sama, berdasarkan hukum kekekalan energi, lebih banyak foton yang akan dipancarkan. Jadi, pada saat mencapai permukaan, distribusi spektralnya akan sesuai dengan suhu permukaan Matahari (sekitar 5.800 K) dan bukan suhu di pusat Matahari (sekitar 15.000.000 K). Energi yang sampai ke permukaan Matahari (atau permukaan benda panas) meninggalkannya dalam bentuk radiasi. Hukum Stefan-Boltzmann memberi tahu kita apa sebenarnya energi yang terpancar. Hukum ini ditulis seperti ini:

dimana T adalah suhu (dalam Kelvin), dan y adalah konstanta Boltzmann. Jelas dari rumusnya bahwa dengan meningkatnya suhu, luminositas suatu benda tidak hanya meningkat - tetapi juga meningkat ke tingkat yang jauh lebih besar. Gandakan suhunya dan luminositasnya meningkat 16 kali lipat!

Jadi, menurut hukum ini, setiap benda yang suhunya di atas nol mutlak akan mengeluarkan energi. Jadi mengapa, mungkin ada yang bertanya, tidak semua benda mendingin hingga mencapai nol mutlak sejak lama? Mengapa, katakanlah, tubuh Anda, yang terus-menerus memancarkan energi panas dalam rentang inframerah, karakteristik suhu tubuh manusia (sedikit lebih dari 300 K), tidak mendingin?

Jawaban atas pertanyaan ini sebenarnya ada dua bagian. Pertama, dengan makanan Anda menerima energi dari luar, yang dalam proses asimilasi metabolisme kalori makanan oleh tubuh, diubah menjadi energi panas, yang mengisi kembali energi yang hilang oleh tubuh Anda karena hukum Stefan-Boltzmann. Hewan berdarah panas yang mati dengan cepat menjadi dingin hingga mencapai suhu lingkungan, karena pasokan energi ke tubuhnya terhenti.

Namun yang lebih penting adalah kenyataan bahwa hukum tersebut berlaku untuk semua benda tanpa kecuali yang memiliki suhu di atas nol mutlak. Oleh karena itu, ketika memberikan energi panas Anda ke lingkungan, jangan lupa bahwa benda yang Anda beri energi - misalnya furnitur, dinding, udara - pada gilirannya memancarkan energi panas, dan ditransfer ke Anda. Jika lingkungan lebih dingin dari tubuh Anda (seperti yang paling sering terjadi), radiasi termalnya hanya mengkompensasi sebagian dari kehilangan panas tubuh Anda, dan menutupi kekurangan tersebut dengan menggunakan sumber daya internal. Jika suhu lingkungan mendekati atau lebih tinggi dari suhu tubuh Anda, Anda tidak akan bisa membuang kelebihan energi yang dilepaskan dalam tubuh Anda selama metabolisme melalui radiasi. Dan kemudian mekanisme kedua ikut berperan. Anda mulai berkeringat, dan bersamaan dengan butiran keringat, panas berlebih keluar dari tubuh Anda melalui kulit.

Pada rumusan di atas, hukum Stefan-Boltzmann hanya berlaku pada benda yang benar-benar hitam yang menyerap seluruh radiasi yang datang pada permukaannya. Benda fisik nyata hanya menyerap sebagian energi radiasi, dan sisanya dipantulkan olehnya, namun pola yang menurutnya daya radiasi spesifik dari permukaannya sebanding dengan T 4, pada umumnya, tetap sama dalam kasus ini. , namun, konstanta Boltzmann dalam hal ini harus diganti dengan koefisien lain , yang akan mencerminkan sifat-sifat benda fisik nyata. Konstanta tersebut biasanya ditentukan secara eksperimental.

8. Sejarah perkembangan metode penginderaan jauh

Foto yang digambar - Foto - survei fototheodolit darat - Foto udara - metode udara - Konsep penginderaan jauh muncul pada abad ke-19 - Selanjutnya, penginderaan jauh mulai digunakan di bidang militer untuk mengumpulkan informasi tentang musuh dan mengambil keputusan strategis - Setelah Perang Dunia II, penginderaan jauh mulai digunakan untuk pengawasan lingkungan dan penilaian pembangunan wilayah, serta dalam kartografi sipil.

Pada tahun 60-an abad ke-20, dengan munculnya roket luar angkasa dan satelit, penginderaan jauh memasuki ruang angkasa - 1960 - peluncuran satelit pengintai dalam kerangka program CORONA, ARGON dan LANYARD. -Program Merkurius - gambar Bumi diperoleh. Proyek Gemini (1965-1966) - pengumpulan data penginderaan jauh secara sistematis. Program Apollo (1968-1975) - penginderaan jauh permukaan bumi dan pendaratan manusia di Bulan - Peluncuran stasiun luar angkasa Skylab (1973-1974) - penelitian sumber daya bumi. Penerbangan pesawat ruang angkasa yang dapat digunakan kembali (1981). Pengambilan citra multispektral dengan resolusi 100 meter pada rentang tampak dan inframerah dekat menggunakan sembilan saluran spektral.

9. Elemen orientasi citra satelit

Posisi gambar pada saat memotret ditentukan oleh tiga elemen orientasi internal - panjang fokus kamera f, koordinat x0, y0 dari titik utama o (Gbr. 1) dan enam elemen orientasi eksternal - koordinat dari pusat proyeksi S - XS, YS, ZS, sudut kemiringan memanjang dan melintang bayangan b dan u serta sudut putar h.

Ada hubungan antara koordinat suatu titik suatu benda dengan bayangannya pada bayangan:

dimana X, Y, Z dan XS, YS, ZS adalah koordinat titik M dan S pada sistem OXYZ; X", Y", Z" - koordinat titik m pada sistem SXYZ yang sejajar dengan OXYZ, dihitung dari koordinat datar x dan y:

a1 = cos bcosch - sinb sin

a2 = - cosбsinch - sinбsin ьcosч

a3 = - sinbcos

b2 = cosшcosч (3)

c1 = sinбcosч + cosбsinшsinch,

c2 = - sinбcoсч + cosбsinьчcoсч,

Kosinus arah.

Rumus hubungan antara koordinat titik benda M (Gbr. 2) dengan koordinat bayangannya m1 dan m2 pada pasangan stereo P1 - P2 berbentuk:

BX, BY dan BZ merupakan proyeksi basis B pada sumbu koordinat. Jika unsur-unsur orientasi luar suatu stereopair diketahui, maka koordinat titik benda dapat ditentukan dengan menggunakan rumus (4) (metode perpotongan langsung). Dengan menggunakan gambar tunggal, posisi suatu titik suatu benda dapat diketahui pada kasus khusus bila benda tersebut datar, misalnya medan datar (Z = konstanta). Koordinat x dan y titik-titik bayangan diukur menggunakan monokomparator atau stereokomparator. Unsur orientasi internal diketahui dari hasil kalibrasi kamera, dan unsur orientasi eksternal dapat ditentukan pada saat memotret suatu objek atau pada saat proses triangulasi foto (Lihat triangulasi Foto). Jika elemen orientasi luar gambar tidak diketahui, maka koordinat titik objek dicari dengan menggunakan titik kontrol (metode reseksi). Titik acuan adalah titik kontur suatu benda yang teridentifikasi pada citra, yang koordinatnya diperoleh dari hasil pengukuran geodetik atau dari triangulasi foto. Dengan menggunakan reseksi, pertama-tama tentukan elemen orientasi relatif gambar P1 - P2 (Gbr. 3) - b"1, h"1, a"2, w"2, h"2 pada S1X"Y"Z" sistem; sumbu X berimpit dengan alas, dan sumbu Z terletak pada bidang dasar utama S1O1S2 gambar P1. Kemudian koordinat titik model dihitung dalam sistem yang sama. Terakhir, dengan menggunakan titik jangkar, lanjutkan. dari koordinat titik model ke koordinat titik objek.

Elemen orientasi relatif memungkinkan Anda mengatur foto pada posisi relatif satu sama lain yang ditempati saat memotret suatu objek. Dalam hal ini, setiap pasang sinar yang bersesuaian, misalnya S1m1 dan S2m2, berpotongan dan membentuk suatu titik (m) model. Himpunan sinar yang termasuk dalam bayangan disebut berkas, dan pusat proyeksi - S1 atau S2 - adalah titik puncak berkas. Skala modelnya masih belum diketahui, karena jarak S1S2 antara simpul ligamen dipilih secara sewenang-wenang. Titik-titik yang bersesuaian dari pasangan stereo m1 dan m2 berada pada bidang yang sama melewati basis S1S2

Dengan asumsi bahwa nilai perkiraan elemen orientasi relatif diketahui, kita dapat merepresentasikan persamaan (6) dalam bentuk linier:

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

dimana db1",... e dm2" adalah koreksi terhadap nilai perkiraan yang tidak diketahui, a,..., e adalah turunan parsial dari fungsi (6) terhadap variabel b1",...h2", l adalah nilai fungsi (6) , dihitung dari nilai perkiraan yang saya ketahui. Untuk menentukan unsur-unsur orientasi relatif, diukur koordinat sekurang-kurangnya lima titik pasangan stereo, kemudian persamaan (7) disusun dan diselesaikan dengan metode pendekatan berurutan. Koordinat titik model dihitung menggunakan rumus (4), memilih panjang basis B secara sewenang-wenang dan dengan asumsi

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

Dalam hal ini, koordinat spasial titik m1 dan m2 dicari menggunakan rumus (2), dan cosinus arah - menggunakan rumus (3): untuk gambar P1 menggunakan elemen b1",

dan untuk gambar P2 dengan elemen b2", sch2", ch2".

Dengan menggunakan koordinat X" Y" Z", titik-titik model menentukan koordinat titik objek:

di mana t adalah penyebut skala model. Kosinus arah diperoleh berdasarkan rumus (3), menggantikan sudut b, y dan h sudut kemiringan memanjang model o, sudut kemiringan melintang model z dan sudut rotasi model u.

Untuk menentukan tujuh elemen orientasi eksternal model - Diposting di http://www.allbest.ru/

О, з, и, t - buat persamaan (8) untuk tiga atau lebih titik acuan dan selesaikan. Koordinat titik acuan dicari dengan menggunakan metode geodesi atau fototriangulasi. Himpunan titik-titik suatu benda yang diketahui koordinatnya membentuk model digital suatu benda, yang digunakan untuk menyusun peta dan menyelesaikan berbagai masalah teknik, misalnya untuk mencari rute jalan yang optimal. Selain metode analisis pemrosesan gambar, metode analog juga digunakan berdasarkan penggunaan instrumen fotogrametri - Fototransformator, Stereograf, Proyektor Stereo, dll.

Foto celah dan panorama, serta foto yang diperoleh dengan menggunakan radar, televisi, termal inframerah, dan sistem pencitraan lainnya, secara signifikan memperluas kemampuan fotografi, khususnya dalam penelitian luar angkasa. Namun mereka tidak memiliki pusat proyeksi tunggal, dan elemen orientasi eksternalnya terus berubah selama proses konstruksi gambar, sehingga mempersulit penggunaan gambar tersebut untuk tujuan pengukuran.

10. Sifat-sifat gambar luar angkasa

Gambar dirgantara merupakan hasil utama survei dirgantara yang menggunakan berbagai media penerbangan dan luar angkasa. Ini adalah gambar dua dimensi dari objek nyata, yang diperoleh menurut hukum geometris dan radiometrik (fotometri) tertentu dengan merekam kecerahan objek dari jarak jauh dan dimaksudkan untuk mempelajari objek, fenomena, dan proses dunia sekitarnya yang terlihat dan tersembunyi, sebagai serta untuk menentukan posisi spasialnya. Survei ruang angkasa dibagi menjadi survei pasif, yang melibatkan pencatatan pantulan radiasi matahari atau radiasi bumi; aktif, di mana radiasi buatan yang dipantulkan dicatat. Rentang skala gambar luar angkasa: dari 1:1000 hingga 1:100,000,000

Skala yang paling umum: foto udara 1:10.000--1:50.000, ruang - 1:200.000--1:10.000.000.

Gambar luar angkasa: analog (biasanya fotografi), digital (elektronik). Gambar foto digital dibentuk dari elemen individu yang identik - piksel (dari bahasa Inggris elemen gambar - piksel); Kecerahan setiap piksel ditandai dengan satu angka. Sifat-sifat citra dirgantara: Visual, Radiometrik (fotometri), Geometris.

Sifat visual mencirikan kemampuan foto untuk mereproduksi detail halus, warna, dan gradasi nada objek.

Data radiometrik menunjukkan keakuratan pencatatan kuantitatif kecerahan objek berdasarkan gambar.

Geometris mencirikan kemampuan untuk menentukan dari foto ukuran, panjang dan luas suatu benda serta posisi relatifnya.

11. Perpindahan titik pada citra satelit

Keuntungan fotografi luar angkasa. Satelit terbang tidak mengalami getaran atau fluktuasi yang tajam, sehingga citra satelit dapat diperoleh dengan resolusi dan kualitas gambar yang lebih tinggi dibandingkan foto udara. Gambar dapat diubah menjadi bentuk digital untuk pemrosesan komputer selanjutnya.

Kekurangan fotografi luar angkasa: informasi tidak dapat diproses secara otomatis tanpa transformasi awal. Saat mengambil foto luar angkasa, titik-titiknya bergeser (di bawah pengaruh kelengkungan bumi), nilainya di tepi gambar mencapai 1,5 mm. Di dalam gambar, konsistensi skala dilanggar, perbedaan di bagian tepi dan tengah gambar bisa lebih dari 3%.

Kekurangan fotografi adalah lambatnya, karena... sebuah wadah berisi film turun ke Bumi tidak lebih dari sekali setiap beberapa minggu. Oleh karena itu, gambar fotografi luar angkasa jarang digunakan untuk keperluan operasional, tetapi memberikan informasi jangka panjang.

Seperti yang Anda ketahui, foto adalah proyeksi sentral suatu wilayah, dan peta topografi bersifat ortogonal. Foto horizontal suatu bidang datar berhubungan dengan proyeksi ortografik, yaitu proyeksi suatu bidang terbatas pada peta topografi. Dalam hal ini, jika Anda mengubah gambar miring menjadi gambar horizontal dengan skala tertentu, maka posisi kontur pada gambar akan sesuai dengan posisi kontur pada peta topografi dengan skala tertentu. Medan juga menyebabkan titik-titik pada gambar bergeser relatif terhadap posisinya pada proyeksi ortogonal skala yang bersangkutan.

12. Tahapan penginderaan jauh dan analisis data

Fotografi stereo.

Pemotretan multi-zona. Fotografi hiperspektral.

Pemotretan multi-waktu.

Pemotretan bertingkat.

Pemotretan multi-polarisasi.

Metode gabungan.

Analisis interdisipliner.

Teknologi untuk memperoleh material penginderaan jauh

Fotografi ruang angkasa dilakukan di jendela transparansi atmosfer, menggunakan radiasi dalam rentang spektral yang berbeda - cahaya (cahaya tampak, inframerah dekat dan tengah), inframerah termal, dan jangkauan radio.

Fotografi

Tingkat visibilitas yang tinggi, mencakup area permukaan yang luas dengan satu gambar.

Fotografi di seluruh rentang spektrum elektromagnetik yang terlihat, di masing-masing zona, serta dalam rentang IR dekat (inframerah).

Skala pengambilan gambar tergantung pada

Ketinggian pemotretan

Panjang fokus lensa.

Tergantung pada kemiringan sumbu optik, diperoleh gambar denah dan perspektif permukaan bumi.

CS dengan tumpang tindih 60% atau lebih. Rentang spektral fotografi mencakup bagian yang terlihat dari zona inframerah-dekat (hingga 0,86 mikron).

Survei pemindaian

Yang paling umum digunakan adalah sistem optik-mekanik multispektral - pemindai yang dipasang pada satelit untuk berbagai keperluan.

Gambar terdiri dari banyak elemen individual dan berurutan.

“pemindaian” adalah pemindaian gambar menggunakan elemen pemindaian, elemen demi elemen memindai area melintasi pergerakan pembawa dan mengirimkan fluks radiasi ke lensa dan kemudian ke sensor titik yang mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik ini sampai di stasiun penerima melalui saluran komunikasi. Gambar medan diperoleh secara terus menerus pada pita yang terdiri dari strip - pindaian, terdiri dari elemen individu - piksel.

Survei pemindaian

Gambar pemindai dapat diperoleh dalam semua rentang spektral, namun rentang tampak dan inframerah sangat efektif.

Karakteristik terpenting dari pemindai adalah sudut pemindaian (tampilan) dan sudut pandang sesaat, yang nilainya menentukan lebar strip gambar dan resolusinya. Tergantung pada besarnya sudut ini, pemindai dibagi menjadi presisi dan ikhtisar.

Untuk pemindai presisi, sudut pemindaian dikurangi menjadi ±5°, dan untuk pemindai survei ditingkatkan menjadi ±50°. Resolusinya berbanding terbalik dengan lebar garis yang difoto.

Survei radar

Memperoleh gambaran permukaan bumi dan benda-benda yang berada di atasnya, apapun kondisi cuacanya, siang dan malam berkat prinsip radar aktif.

Teknologi ini dikembangkan pada tahun 1930an.

Pencitraan radar bumi dilakukan pada beberapa wilayah dengan rentang panjang gelombang (1 cm – 1 m) atau frekuensi (40 GHz – 300 MHz).

Sifat gambar dalam gambar radar bergantung pada hubungan antara panjang gelombang dan ukuran ketidakteraturan medan: permukaannya bisa kasar atau halus hingga tingkat yang berbeda-beda, yang dimanifestasikan dalam intensitas sinyal balik dan, karenanya, intensitas sinyal balik. kecerahan area yang sesuai pada gambar. Survei termal

Hal ini didasarkan pada identifikasi anomali termal dengan mencatat radiasi termal benda-benda bumi yang disebabkan oleh panas endogen atau radiasi matahari.

Rentang inframerah dari spektrum getaran elektromagnetik secara kondisional dibagi menjadi tiga bagian (dalam mikron): dekat (0,74-1,35), sedang (1,35-3,50), jauh (3,50-1000).

Panas matahari (eksternal) dan endogen (internal) memanaskan objek geologi dengan cara yang berbeda. Radiasi IR yang melewati atmosfer diserap secara selektif, dan oleh karena itu fotografi termal hanya dapat dilakukan di area di mana yang disebut “jendela transparansi” berada - tempat transmisi sinar IR.

Empat jendela transparansi utama (dalam mikron) telah diidentifikasi secara empiris: 0,74-2,40; 3.40-4.20; 8.0-13.0; 30.0-80.0.

Gambar luar angkasa

Tiga cara utama untuk mengirimkan data dari satelit ke Bumi.

Transmisi data langsung ke stasiun bumi.

Data yang diterima disimpan di satelit dan kemudian dikirimkan dengan beberapa waktu tunda ke Bumi.

Menggunakan sistem satelit komunikasi geostasioner TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System).

13. Perlengkapan pengiriman ERDAS IMAGINE

ERDAS IMAGINE adalah salah satu produk perangkat lunak terpopuler di dunia dalam bidang pekerjaan dengan data geospasial. ERDAS IMAGINE menggabungkan perangkat lunak yang kuat dan nyaman kemampuan untuk memproses dan menganalisis berbagai informasi geospasial raster dan vektor, memungkinkan Anda membuat produk seperti gambar georeferensi yang telah mengalami peningkatan transformasi, ortomosaik, peta klasifikasi vegetasi, video penerbangan dalam “virtual dunia”, peta vektor diperoleh sebagai hasil pengolahan citra udara dan satelit.

IMAGINE Essentials adalah produk tingkat pemula yang berisi alat dasar untuk visualisasi, koreksi, dan pemetaan. Memungkinkan Anda menggunakan pemrosesan batch.

IMAGINE Advantage mencakup semua fitur IMAGINE Essentials. Selain itu, ia memberikan kemampuan tingkat lanjut untuk pemrosesan spektral, analisis perubahan, koreksi orto, mosaik, dan analisis gambar. Memungkinkan pemrosesan batch paralel.

IMAGINE Professional mencakup semua fitur IMAGINE Advantage. Selain itu, ia menawarkan seperangkat alat canggih untuk memproses data spektral, hiperspektral dan radar, serta pemodelan spasial. Termasuk Pemeta ER ERDAS.

Modul tambahan, seperti SAR Interferometri, IMAGINE Objective, dan lainnya, memperluas fungsionalitas paket perangkat lunak, menjadikannya alat universal untuk bekerja dengan informasi geospasial.

14. Data digital. Representasi skema untuk mengubah data mentah menjadi nilai piksel

Saat data digital dipindai, sensor menghasilkan sinyal listrik, yang intensitasnya bervariasi tergantung pada kecerahan area di permukaan bumi. Dalam pencitraan multispektral, rentang spektral yang berbeda berhubungan dengan sinyal independen yang terpisah. Setiap sinyal tersebut berubah terus menerus seiring waktu, dan untuk analisis selanjutnya sinyal tersebut harus diubah menjadi sekumpulan nilai numerik. Untuk mengubah sinyal analog kontinu menjadi bentuk digital, sinyal tersebut dibagi menjadi beberapa bagian yang sesuai dengan interval pengambilan sampel yang sama (Gambar 11). Sinyal dalam setiap interval hanya dijelaskan oleh nilai rata-rata intensitasnya, sehingga semua informasi tentang variasi sinyal dalam interval ini hilang. Dengan demikian, nilai interval pengambilan sampel merupakan salah satu parameter yang secara langsung bergantung pada resolusi sensor. Perlu juga dicatat bahwa untuk data digital, biasanya memilih skala abu-abu relatif daripada skala abu-abu absolut, sehingga data ini tidak mencerminkan nilai radiometrik sebenarnya yang diperoleh untuk pemandangan tertentu.

15. Perancangan sistem teknogenik

Saat merancang sistem buatan manusia, termasuk sistem informasi, tujuan yang ingin dicapai dan tugas prioritas yang harus diselesaikan selama pengoperasian sistem ditentukan terlebih dahulu.

Mari kita definisikan tujuan utama proyek GIS "Caspian" sebagai berikut: untuk menciptakan sistem layanan informasi operasional multiguna dan multi-pengguna untuk otoritas pusat dan daerah, badan pengawas lingkungan negara, badan dan divisinya untuk situasi darurat , perusahaan industri minyak dan gas bumi, serta organisasi dan perseorangan resmi atau swasta lainnya tertarik untuk memecahkan masalah teritorial di wilayah tersebut.

Tujuan primer dapat dirumuskan berdasarkan gambaran singkat wilayahnya. Menurut pendapat kami, tugas-tugas tersebut adalah sebagai berikut:

pemetaan struktur dan benda alam dengan analisis dan deskripsi geologi, bentang alam, dan pola teritorial lainnya;

pemetaan tematik infrastruktur industri minyak dan gas bumi dengan referensi yang cukup akurat terhadap peta dasar topografi dan lanskap, geomofologi, dan lingkungan pantai;

pengendalian operasional dan prakiraan dinamika garis pantai dengan analisis permasalahan teritorial yang timbul dalam hal ini (penghancuran bendungan, banjir sumur minyak, pembuangan tumpahan minyak ke laut, peminyakan wilayah pesisir, dll);

memantau kondisi es, terutama di daerah paparan di mana produksi minyak dilakukan dari anjungan lepas pantai.

Berdasarkan daftar tugas prioritas, kami merumuskan persyaratan substantif untuk sistem:

pada tahap pertama implementasi sistem, gunakan aset luar angkasa NOAA/AVHRR dan TERRA/MODIS yang tersedia dan, oleh karena itu, pantau proses skala besar dan menengah - medan termal, lapisan es, permukaan air. Menyediakan kemungkinan untuk mengembangkan sistem menggunakan survei resolusi tinggi aktif (RADARSAT-1, 2 ERS-1) dan pasif (Landsat-7.SPOT-4,1RS);

Sistem harus menyediakan penerimaan, pengarsipan, dan pemrosesan data observasi berbasis darat yang diperoleh baik di jaringan stasiun agrometeorologi maupun di lokasi pengujian dan lokasi pengujian sub-satelit. Komposisi peralatan ditentukan tergantung pada masalah yang dipecahkan;

*Pengamatan ekspedisi darat dan pesawat juga dapat berfungsi sebagai sumber informasi tambahan. Tergantung pada peralatan ekspedisi ini, informasi dapat diterima secara online atau setelah pemrosesan di meja.

Perjanjian sistem mengenai akses terhadap informasi, periode penyimpanan, harga data primer dan data yang diproses, dll. harus dikembangkan bersama dengan kementerian yang berkepentingan, akimat daerah dan kabupaten serta konsumen data pemantauan pemerintah lainnya. Desain sistem harus menyediakan kemungkinan untuk memasukkan program pengendalian dan layanan yang sesuai.

Persyaratan dasar ini menentukan batasan yang tidak berhak dilampaui oleh perancang. Namun, kami mencatat bahwa semakin sempit kerangkanya, semakin ketat batasannya, semakin mudah untuk merancang dan memprogramnya. Oleh karena itu, seorang desainer yang kompeten mengupayakan interaksi yang erat dengan pelanggan ketika mengembangkan spesifikasi teknis.

Kelayakan pembuatan sistem seperti itu telah dibuktikan dengan berbagai contoh efektivitas penggunaan GIS dalam menyelesaikan berbagai macam masalah teritorial. Keunikan dari pekerjaan ini adalah desain dan implementasi pemantauan GIS dan pemodelan proses teritorial di wilayah yang bersangkutan, dengan mempertimbangkan infrastruktur teknologi informasi yang ada saat ini.

Pada tahap pertama, kami akan merumuskan kondisi wajib minimum yang berlaku pada sistem informasi (atau lebih tepatnya, pada sistem buatan manusia) untuk memastikan “keberlangsungan”nya. Sistem dapat berfungsi dan berkembang secara efektif jika:

tujuan fungsionalnya memenuhi kebutuhan lingkungan (biasanya juga sistem) di mana ia berada;

strukturnya tidak bertentangan dengan arsitektur sistem yang berinteraksi dengannya;

strukturnya tidak bertentangan secara internal dan memiliki tingkat fleksibilitas dan kemampuan modifikasi yang tinggi;

prosedur yang dibangun di dalamnya digabungkan secara efektif ke dalam rantai teknologi yang sesuai dengan skema teknologi umum dari fungsi sistem;

pengurangan atau perluasannya tidak menyebabkan kehancuran struktur, dan setiap tahap “siklus hidup” sistem, setiap versinya digunakan untuk melakukan

fungsi yang sesuai.

Kondisi yang tercantum untuk efektivitas sistem teknogenik dapat berupa

ilustrasikan dengan banyak contoh. Kondisi ini secara jelas ditunjukkan oleh apa yang disebut sistem pemantauan. Diantaranya, contoh yang mencolok adalah sistem pemantauan yang kuat - Layanan Meteorologi Dunia.

16. Metode dekripsi

Saat menguraikan gambar radar ruang angkasa, apa pun metode yang dipilih, perlu:

mendeteksi target atau objek medan pada gambar;

mengidentifikasi target atau fitur medan;

menganalisis target atau objek medan yang terdeteksi dan menentukan karakteristik kuantitatif dan kualitatifnya;

memformat hasil dekripsi dalam bentuk dokumen grafik atau teks.

Tergantung pada kondisi dan lokasi pelaksanaan, interpretasi citra radar dapat dibagi menjadi lapangan, aerovisual, kantor dan gabungan.

Nol dekripsi

Selama decoding lapangan, decoder langsung di lapangan dipandu oleh karakteristik objek yang mudah diidentifikasi di area tersebut dan, membandingkan kontur objek dengan gambar radarnya, memplot hasil identifikasi dengan tanda-tanda konvensional pada foto atau peta topografi.

Selama interpretasi lapangan, melalui pengukuran langsung, karakteristik numerik dan kualitatif objek ditentukan (karakteristik vegetasi, waduk, struktur yang menyertainya, karakteristik pemukiman, dll.). Dalam hal ini, objek yang tidak tergambar dalam foto karena ukurannya yang kecil atau karena tidak ada pada saat pengambilan gambar dapat ditempatkan pada foto atau peta. Selama penguraian kode di lapangan, standar (kunci) dibuat secara khusus atau kebetulan, dengan bantuan yang nantinya dalam kondisi kantor, identifikasi objek dari jenis medan yang sama difasilitasi.

Kerugian dari interpretasi citra lapangan adalah sifatnya yang memakan waktu dan biaya serta kompleksitas pengorganisasiannya.

Interpretasi aerovisual dari gambar luar angkasa

Belakangan ini, dalam praktik fotografi udara, metode aerovisual dalam menafsirkan foto udara semakin banyak digunakan. Metode ini dapat berhasil digunakan dalam menguraikan gambar radar suatu daerah.

Inti dari metode aerovisual adalah mengidentifikasi gambar suatu objek dari pesawat terbang atau helikopter. Pengamatan dapat dilakukan melalui alat optik dan infra merah. Interpretasi aerovisual dari gambar radar memungkinkan Anda meningkatkan produktivitas dan mengurangi biaya pekerjaan interpretasi lapangan.

Data yang diperoleh dari penguraian gambar ini akan memungkinkan untuk menentukan lokasi sumber polusi dan menilai intensitasnya (Gbr. 12).

Interpretasi kantor atas gambar luar angkasa

Pada saat menguraikan gambar di meja, identifikasi benda dan interpretasinya dilakukan tanpa membandingkan gambar dengan alam, dengan mempelajari gambar benda menurut ciri-ciri yang dapat diuraikan. Dekripsi gambar banyak digunakan dalam penyusunan peta radar kontur, pemutakhiran peta topografi, penelitian geologi, dan dalam koreksi serta penambahan bahan kartografi di daerah yang sulit dijangkau.

Namun, dekripsi meja memiliki kelemahan yang signifikan - tidak mungkin mendapatkan sepenuhnya semua informasi yang diperlukan tentang area tersebut. Selain itu, hasil penguraian kode gambar secara kamera tidak sesuai dengan waktu penguraian kode, tetapi dengan momen pengambilan gambar. Oleh karena itu, tampaknya sangat tepat untuk menggabungkan interpretasi meja dan lapangan atau gambar udara, yaitu menggabungkan keduanya.

Dengan interpretasi gambar gabungan, pekerjaan utama dalam mendeteksi dan mengidentifikasi objek dilakukan di lingkungan kantor, dan di lapangan atau dalam penerbangan, objek atau karakteristiknya yang tidak dapat diidentifikasi secara kantor dilakukan dan diidentifikasi.

Dekripsi Office dibagi menjadi dua metode:

decoding langsung atau semi-instrumental;

penguraian kode instrumental.

Metode dekripsi langsung

Dengan metode decoding langsung, pelaku secara visual, tanpa instrumen atau dengan bantuan alat pembesar, memeriksa gambar dan, berdasarkan fitur decoding gambar dan pengalamannya, mengidentifikasi dan menafsirkan objek.

Dalam metode interpretasi gambar langsung, perangkat yang digunakan bersifat bantu, meningkatkan kondisi pengamatan. Beberapa perangkat memungkinkan pengurai untuk menentukan karakteristik kuantitatif dari objek yang diuraikan. Namun manusia memainkan peran utama dalam deteksi, pengenalan, dan interpretasi.

Alat dan alat bantu tersebut antara lain seperangkat kaca pembesar dengan perbesaran berbeda, timbangan ukur, stereoskop, penggaris paralaks, paralaksometer, alat khusus untuk interpretasi, layar proyeksi, televisi dan sistem tertutup elektro-optik yang meningkatkan kondisi interpretasi gambar.

17. Distorsi gambar luar angkasa

Analisis subsistem citra satelit nyata mengarah pada kesimpulan bahwa sumber distorsi (noise) selama fotografi luar angkasa dapat diwakili oleh tiga subsistem faktor distorsi:

kesalahan dalam pengoperasian peralatan pembuatan film dan perekaman;

“kebisingan” dari media perambatan radiasi elektromagnetik dan ciri-ciri permukaan objek yang difoto;

mengubah orientasi media selama pengambilan gambar.

Sistematisasi ini memungkinkan kami mengembangkan strategi untuk mempelajari dan mengoreksi distorsi pada citra satelit, karena hal ini mengarah pada kesimpulan sebagai berikut:

sifat distorsi yang disebabkan oleh sumber tipe kedua dan ketiga, dengan sedikit modifikasi terutama terkait dengan rentang spektral yang digunakan, akan sama untuk sistem pencitraan apa pun. Oleh karena itu, distorsi tersebut dapat dipelajari dengan mengabstraksi, sampai batas tertentu, dari jenis peralatan pembuatan film tertentu;

sifat distorsi yang disebabkan oleh sumber kelompok pertama ditetapkan melalui studi peralatan yang komprehensif, sementara itu perlu untuk mengembangkan metode untuk kalibrasi dan kontrolnya selama operasi di orbit, yang memungkinkan koreksi sebagian besar distorsi yang disebabkan oleh ketidaksempurnaan berfungsinya peralatan.

Faktor distorsi juga dapat dibagi lagi menurut metode memperhitungkan distorsi yang disebabkan oleh sumber kebisingan tertentu:

faktor-faktor yang pengaruhnya dapat diperhitungkan secara relatif sederhana dan dengan akurasi yang cukup dengan melakukan koreksi pada koordinat titik-titik pada gambar, dan koreksi ini dihitung menggunakan rumus matematika hingga;

faktor, yang pertimbangannya memerlukan penggunaan metode statistik matematika modern dan teori pemrosesan pengukuran.

Dalam publikasi asing tentang fotografi luar angkasa, subsistem faktor distorsi yang ditunjukkan masing-masing disebut dapat diprediksi dan diukur, yaitu, memerlukan pengukuran dan pemrosesan matematis dan statistik dari hasilnya.

...

Dokumen serupa

Pemantauan permukiman: esensi dan tujuan, dukungan informasi. Sistem penginderaan jauh modern: penerbangan, luar angkasa, darat. Penerapan survei udara dan luar angkasa saat memantau objek di suatu wilayah berpenduduk.

tesis, ditambahkan 15/02/2017


Keuntungan metode penginderaan jauh bumi dari luar angkasa. Jenis pembuatan film, metode pengolahan gambar. Jenis proses erosi dan manifestasinya pada citra satelit. Pemantauan proses filtrasi dan penggenangan dari tangki pengendapan industri.

tugas kursus, ditambahkan 05/07/2015


Melakukan kajian terhadap objek hidrografi. Persyaratan peralatan penginderaan jauh bumi ketika melakukan studi geoekologi kompleks minyak dan gas. Karakteristik peralatan pencitraan yang dipasang pada pesawat ruang angkasa.

tugas kursus, ditambahkan 15/03/2016


Keunikan penguraian data penginderaan jauh untuk keperluan analisis struktural dan geomorfologi. Jenis genetik zona akumulasi minyak dan gas dan interpretasinya. Skema interpretasi struktural dan geomorfologi dari deposit Ilovlinskoe.

abstrak, ditambahkan 24/04/2012


Decoding adalah analisis bahan survei udara dan luar angkasa untuk mengekstrak informasi tentang permukaan bumi dari bahan tersebut. Memperoleh informasi melalui observasi langsung (metode kontak), kekurangan metode. Klasifikasi dekripsi.

presentasi, ditambahkan 19/02/2011


Masalah terapan diselesaikan dengan menggunakan metode dan alat penginderaan jauh. Perhitungan parameter survei untuk keperluan pengelolaan lahan dan kadaster pertanahan. Persyaratan dasar keakuratan hasil interpretasi saat membuat peta dasar pertanahan.

tes, ditambahkan 21/08/2015


Alasan menggunakan metode dekripsi gambar. Pengaruh gletser terhadap sifat planet ini. Penilaian sumber daya salju dan es bumi dari luar angkasa. Nilai gambar luar angkasa. Tahapan program “bantuan luar angkasa”. Kebutuhan untuk menggunakan kartu rekreasi.

abstrak, ditambahkan 17/11/2011


Metode mempelajari samudra dan lautan dari luar angkasa. Kebutuhan penginderaan jauh: satelit dan sensor. Karakteristik lautan yang dipelajari dari luar angkasa: suhu dan salinitas; arus laut; bantuan bawah; bioproduktivitas. Arsip data satelit.

tugas kursus, ditambahkan 06/06/2014


Fotografi udara dan fotografi luar angkasa - memperoleh gambar permukaan bumi dari pesawat terbang. Skema untuk memperoleh informasi primer. Pengaruh atmosfer terhadap radiasi elektromagnetik selama pembuatan film. Sifat optik benda-benda di permukaan bumi.

presentasi, ditambahkan 19/02/2011


Ciri-ciri elemen geologi dan geomorfologi utama yang dapat diuraikan. Tanda-tanda decoding langsung. Metode kontras-analog untuk perbandingan dengan gambar referensi dan indikator serta perbandingan dan perbandingan objek dalam satu gambar.

kumpulan informasi tentang suatu objek atau fenomena dengan menggunakan alat perekam yang tidak bersentuhan langsung dengan objek atau fenomena tersebut. Istilah "penginderaan jauh" biasanya mencakup pencatatan (pencatatan) radiasi elektromagnetik melalui berbagai kamera, pemindai, penerima gelombang mikro, radar dan perangkat sejenis lainnya. Penginderaan jauh digunakan untuk mengumpulkan dan mencatat informasi tentang dasar laut, atmosfer bumi, dan tata surya. Hal ini dilakukan dengan menggunakan kapal, pesawat terbang, pesawat ruang angkasa dan teleskop berbasis darat. Ilmu-ilmu yang berorientasi lapangan, seperti geologi, kehutanan dan geografi, juga umumnya menggunakan penginderaan jauh untuk mengumpulkan data untuk penelitian mereka. Lihat juga SATELIT KOMUNIKASI; RADIASI ELEKTROMAGNETIK.

Bursha M. Dasar-dasar geodesi luar angkasa. M., 19711975
Penginderaan jauh di bidang meteorologi, oseanologi dan hidrologi. M., 1984
Seibold E., Berger V. dasar laut. M., 1984
Mishev D. Penginderaan jauh bumi dari luar angkasa. M., 1985

Menemukan " PENGINDERAAN JAUH" pada

Penginderaan jauh bumi(ERS) - pengamatan permukaan bumi dengan penerbangan dan pesawat ruang angkasa yang dilengkapi dengan berbagai jenis peralatan pencitraan. Kisaran operasi panjang gelombang yang diterima oleh peralatan pembuatan film berkisar dari pecahan mikrometer (radiasi optik tampak) hingga meter (gelombang radio). Metode penginderaan bisa pasif, yaitu menggunakan radiasi termal sekunder atau pantulan alami dari benda-benda di permukaan bumi yang disebabkan oleh aktivitas matahari, dan aktif– menggunakan emisi terstimulasi dari objek yang diprakarsai oleh sumber aksi terarah buatan. Data penginderaan jauh yang diperoleh dari pesawat ruang angkasa sangat bergantung pada transparansi atmosfer. Oleh karena itu, pesawat ruang angkasa menggunakan peralatan multisaluran tipe pasif dan aktif yang mendeteksi radiasi elektromagnetik dalam berbagai rentang.

Peralatan penginderaan jauh dari pesawat ruang angkasa pertama yang diluncurkan pada tahun 1960-70an. adalah tipe jejak - proyeksi area pengukuran ke permukaan bumi adalah sebuah garis. Belakangan, peralatan penginderaan jauh panoramik muncul dan tersebar luas - pemindai, proyeksi area pengukuran ke permukaan bumi berbentuk strip.

Pesawat ruang angkasa penginderaan jauh bumi digunakan untuk mempelajari sumber daya alam bumi dan memecahkan masalah meteorologi. Pesawat ruang angkasa untuk mempelajari sumber daya alam terutama dilengkapi dengan peralatan optik atau radar. Keuntungan dari yang terakhir adalah memungkinkan Anda mengamati permukaan bumi kapan saja sepanjang hari, terlepas dari keadaan atmosfernya.

Pengolahan data

Kualitas data yang diperoleh dari penginderaan jauh bergantung pada resolusi spasial, spektral, radiometrik, dan temporal.

Resolusi spasial. Hal ini ditandai dengan ukuran piksel (di permukaan bumi) yang direkam dalam gambar raster - dapat bervariasi dari 1 hingga 1000 m.

Resolusi spektral. Data Landsat mencakup tujuh pita, termasuk spektrum inframerah, berkisar antara 0,07 hingga 2,1 mikron. Sensor Hyperion pada peralatan Earth Observing-1 mampu merekam 220 pita spektral dari 0,4 hingga 2,5 mikron, dengan resolusi spektral dari 0,1 hingga 0,11 mikron.

Resolusi radiometrik. Jumlah level sinyal yang dapat dideteksi oleh sensor. Biasanya bervariasi dari 8 hingga 14 bit, menghasilkan 256 hingga 16.384 level. Karakteristik ini juga bergantung pada tingkat kebisingan pada instrumen.

Resolusi sementara. Frekuensi satelit melewati area permukaan yang diinginkan. Penting ketika mempelajari rangkaian gambar, misalnya ketika mempelajari dinamika hutan. Awalnya, analisis serial tersebut dilakukan untuk kebutuhan intelijen militer, khususnya untuk melacak perubahan infrastruktur dan pergerakan musuh.

Untuk membuat peta yang akurat dari data penginderaan jauh, diperlukan transformasi yang menghilangkan distorsi geometrik. Gambar permukaan bumi dengan alat yang mengarah langsung ke bawah berisi gambar yang tidak terdistorsi hanya di tengah gambar. Saat Anda bergerak menuju tepian, jarak antara titik-titik pada gambar dan jarak terkait di Bumi menjadi semakin berbeda. Koreksi distorsi tersebut dilakukan selama proses fotogrametri. Sejak awal tahun 1990-an, sebagian besar citra satelit komersial telah dijual dengan pra-koreksi.

Selain itu, koreksi radiometrik atau atmosfer mungkin diperlukan. Koreksi radiometrik mengubah level sinyal diskrit, seperti 0 hingga 255, menjadi nilai fisik sebenarnya. Koreksi atmosfer menghilangkan distorsi spektral yang disebabkan oleh kehadiran atmosfer.

Dalam kerangka program Sistem Pengamatan Bumi NASA, tingkat pemrosesan data penginderaan jauh dirumuskan:

Tingkat	Keterangan
	Data datang langsung dari perangkat, tanpa overhead (sinkronisasi frame, header, percobaan ulang).
1a	Data perangkat yang direkonstruksi, dilengkapi dengan penanda waktu, koefisien radiometrik, ephemeris (koordinat orbit) satelit.
1b	Data level 1a dikonversi ke unit fisik.
	Variabel geofisika yang diturunkan (ketinggian gelombang laut, kelembaban tanah, konsentrasi es) pada resolusi yang sama dengan data Tier 1.
	Variabel ditampilkan pada skala ruang-waktu universal, kemungkinan dilengkapi dengan interpolasi.
	Data diperoleh sebagai hasil perhitungan berdasarkan level sebelumnya.

Beras. 9. . Spektrum elektromagnetik dan pembagiannya menunjukkan panjang gelombang yang ditetapkan oleh berbagai perangkat

Sistem penginderaan jauh. Jenis sistem ini memiliki tiga komponen utama: perangkat pencitraan, lingkungan akuisisi data, dan basis penginderaan. Contoh sederhana dari sistem tersebut adalah seorang fotografer amatir (basis) yang menggunakan kamera 35 mm (perangkat pencitraan yang membentuk gambar) yang dilengkapi dengan film fotografi (media perekam) yang sangat sensitif untuk memotret sungai. Fotografer berada agak jauh dari sungai, tetapi mencatat informasi tentang sungai tersebut dan kemudian menyimpannya dalam film fotografi.

Perangkat pencitraan, media perekam dan basis. Instrumen pencitraan terbagi dalam empat kategori utama: kamera diam dan film, pemindai multispektral, radiometer, dan radar aktif. Kamera refleks lensa tunggal modern menghasilkan gambar dengan memfokuskan radiasi ultraviolet, cahaya tampak, atau inframerah yang datang dari suatu subjek ke film fotografi. Setelah film dikembangkan, diperoleh gambar permanen (yang mampu bertahan lama). Kamera video memungkinkan Anda menerima gambar di layar; Rekaman permanen dalam hal ini adalah rekaman terkait pada kaset video atau foto yang diambil dari layar. Semua sistem pencitraan lainnya menggunakan detektor atau penerima yang sensitif pada panjang gelombang tertentu dalam spektrum. Tabung fotomultiplier dan fotodetektor semikonduktor, digunakan dalam kombinasi dengan pemindai optik-mekanis, memungkinkan untuk merekam energi di wilayah spektrum ultraviolet, cahaya tampak, dan inframerah dekat, tengah, dan jauh serta mengubahnya menjadi sinyal yang dapat menghasilkan gambar pada film. . Energi gelombang mikro (energi gelombang mikro) juga diubah oleh radiometer atau radar. Sonar menggunakan energi gelombang suara untuk menghasilkan gambar pada film fotografi.

Instrumen yang digunakan untuk pencitraan terletak di berbagai pangkalan, termasuk di darat, kapal, pesawat terbang, balon, dan pesawat ruang angkasa. Kamera khusus dan sistem televisi digunakan setiap hari untuk memotret objek fisik dan biologis yang menarik di darat, laut, atmosfer, dan luar angkasa. Kamera time-lapse khusus digunakan untuk merekam perubahan permukaan bumi seperti erosi pantai, pergerakan gletser, dan evolusi vegetasi.

Arsip data. Foto dan gambar yang diambil sebagai bagian dari program pencitraan ruang angkasa diproses dan disimpan dengan benar. Di AS dan Rusia, arsip untuk data informasi tersebut dibuat oleh pemerintah. Salah satu arsip utama semacam ini di Amerika Serikat, Pusat Data EROS (Sistem Pengamatan Sumber Daya Bumi), yang berada di bawah Departemen Dalam Negeri, menyimpan sekitar 5 juta foto udara dan sekitar 2 juta gambar yang diperoleh dari satelit Landsat, serta sebagai salinan seluruh foto udara dan citra satelit permukaan bumi yang disimpan oleh NASA. Informasi ini adalah akses terbuka. Berbagai organisasi militer dan intelijen memiliki banyak arsip foto dan arsip materi visual lainnya.

Analisis gambar. Bagian terpenting dari penginderaan jauh adalah analisis citra. Analisis tersebut dapat dilakukan secara visual, dengan metode visual yang disempurnakan dengan komputer, dan seluruhnya dengan komputer; dua yang terakhir melibatkan analisis data digital. Awalnya, sebagian besar pekerjaan analisis data penginderaan jauh dilakukan dengan memeriksa foto udara secara visual atau dengan menggunakan stereoskop dan melapisi foto tersebut untuk membuat model stereo. Foto biasanya hitam putih dan berwarna, terkadang hitam putih dan berwarna dalam inframerah, atau - dalam kasus yang jarang terjadi - multispektral. Pengguna utama data yang diperoleh dari foto udara adalah ahli geologi, ahli geografi, ahli kehutanan, ahli agronomi dan tentu saja kartografer. Peneliti menganalisis foto udara di laboratorium untuk secara langsung mengambil informasi berguna darinya, kemudian memplotnya pada salah satu peta dasar dan menentukan area yang perlu dikunjungi selama kerja lapangan. Setelah kerja lapangan, peneliti mengevaluasi kembali foto udara dan menggunakan data yang diperoleh dari foto udara tersebut dan dari survei lapangan untuk membuat peta akhir. Dengan menggunakan metode ini, banyak peta tematik yang berbeda disiapkan untuk dirilis: peta geologi, penggunaan lahan dan topografi, peta hutan, tanah dan tanaman. Ahli geologi dan ilmuwan lain melakukan studi laboratorium dan lapangan mengenai karakteristik spektral berbagai perubahan alam dan peradaban yang terjadi di Bumi. Ide penelitian tersebut telah diterapkan dalam desain pemindai multispektral MSS (Multi-Spectral-Scanners), yang digunakan pada pesawat terbang dan pesawat ruang angkasa. Satelit Bumi buatan Landsat-1, -2 dan -4 (Landsat-1, -2 dan -4) memiliki MSS dengan empat pita spektral: dari 0,5 hingga 0,6 μm (hijau); dari 0,6 hingga 0,7 µm (merah); dari 0,7 hingga 0,8 µm (dekat IR); dari 0,8 hingga 1,1 µm (IR). Satelit Landsat 3 juga menggunakan pita 10,4 hingga 12,5 mikron. Gambar komposit standar dengan metode pewarnaan buatan diperoleh dengan menggabungkan MSS dengan pita pertama, kedua, dan keempat yang masing-masing dikombinasikan dengan filter biru, hijau, dan merah. Pada satelit Landsat 4 dengan pemindai MSS canggih, pemetaan tematik menyediakan gambar dalam tujuh pita spektral: tiga di wilayah tampak, satu di wilayah inframerah-dekat, dua di wilayah inframerah-tengah, dan satu di wilayah inframerah termal. daerah. Berkat instrumen ini, resolusi spasial ditingkatkan hampir tiga kali lipat (menjadi 30 m) dibandingkan dengan resolusi spasial yang disediakan oleh satelit Landsat, yang hanya menggunakan pemindai MSS. Karena sensor satelit sensitif tidak dirancang untuk pencitraan stereoskopik, fitur dan fenomena tertentu dalam satu gambar tertentu perlu dibedakan menggunakan perbedaan spektral. Pemindai MSS dapat membedakan lima kategori besar permukaan tanah: air, salju dan es, vegetasi, singkapan dan tanah, serta fitur-fitur yang berhubungan dengan manusia. Seorang ilmuwan yang akrab dengan area yang diteliti dapat menganalisis gambar yang diperoleh dalam satu pita spektral luas, seperti foto udara hitam-putih, yang biasanya diperoleh dengan merekam radiasi dengan panjang gelombang 0,5 hingga 0,7 µm (hijau dan daerah spektrum merah). Namun, seiring bertambahnya jumlah pita spektral baru, semakin sulit bagi mata manusia untuk membedakan fitur-fitur penting dari nada serupa di berbagai bagian spektrum. Misalnya, satu survei yang diambil dari satelit Landsat menggunakan MSS pada pita 0,5-0,6 mikron berisi sekitar 7,5 juta piksel (elemen gambar), yang masing-masing dapat memiliki hingga 128 warna abu-abu mulai dari 0 (hitam) hingga 128 ( putih). Saat membandingkan dua gambar Landsat pada area yang sama, Anda berhadapan dengan 60 juta piksel; satu gambar yang diperoleh dari Landsat 4 dan diproses oleh mapper berisi sekitar 227 juta piksel. Oleh karena itu, komputer harus digunakan untuk menganalisis gambar tersebut.

Pemrosesan gambar digital. Analisis gambar menggunakan komputer untuk membandingkan nilai skala abu-abu (rentang angka diskrit) setiap piksel pada gambar yang diambil pada hari yang sama atau pada beberapa hari yang berbeda. Sistem analisis gambar mengklasifikasikan fitur-fitur spesifik dari suatu survei untuk menghasilkan peta tematik suatu wilayah. Sistem reproduksi gambar modern memungkinkan untuk mereproduksi satu atau lebih pita spektral pada monitor televisi berwarna yang diproses oleh satelit dengan pemindai MSS. Kursor yang dapat digerakkan ditempatkan pada salah satu piksel atau pada matriks piksel yang terletak di dalam beberapa fitur tertentu, misalnya badan air. Komputer mengkorelasikan keempat pita MSS dan mengklasifikasikan seluruh bagian lain dari citra satelit yang memiliki rangkaian nomor digital serupa. Peneliti kemudian dapat memberi kode warna pada area "air" pada monitor berwarna untuk membuat "peta" yang menunjukkan semua perairan dalam citra satelit. Prosedur ini, yang dikenal sebagai klasifikasi teregulasi, memungkinkan klasifikasi sistematis seluruh bagian gambar yang dianalisis. Semua jenis permukaan bumi dapat diidentifikasi. Skema klasifikasi komputer yang dijelaskan cukup sederhana, namun dunia di sekitar kita rumit. Air, misalnya, tidak selalu mempunyai karakteristik spektral tunggal. Dalam satu gambar, perairan bisa bersih atau kotor, dalam atau dangkal, sebagian tertutup ganggang atau beku, dan masing-masing perairan memiliki reflektansi spektralnya sendiri (yang berarti karakteristik digitalnya sendiri). Sistem analisis gambar digital interaktif IDIMS menggunakan skema klasifikasi yang tidak diatur. IDIMS secara otomatis menempatkan setiap piksel ke dalam salah satu dari beberapa lusin kelas. Setelah klasifikasi komputer, kelas serupa (misalnya, lima atau enam kelas air) dapat dikumpulkan menjadi satu. Namun, banyak wilayah di permukaan bumi yang memiliki spektrum yang agak rumit, sehingga sulit untuk membedakannya secara jelas. Hutan ek, misalnya, dalam citra satelit mungkin tampak tidak dapat dibedakan secara spektral dari hutan maple, meskipun masalah ini dapat diselesaikan dengan sangat sederhana di lapangan. Menurut karakteristik spektralnya, oak dan maple termasuk dalam spesies berdaun lebar. Pemrosesan komputer dengan algoritma identifikasi konten gambar dapat meningkatkan gambar MSS secara signifikan dibandingkan dengan gambar standar.

Catatan. Data penginderaan jauh berfungsi sebagai sumber informasi utama dalam penyusunan peta tata guna lahan dan topografi. Satelit cuaca dan geodesi NOAA dan GOES digunakan untuk memantau perubahan awan dan perkembangan siklon, termasuk angin topan dan topan. Citra satelit NOAA juga digunakan untuk memetakan perubahan musiman tutupan salju di belahan bumi utara untuk penelitian iklim dan mempelajari perubahan arus laut, sehingga dapat membantu mengurangi waktu pengiriman. Instrumen gelombang mikro pada satelit Nimbus digunakan untuk memetakan perubahan musiman lapisan es di laut Arktik dan Antartika.

Data penginderaan jauh dari pesawat terbang dan satelit buatan semakin banyak digunakan untuk memantau padang rumput alami. Foto udara sangat berguna di bidang kehutanan karena resolusi tinggi yang dapat dicapai, serta pengukuran tutupan tanaman yang akurat dan perubahannya seiring waktu.

Termografi udara inframerah dari luar angkasa memungkinkan untuk membedakan area arus Arus Teluk lokal.

Namun, dalam ilmu geologi penginderaan jarak jauh paling banyak diterapkan. Data penginderaan jauh digunakan untuk menyusun peta geologi, yang menunjukkan jenis batuan dan fitur struktural dan tektonik daerah tersebut. Dalam geologi ekonomi, penginderaan jauh berfungsi sebagai alat yang berharga untuk menemukan lokasi deposit mineral dan sumber energi panas bumi. Geologi teknik menggunakan data penginderaan jauh untuk memilih lokasi konstruksi yang sesuai, menemukan lokasi bahan konstruksi, memantau penambangan permukaan dan reklamasi lahan, dan melakukan pekerjaan teknik di wilayah pesisir. Selain itu, data ini digunakan dalam penilaian bahaya seismik, vulkanik, glasiologi, dan geologi lainnya, serta dalam situasi seperti kebakaran hutan dan kecelakaan industri.

Data penginderaan jauh merupakan bagian penting dari penelitian glasiologi(terkait dengan karakteristik gletser dan tutupan salju), in geomorfologi(bentuk dan ciri-ciri relief), in geologi kelautan(morfologi dasar laut dan samudera), in geobotani(karena ketergantungan vegetasi pada endapan mineral di bawahnya) dan di geologi arkeologi. DI DALAM astrogeologi Data penginderaan jauh juga sangat penting untuk studi planet dan bulan lain di tata surya planetologi komparatif untuk mempelajari sejarah bumi. Namun, aspek yang paling menarik dari penginderaan jarak jauh adalah bahwa satelit yang ditempatkan di orbit Bumi untuk pertama kalinya telah memberikan para ilmuwan kemampuan untuk mengamati, melacak, dan mempelajari planet kita sebagai suatu sistem yang lengkap, termasuk atmosfer dinamis dan bentang alamnya seiring dengan perubahan yang terjadi akibat pengaruh tersebut. faktor alam dan aktivitas manusia. Gambar yang diperoleh dari satelit dapat membantu menemukan kunci untuk memprediksi perubahan iklim, termasuk yang disebabkan oleh faktor alam dan buatan manusia. Meskipun Amerika dan Rusia sejak tahun 1960-an. melakukan penginderaan jauh, negara-negara lain juga berkontribusi. Badan Antariksa Jepang dan Eropa berencana meluncurkan sejumlah besar satelit ke orbit rendah Bumi yang dirancang untuk mempelajari daratan, lautan, dan atmosfer Bumi.

Satelit Soviet pertama, Zenit-2, dibuat di OKB-1. Dari tahun 1965 hingga 1982, berdasarkan satelit Zenit, TsSKB-Progress menciptakan tujuh modifikasi satelit penginderaan jauh Bumi. Secara total, hingga saat ini TsSKB-Progress telah menciptakan 26 jenis satelit otomatis untuk mengamati permukaan bumi, menyelesaikan berbagai permasalahan demi kepentingan keamanan nasional, ilmu pengetahuan dan perekonomian nasional.

Dari tahun 1988 hingga 1999, 19 peluncuran pesawat ruang angkasa Resurs-F1 dan Resurs-F1M berhasil dilakukan. Dari tahun 1987 hingga 1995, 9 peluncuran pesawat ruang angkasa Resurs-F2 berhasil dilakukan.

Kompleks antariksa Resurs-F2 dirancang untuk melakukan fotografi multispektral dan spektrozonal permukaan bumi dalam rentang spektrum radiasi elektromagnetik tampak dan inframerah dekat dengan karakteristik geometris dan fotometrik yang tinggi untuk kepentingan berbagai sektor perekonomian nasional dan kebumian. ilmu pengetahuan.

Kompleks luar angkasa Resurs-DK adalah pengembangan unik dari TsSKB-Progress, yang menggabungkan solusi teknis yang telah teruji waktu dan pencapaian tingkat lanjut dalam ide desain. Kompleks luar angkasa Resurs-DK menyediakan penginderaan jauh multispektral permukaan bumi dan pengiriman gambar yang sangat informatif dengan cepat melalui radio ke Bumi.

Pada bulan November 2010, sejumlah sistem Resursa-DK gagal, setelah itu perangkat tersebut tidak dapat lagi digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan.

Resurs-P dimaksudkan untuk menggantikan satelit Resurs-DK yang lama.

Keunikan alat penginderaan Bumi baru "Resurs-P" terletak pada rangkaian pemindai - empat atau lima sistem pencitraan akan dipasang di dalamnya. Hal ini akan memungkinkan untuk menerima informasi dari Bumi bukan dalam tiga warna, seperti sekarang, tetapi dalam gamut warna penuh dan rentang inframerah-dekat.

Kompleks satelit baru akan lebih akurat dan efisien dibandingkan pendahulunya. Menurut pengembangnya, “Resurs-P” akan memungkinkan untuk mempelajari evolusi iklim, memperoleh data ruang angkasa tentang proses skala besar di atmosfer dan di permukaan bumi, memantau situasi darurat, memprediksi gempa bumi, memberi tahu tentang tsunami, kebakaran. , tumpahan minyak dan banyak lagi.

Beras. Resurs-DK

Kosmos-1076 adalah satelit oseanografi khusus Soviet pertama. Ini adalah salah satu dari dua satelit yang berpartisipasi dalam eksperimen Ocean-E (yang kedua adalah Kosmos-1151). Keduanya dibuat berdasarkan pesawat luar angkasa tipe AUOS-3. Kepala desainer: V.M. Kovtunenko, B.E. Khmyrov, S.N. Konyukhov, V.I. Dranovsky. Data yang diperoleh satelit memungkinkan terciptanya database luar angkasa Soviet pertama di Samudra Dunia:18 Satelit ini dilengkapi dengan peralatan penginderaan jauh Bumi (ERS) tipe track.

Biro Desain Yuzhnoye

penelitian oseanografi

Peluncuran kendaraan

11K68 (“Topan-3”)

Landasan peluncuran

Plesetsk, peluncuran kompleks No.32/2

Deorbitasi

Spesifikasi

Elemen orbital

Jenis orbit

Subkutub

Suasana hati

Periode sirkulasi

Pusat

Perisenter

Monitor adalah serangkaian pesawat ruang angkasa kecil untuk penginderaan jarak jauh Bumi yang dibuat di Pusat Penelitian dan Produksi Luar Angkasa Negara yang dinamai demikian. M. V. Khrunichev berdasarkan platform luar angkasa terpadu "Yacht". Diasumsikan bahwa rangkaian tersebut akan terdiri dari satelit “Monitor-E”, “Monitor-I”, “Monitor-S”, “Monitor-O” yang dilengkapi dengan berbagai peralatan optik-elektronik dan “Monitor-R” yang dilengkapi dengan sistem radar. ." Saat ini Tidak ada satelit seri Monitor dalam program luar angkasa federal.

Monitor-E

Satelit seri pertama, Monitor-E (eksperimental), dirancang untuk menguji peralatan target baru dan sistem layanan platform Yachta. Satelit berbobot 750 kg ini dilengkapi dengan dua kamera beresolusi 8 m dalam mode pankromatik (satu saluran) dan 20 m dalam mode multisaluran (3 saluran). Gambar Monitor-E akan mencakup area berukuran 90 kali 90 km dan 160 kali 160 km. Kapasitas memori on-board adalah 50 gigabyte (2×25). Satelit ini dirancang dalam desain non-bertekanan, secara modular, yang memungkinkan, jika perlu, untuk memperluas kemampuan pesawat ruang angkasa karena peralatan tambahan. Peralatan target mampu mengirimkan informasi hampir secara real-time. Satelit tersebut dilengkapi dengan sistem propulsi listrik (EPS) yang menggunakan xenon sebagai fluida kerja EPS. Perkiraan masa aktif perangkat adalah 5 tahun.

Monitor-E diluncurkan pada 26 Agustus 2005 dari kosmodrom Plesetsk menggunakan kendaraan peluncuran Rokot. Satelit tersebut diluncurkan ke orbit sinkron matahari pada ketinggian 550 km. Setelah memasuki orbit, komunikasi dengan perangkat tidak dapat dilakukan karena kegagalan peralatan darat dari jalur kendali radio untuk peralatan di dalamnya. Komunikasi dengan satelit hanya dapat dilakukan setelah satu hari. Namun, pada tanggal 18 Oktober, perangkat mengalami masalah serius terkait dengan kontrolnya, setelah itu memasuki mode tidak berorientasi. Hal ini terjadi karena kegagalan sementara pada salah satu saluran meteran vektor kecepatan sudut giroskopik (GYVUS). Masalah ini segera teratasi, dan pada tanggal 23 November 2005, fungsi tautan radio untuk mentransmisikan gambar dari pesawat ruang angkasa telah diperiksa. Pada tanggal 26 November 2005, gambar pertama permukaan bumi diperoleh dari kamera dengan resolusi 20 meter, dan pada tanggal 30 November dilakukan pengujian kamera dengan resolusi 8 meter. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa pengoperasian pesawat ruang angkasa Monitor-E telah pulih sepenuhnya.

Pada tahun 2011, pengoperasian pesawat ruang angkasa dihentikan.

Program Landsat adalah proyek yang paling lama berjalan untuk memperoleh foto satelit planet Bumi. Satelit program pertama diluncurkan pada tahun 1972; terbaru, hingga saat ini, Landsat 7 - 15 April 1999. Peralatan yang dipasang pada satelit Landsat telah mengambil miliaran gambar. Citra yang diperoleh di Amerika Serikat dan dari stasiun data satelit di seluruh dunia menyediakan sumber daya unik untuk berbagai penelitian ilmiah di bidang pertanian, kartografi, geologi, kehutanan, intelijen, pendidikan, dan keamanan nasional. Misalnya, Landsat-7 menghasilkan gambar dalam 8 rentang spektral dengan resolusi spasial 15 hingga 60 m per titik; Frekuensi pengumpulan data untuk seluruh planet pada awalnya adalah 16 hari.

Pada tahun 1969, tahun penerbangan manusia ke Bulan, Pusat Penelitian Hughes Santa Barbara memulai pengembangan dan produksi tiga pemindai multispektral (MSS) pertama. Prototipe MSS pertama diproduksi dalam waktu 9 bulan, pada musim gugur tahun 1970, setelah itu diuji di kubah granit Half Dome di Taman Nasional Yosemite.

Desain optik asli MSS diciptakan oleh Jim Kodak, seorang insinyur sistem opto-mekanis yang juga merancang kamera optik pada misi Pioneer, yang merupakan instrumen optik pertama yang meninggalkan tata surya.

Ketika dibuat pada tahun 1966, program ini disebut Satelit Pengamatan Sumber Daya Bumi, namun pada tahun 1975 program tersebut diubah namanya. Pada tahun 1979, dengan Petunjuk Presiden 54, Presiden AS Jimmy Carter mengalihkan kendali program dari NASA ke NOAA, merekomendasikan pengembangan sistem jangka panjang dengan 4 satelit tambahan setelah Landsat 3, serta pengalihan program ke sektor swasta. . Hal ini terjadi pada tahun 1985 ketika tim dari Perusahaan Satelit Pengamatan Bumi (EOSAT), Hughes Aircraft dan RCA dipilih oleh NOAA untuk mengoperasikan sistem Landsat di bawah kontrak sepuluh tahun. EOSAT mengoperasikan Landsat 4 dan 5, memiliki hak eksklusif untuk menjual data yang dihasilkan oleh program tersebut, dan membangun Landsat 6 dan 7.

Foto satelit Kolkata dalam warna simulasi. Diambil oleh satelit Landsat 7 milik NASA.

Pada tahun 1989, ketika transisi program belum sepenuhnya selesai, NOAA telah menghabiskan anggarannya untuk program Landsat (NOAA tidak meminta pendanaan dan Kongres AS hanya mengalokasikan dana untuk setengah tahun fiskal) dan NOAA memutuskan untuk menutup Landsat 4. dan 5. . Ketua Dewan Antariksa Nasional yang baru, Wakil Presiden James Quayle, menarik perhatian pada situasi saat ini dan membantu program tersebut menerima dana darurat.

Pada tahun 1990 dan 1991, Kongres kembali memberikan dana kepada NOAA hanya untuk setengah tahun, sehingga lembaga lain yang menggunakan data yang dikumpulkan oleh program Landsat harus menyediakan setengah sisa dana yang dibutuhkan. Pada tahun 1992, upaya dilakukan untuk memulihkan pendanaan, namun pada akhir tahun EOSAT telah berhenti memproses data Landsat. Landsat 6 diluncurkan pada tanggal 5 Oktober 1993, namun hilang karena kecelakaan. Pemrosesan data dari Landsat 4 dan 5 dilanjutkan oleh EOSAT pada tahun 1994. Landsat 7 diluncurkan oleh NASA pada tanggal 15 April 1999.

Pentingnya program Landsat diakui oleh Kongres pada bulan Oktober 1992, dengan disahkannya Undang-Undang Kebijakan Penginderaan Jauh Pertanahan (Hukum Publik 102-555), yang memungkinkan kelanjutan pengoperasian Landsat 7 dan menjamin ketersediaan data dan gambar Landsat di harga serendah mungkin.harga untuk pengguna saat ini dan pengguna baru.

Peluncuran kronologi

Landsat-1 (awalnya ERTS-1, Earth Resources Technology Satellite -1) - diluncurkan 23 Juli 1972, berhenti beroperasi 6 Januari 1978

Landsat 7 - diluncurkan 15 April 1999, beroperasi. Sejak Mei 2003, modul Scan Line Corrector (SLC) telah gagal. Sejak September 2003, ini telah digunakan dalam mode tanpa koreksi garis pemindaian, yang mengurangi jumlah informasi yang diterima hingga 75% dari aslinya.

Detail teknis

Satelit berikutnya dalam program ini adalah Misi Kontinuitas Data Landsat. Peluncurannya dijadwalkan pada tahun 2012. Satelit baru ini sedang dibangun di Arizona oleh Orbital Sciences Corporation.

Penginderaan jauh:

Apa itu penginderaan jauh?

Penginderaan jauh bumi (ERS)- ini adalah pengamatan dan pengukuran karakteristik energi dan polarisasi radiasi itu sendiri dan yang dipantulkan dari unsur-unsur daratan, lautan, dan atmosfer bumi dalam berbagai rentang gelombang elektromagnetik, yang berkontribusi pada deskripsi lokasi, sifat, dan waktu. variabilitas parameter dan fenomena alam, sumber daya alam bumi, lingkungan, serta objek dan formasi antropogenik.

Ketika mempelajari permukaan bumi dengan menggunakan metode jarak jauh, sumber informasi tentang suatu benda adalah benda tersebut radiasi (intrinsik dan pantulan).
Radiasi juga terbagi menjadi alami dan buatan. Radiasi alami mengacu pada penerangan alami permukaan bumi oleh Matahari atau radiasi termal - radiasi bumi itu sendiri. Radiasi buatan adalah radiasi yang dihasilkan ketika suatu area disinari oleh sumber yang terletak pada pembawa perangkat terdaftar.

Radiasi terdiri dari gelombang elektromagnetik dengan panjang berbeda, spektrumnya bervariasi mulai dari sinar-x hingga emisi radio. Untuk studi lingkungan, digunakan bagian spektrum yang lebih sempit, dari gelombang optik hingga gelombang radio dengan rentang panjang 0,3 µm - 3 m.
Fitur penting penginderaan jauh adalah adanya media perantara antara benda dan alat perekam yang mempengaruhi radiasi: inilah ketebalan atmosfer dan kekeruhan.

Atmosfer menyerap sebagian sinar pantulan. Ada beberapa “jendela transparansi” di atmosfer yang memungkinkan gelombang elektromagnetik melewatinya dengan distorsi minimal.

Oleh karena itu, masuk akal untuk mengasumsikan bahwa semua sistem pencitraan hanya beroperasi pada rentang spektral yang sesuai dengan jendela transparansi.

Sistem penginderaan jauh

Saat ini ada kelas yang luas sistem penginderaan jauh, membentuk gambar permukaan dasar yang diteliti. Dalam kelas peralatan ini, beberapa subkelas dapat dibedakan, berbeda dalam rentang spektral radiasi elektromagnetik yang digunakan dan jenis penerima radiasi yang direkam, serta metode penginderaan (aktif atau pasif):

• fotografis dan sistem foto-televisi;
• sistem pemindaian untuk rentang tampak dan inframerah(televisi optik-mekanis dan optik-elektronik, radiometer pemindaian dan pemindai multispektral);
• sistem optik televisi;
• sistem radar tampak samping (RLSSO);
• memindai radiometer gelombang mikro.

Pada saat yang sama, pengoperasian dan pengembangan peralatan penginderaan jauh terus berlanjut, yang bertujuan untuk memperoleh karakteristik kuantitatif radiasi elektromagnetik, integral spasial atau lokal, tetapi tidak membentuk suatu gambar. Dalam kelas sistem penginderaan jauh ini, beberapa subkelas dapat dibedakan: radiometer non-scanning dan spektroradiometer, lidar.

Resolusi data penginderaan jauh: spasial, radiometrik, spektral, temporal

Jenis klasifikasi data penginderaan jauh ini dikaitkan dengan karakteristik yang bergantung pada jenis dan orbit pembawa, peralatan pencitraan dan menentukan skala, cakupan area, dan resolusi gambar.
Ada resolusi spasial, radiometrik, spektral, dan temporal, yang menjadi dasar klasifikasi data penginderaan jauh.

Resolusi spektral ditentukan oleh interval panjang gelombang karakteristik spektrum elektromagnetik yang sensitif terhadap sensor.
Yang paling banyak digunakan dalam metode penginderaan jauh dari luar angkasa adalah jendela transparansi yang sesuai dengan rentang optik (juga disebut cahaya), menggabungkan cahaya tampak (380...720 nm), inframerah-dekat (720...1300 nm) dan pertengahan- inframerah (1300... .3000 nm). Penggunaan wilayah panjang gelombang pendek dari spektrum tampak sulit dilakukan karena variasi yang signifikan dalam transmisi atmosfer dalam interval spektral ini tergantung pada parameter keadaannya. Oleh karena itu, praktis pada penginderaan jauh dari luar angkasa dalam rentang optik, digunakan rentang spektral dengan panjang gelombang melebihi 500 nm. Dalam rentang inframerah jauh (IR) (3...1000 µm) hanya ada tiga jendela transparansi yang relatif sempit: 3...5 µm, 8...14 µm dan 30...80 µm, yang mana sejauh ini dalam metode penginderaan jauh dari luar angkasa hanya dua metode pertama yang digunakan. Dalam rentang gelombang radio gelombang ultrapendek (1mm...10m) terdapat jendela transparansi yang relatif lebar dari 2 cm hingga 10 m.Dalam metode penginderaan jauh dari luar angkasa, bagian gelombang pendeknya (sampai 1m), disebut rentang frekuensi ultra-tinggi (microwave), digunakan.

Karakteristik rentang spektral

Daerah spektrum

Lebar wilayah spektral
Area terlihat, µm
zona warna
ungu	0.39-0.45
biru	0.45-0.48
biru	0.48-0.51
hijau	0.51-0/55
kuning hijau	0.55-0.575
kuning	0.575-0.585
oranye	0.585-0.62
merah	0.62-0.80
Daerah radiasi IR, µm
di dekat	0.8-1.5
rata-rata	1.5-3.0
jauh	>3.0
Daerah gelombang radio, cm
X	2.4-3.8
C	3.8-7.6
L	15-30
P	30-100

Resolusi spasial - Nilai yang mengkarakterisasi ukuran objek terkecil yang dapat dibedakan dalam gambar.

Klasifikasi gambar berdasarkan resolusi spasial:

• gambar beresolusi sangat rendah 10.000 - 100.000 m;
• gambar resolusi rendah 300 - 1.000 m;
• gambar resolusi sedang 50 - 200 m;
• Gambar resolusi tinggi:
  1. relatif tinggi 20 - 40 m;
  2. tinggi 10 - 20 m;
  3. sangat tinggi 1 - 10 m;
  4. gambar beresolusi sangat tinggi kurang dari 0,3 - 0,9 m.

Hubungan antara skala peta dan resolusi spasial gambar.

Sensor

Ukuran piksel

Skala yang mungkin

Landsat 7 ETM+

15 m

1:100 000

TITIK 1-4

10 m

1:100 000

IRS-1C dan IRS-1D

6 m

1:50 000

TITIK 5

5 m

1:25 000

ERO

1,8 m

1:10 000

panci OrbView-3

4 m

1:20 000

OrbView-3

1m

1:5 000

panci IKONOS

4 m

1:20 000

IKONOS*

1m

1:5 000

Panci QUICKBIRD

2,44 m

1:12 500

burung cepat

0,61 m

1:2 000

Resolusi radiometrik ditentukan oleh jumlah gradasi nilai warna yang sesuai dengan transisi dari kecerahan mutlak “hitam” ke mutlak “putih”, dan dinyatakan dalam jumlah bit per piksel gambar. Artinya, dalam kasus resolusi radiometrik 6 bit per piksel, kita mempunyai total 64 gradasi warna (2(6) = 64); dalam kasus 8 bit per piksel - 256 gradasi (2(8) = 256), 11 bit per piksel - 2048 gradasi (2(11) = 2048).

Resolusi sementara ditentukan oleh frekuensi perolehan gambar suatu area tertentu.

Metode pengolahan citra satelit

Metode pengolahan citra satelit dibagi menjadi metode pengolahan pendahuluan dan tematik.
Pemrosesan awal citra satelit adalah serangkaian operasi dengan gambar yang bertujuan menghilangkan berbagai distorsi gambar. Distorsi mungkin disebabkan oleh: peralatan perekam yang tidak sempurna; pengaruh atmosfer; gangguan yang terkait dengan transmisi gambar melalui saluran komunikasi; distorsi geometrik yang terkait dengan metode citra satelit; kondisi pencahayaan permukaan di bawahnya; proses pemrosesan fotokimia dan konversi gambar analog-ke-digital (saat bekerja dengan bahan fotografi) dan faktor lainnya.
Perawatan tematik citra luar angkasa adalah serangkaian operasi dengan gambar yang memungkinkan Anda mengekstrak informasi yang menarik dari sudut pandang pemecahan berbagai masalah tematik.

Tingkat pemrosesan data satelit.

Jenis pemrosesan

Tingkat pemrosesan

Isi operasi

Pemrosesan awal

Membongkar aliran bit berdasarkan perangkat dan saluran

Menghubungkan waktu di pesawat dengan waktu di darat

Normalisasi

Pembagian bingkai

Koreksi radiometrik sesuai lembar data sensor

Peringkat kualitas gambar (% piksel buruk)

Koreksi geometri sesuai lembar data sensor

Referensi geografis berdasarkan data orbit dan posisi sudut pesawat ruang angkasa

Referensi geografis berdasarkan informasi dari database GCP

Peringkat kualitas gambar (% tutupan awan)

Pemrosesan lintas industri standar

Konversikan ke proyeksi peta tertentu

Koreksi radiometrik penuh

Koreksi geometrik penuh

Pemrosesan tematik khusus

Pengeditan gambar (segmentasi, penggabungan, rotasi, penautan, dll.)

Peningkatan gambar (pemfilteran, operasi histogram, kontras, dll.)

Operasi pemrosesan spektral dan sintesis gambar multisaluran

Transformasi Gambar Matematika

Sintesis gambar multi-temporal dan multi-resolusi

Mengubah gambar menjadi ruang fitur dekripsi

Klasifikasi lanskap

Garis besar

Analisis spasial, pembentukan vektor dan lapisan tematik

Pengukuran dan perhitungan fitur struktur (luas, keliling, panjang, koordinat)

Pembentukan peta tematik