Tehnologije daljinskog otkrivanja Zemlje. Najnoviji i obećavajući sateliti za daljinsko istraživanje zemlje

Daljinsko ispitivanje Zemlje (ERS)- Posmatranje Zemljine površine vazduhoplovnim i svemirskim sredstvima opremljenim raznim vrstama opreme za snimanje. Radni opseg talasnih dužina koje prima oprema za snimanje kreće se od frakcija mikrometra (vidljivo optičko zračenje) do metara (radio talasi). Metode sondiranja mogu biti pasivne, odnosno korišćenjem prirodnog reflektovanog ili sekundarnog toplotnog zračenja objekata na površini Zemlje, usled sunčeve aktivnosti, i aktivne - korišćenjem stimulisanog zračenja objekata iniciranog veštačkim izvorom usmerenog delovanja. Podatke daljinske detekcije dobijene sa svemirskog broda (SC) karakteriše veliki stepen zavisnosti od prozirnosti atmosfere. Stoga letjelica koristi višekanalnu opremu pasivnog i aktivnog tipa, koja detektuje elektromagnetno zračenje u različitim rasponima.

Oprema za daljinsko otkrivanje prve svemirske letjelice lansirane 1960-ih-70-ih godina. bio je tračničkog tipa - projekcija mjerne površine na Zemljinu površinu bila je prava. Kasnije se pojavila i postala široko rasprostranjena oprema za daljinsko otkrivanje panoramskog tipa - skeneri, čija je projekcija mjernog područja na površini Zemlje traka.

Enciklopedijski YouTube

1 / 5

✪ Daljinsko istraživanje Zemlje iz svemira

✪ Daljinsko ispitivanje Zemlje

✪ Satelit za daljinsku detekciju "Resurs-P"

✪ Daljinsko istraživanje Zemlje iz svemira

✪ [IT predavanje]: Postoji li prostor izvan geostacionarne orbite? Izgledi za razvoj Sunčevog sistema.

Titlovi

generalni pregled

Daljinska detekcija je metoda dobivanja informacija o objektu ili fenomenu bez direktnog fizičkog kontakta s tim objektom. Daljinska detekcija je podskup geografije. U modernom smislu, pojam se uglavnom odnosi na tehnologije senzora u zraku ili svemiru u svrhu otkrivanja, klasifikacije i analize objekata na površini zemlje, kao i atmosfere i oceana, koristeći propagirane signale (na primjer, elektromagnetsko zračenje). Dijele se na aktivnu (signal prvi emituje letjelica ili svemirski satelit) i pasivnu daljinsku detekciju (snima se samo signal iz drugih izvora, poput sunčeve svjetlosti).

Aktivni uređaji, zauzvrat, emituju signal kako bi skenirali objekt i prostor, nakon čega je senzor u stanju da detektuje i izmjeri zračenje koje se odbija ili formira povratnim rasipanjem od strane osjetilne mete. Primjeri aktivnih daljinskih senzora su radar i lidar, koji mjere vremensko kašnjenje između emitiranja i registracije vraćenog signala, određujući tako lokaciju, brzinu i smjer objekta.

Daljinska detekcija pruža priliku za dobijanje podataka o opasnim, teško dostupnim i brzo pokretnim objektima, a takođe vam omogućava da vršite zapažanja na ogromnim površinama terena. Primjeri primjena daljinskog istraživanja uključuju praćenje krčenja šuma (na primjer, u basenu Amazone), stanja glečera na Arktiku i Antarktiku, mjerenje dubine okeana koristeći mnogo. Daljinska detekcija također zamjenjuje skupe i relativno spore metode prikupljanja informacija sa Zemljine površine, a istovremeno garantuje da ljudi ne ometaju prirodne procese u posmatranim područjima ili objektima.

Uz orbitirajuće svemirske letjelice, naučnici su u mogućnosti da prikupljaju i prenose podatke u različitim opsezima elektromagnetnog spektra, koji, u kombinaciji sa većim mjerenjima i analizama u zraku i na zemlji, pružaju potreban raspon podataka za praćenje trenutnih pojava i trendova, kao što je El. Niño i drugi prirodni fenomeni, kako kratkoročno tako i dugoročno. Daljinska detekcija je takođe od primenjenog značaja u oblasti geonauka (na primer, upravljanje prirodom), poljoprivrede (korišćenje i očuvanje prirodnih resursa), nacionalne bezbednosti (monitoring graničnih područja).

Tehnike prikupljanja podataka

Osnovni cilj multispektralnih studija i analize dobijenih podataka su objekti i teritorije koje emituju energiju, što ih omogućava razlikovanje od pozadine životne sredine. Kratak pregled satelitskih sistema daljinskog otkrivanja nalazi se u preglednoj tabeli.

Po pravilu, najbolje vrijeme za prikupljanje podataka iz daljinskih metoda je ljetno vrijeme (posebno, tokom ovih mjeseci sunce je pod najvećim uglom iznad horizonta i dužina dana je najduža). Izuzetak od ovog pravila je akvizicija podataka pomoću aktivnih senzora (npr. Radar, Lidar), kao i termalnih podataka u rasponu dugih talasnih dužina. U termoviziji, u kojoj senzori mjere toplinsku energiju, bolje je koristiti vremenski period kada je razlika između temperature tla i zraka najveća. Stoga je najbolje vrijeme za ove metode tokom hladnijih mjeseci, kao i nekoliko sati prije zore u bilo koje doba godine.

Osim toga, postoje i neka druga razmatranja koja treba uzeti u obzir. Uz pomoć radara, na primjer, nemoguće je dobiti sliku gole površine zemlje s debelim snježnim pokrivačem; isto se može reći i za lidar. Međutim, ovi aktivni senzori su neosetljivi na svetlost (ili nedostatak iste), što ih čini odličnim izborom za aplikacije na velikim geografskim širinama (na primer). Osim toga, i radar i lidar su sposobni (ovisno o korištenim valnim dužinama) da snime slike površine ispod krošnje šume, što ih čini korisnim za primjene u regijama s jakom vegetacijom. S druge strane, spektralne metode akvizicije podataka (i stereo i multispektralne metode) primjenjive su uglavnom u sunčanim danima; podaci prikupljeni u uslovima slabog osvetljenja obično imaju niske nivoe signala/šuma, što ih čini teškim za obradu i tumačenje. Osim toga, dok stereo slike mogu prikazati i identificirati vegetaciju i ekosisteme, ovom metodom (kao kod multispektralnog sondiranja) nije moguće prodrijeti u krošnje drveća i dobiti slike zemljine površine.

Primjena daljinske detekcije

Daljinska detekcija se najčešće koristi u poljoprivredi, geodeziji, karti, praćenju površine zemlje i okeana, kao i slojeva atmosfere.

Poljoprivreda

Uz pomoć satelita moguće je primati slike pojedinih polja, regiona i okruga sa određenom cikličnošću. Korisnici mogu dobiti vrijedne informacije o stanju zemljišta, uključujući identifikaciju usjeva, određivanje površine usjeva i status usjeva. Satelitski podaci se koriste za precizno upravljanje i praćenje rezultata poljoprivrede na različitim nivoima. Ovi podaci se mogu koristiti za optimizaciju farme i prostorno upravljanje tehničkim operacijama. Slike mogu pomoći u određivanju lokacije usjeva i stepena iscrpljenosti zemljišta, a zatim se mogu koristiti za razvoj i implementaciju plana tretmana za lokalnu optimizaciju upotrebe poljoprivrednih hemikalija. Glavne poljoprivredne primjene daljinskog istraživanja su sljedeće:

• vegetacija:
  • klasifikacija vrsta useva
  • procjena stanja usjeva (praćenje poljoprivrednih usjeva, procjena štete)
  • procjena prinosa
• tlo
  • prikaz karakteristika tla
  • prikaz tipa tla
  • erozije tla
  • vlažnost tla
  • mapiranje praksi obrade tla

Monitoring šumskog pokrivača

Daljinska detekcija se također koristi za praćenje šumskog pokrivača i identifikaciju vrsta. Mape dobijene na ovaj način mogu pokrivati ​​veliku površinu, a prikazuju detaljne mjere i karakteristike područja (vrsta drveća, visina, gustina). Koristeći podatke daljinske detekcije moguće je definirati i ocrtati različite vrste šuma, što bi bilo teško postići tradicionalnim metodama na površini tla. Podaci su dostupni u različitim razmjerima i rezolucijama kako bi odgovarali lokalnim ili regionalnim zahtjevima. Zahtjevi za detaljima prikaza terena zavise od obima studije. Za prikaz promjena u šumskom pokrivaču (tekstura, gustina listova) primijenite:

• multispektralne slike: podaci vrlo visoke rezolucije su potrebni za tačnu identifikaciju vrsta
• višekratne slike iste teritorije koriste se za dobijanje informacija o različitim sezonskim promjenama
• stereofotografije - za razlikovanje vrsta, procjenu gustine i visine stabala. Stereo fotografije pružaju jedinstven pogled na šumski pokrivač, dostupan samo putem tehnologije daljinskog detekcije.
• Radari se široko koriste u vlažnim tropima zbog svoje sposobnosti da snime slike u svim vremenskim uvjetima.
• Lidari omogućavaju dobijanje trodimenzionalne strukture šume, otkrivanje promjena visine zemljine površine i objekata na njoj. Lidar podaci pomažu u procjeni visine stabala, površine krošnje i broja stabala po jedinici površine.

Nadgledanje površine

Nadgledanje površine jedna je od najvažnijih i tipičnih primjena daljinskog istraživanja. Dobijeni podaci se koriste za utvrđivanje fizičkog stanja zemljine površine, kao što su šume, pašnjaci, površine puteva itd., uključujući i rezultate ljudskih aktivnosti, kao što su pejzaž u industrijskim i stambenim područjima, stanje poljoprivrednih površina, itd. itd. U početku bi trebalo uspostaviti sistem klasifikacije zemljišnog pokrivača, koji obično uključuje nivoe i klase zemljišta. Nivoe i klase treba razvijati uzimajući u obzir svrhu upotrebe (na nacionalnom, regionalnom ili lokalnom nivou), prostornu i spektralnu rezoluciju podataka daljinske detekcije, zahtjev korisnika i tako dalje.

Detekcija promjena u stanju zemljine površine neophodna je za ažuriranje karti zemljišnog pokrivača i racionalizaciju korištenja prirodnih resursa. Promjene se obično otkrivaju prilikom poređenja više slika koje sadrže više nivoa podataka i, u nekim slučajevima, kada se porede stare karte i ažurirane slike daljinskog istraživanja.

• sezonske promjene: poljoprivredno zemljište i listopadne šume mijenjaju se sezonski
• godišnja promjena: promjene površine zemljišta ili korištenja zemljišta, kao što su područja krčenja šuma ili urbanog širenja

Informacije o površini zemljišta i promene zemljišnog pokrivača su od suštinskog značaja za formulisanje i sprovođenje politika zaštite životne sredine i mogu se koristiti sa drugim podacima za obavljanje složenih proračuna (npr. rizici od erozije).

Geodezija

Prikupljanje geodetskih podataka iz zraka prvo je korišteno za otkrivanje podmornica i dobivanje podataka o gravitaciji koji se koriste za izradu vojnih karata. Ovi podaci su nivoi trenutnih perturbacija Zemljinog gravitacionog polja, koji se mogu koristiti za određivanje promjena u distribuciji Zemljinih masa, što zauzvrat može biti potrebno za razna geološka istraživanja.

Akustične i skoro akustične primjene

• Sonar: pasivni sonar, registruje zvučne talase koji dolaze od drugih objekata (brod, kit, itd.); aktivni sonar, emituje impulse zvučnih talasa i registruje reflektovani signal. Koristi se za otkrivanje, lociranje i mjerenje parametara podvodnih objekata i terena.
• Seizmografi su poseban mjerni uređaj koji se koristi za detekciju i snimanje svih vrsta seizmičkih valova. Uz pomoć seizmograma snimljenih na različitim mjestima određene teritorije moguće je odrediti epicentar potresa i izmjeriti njegovu amplitudu (nakon što se dogodio) poređenjem relativnih intenziteta i tačnog vremena oscilacija.
• Ultrazvuk: senzori ultrazvučnog zračenja koji emituju visokofrekventne impulse i bilježe reflektirani signal. Koristi se za otkrivanje talasa na vodi i određivanje nivoa vode.

Prilikom koordinacije niza opservacija velikih razmjera, većina sistema sondiranja ovisi o sljedećim faktorima: lokaciji platforme i orijentaciji senzora. Visokokvalitetni instrumenti sada često koriste informacije o položaju iz satelitskih navigacijskih sistema. Rotaciju i orijentaciju često određuju elektronski kompasi sa tačnošću od oko jedan do dva stepena. Kompasi mogu mjeriti ne samo azimut (tj. stepen odstupanja od magnetskog sjevera), već i visinu (odstupanje od nivoa mora), budući da smjer magnetskog polja u odnosu na Zemlju ovisi o geografskoj širini na kojoj se promatranje odvija. mjesto. Za precizniju orijentaciju potrebno je koristiti inercijalnu navigaciju, uz periodične korekcije različitim metodama, uključujući navigaciju po zvijezdama ili poznatim orijentirima.

Pregled glavnih instrumenata za daljinsko otkrivanje

• Radari se uglavnom koriste u kontroli zračnog saobraćaja, ranom upozoravanju, praćenju šumskog pokrivača, poljoprivredi i meteorološkim podacima velikih razmjera. Dopler radar koriste agencije za provođenje zakona za praćenje brzine vozila, kao i za dobijanje meteoroloških podataka o brzini i smjeru vjetra, lokaciji i intenzitetu padavina. Druge vrste primljenih informacija uključuju podatke o jonizovanom gasu u jonosferi. Interferometrijski radar sa umjetnom aperturom koristi se za dobijanje preciznih digitalnih modela elevacije velikih površina terena (vidi RADARSAT, TerraSAR-X, Magellan).
• Laserski i radarski visinomjeri na satelitima pružaju širok raspon podataka. Mjereći varijacije nivoa oceana uzrokovane gravitacijom, ovi instrumenti prikazuju karakteristike morskog dna s rezolucijom od oko jedne milje. Mjerenjem visine i talasne dužine oceanskih valova visinomjerima možete saznati brzinu i smjer vjetra, kao i brzinu i smjer površinskih oceanskih struja.
• Ultrazvučni (akustični) i radarski senzori se koriste za mjerenje razine mora, plime i oseke, određivanje smjera valova u obalnim morskim regijama.
• Tehnologija detekcije i dometa svetlosti (LIDAR) je dobro poznata po svojim vojnim primenama, posebno za navigaciju laserskih projektila. LIDAR se također koristi za otkrivanje i mjerenje koncentracije raznih hemikalija u atmosferi, dok se LIDAR u avionu može koristiti za mjerenje visine objekata i pojava na zemlji s većom preciznošću nego što se to može postići radarskom tehnologijom. Daljinsko ispitivanje vegetacije je također jedna od glavnih primjena LIDAR-a.
• Radiometri i fotometri su najčešće korišteni instrumenti. Oni hvataju reflektovano i emitovano zračenje u širokom frekventnom opsegu. Najčešći su vidljivi i infracrveni senzori, zatim mikrovalni, gama zraci i rjeđe ultraljubičasti senzori. Ovi instrumenti se takođe mogu koristiti za detekciju spektra emisije različitih hemikalija, dajući podatke o njihovoj koncentraciji u atmosferi.
• Stereo slike dobijene aerofotografijom često se koriste za otkrivanje vegetacije na površini Zemlje, kao i za izradu topografskih karata u razvoju potencijalnih ruta analizom slika terena, u kombinaciji sa modeliranjem ekoloških karakteristika dobijenih zemaljskim zasnovane metode.
• Multispektralne platforme kao što je Landsat aktivno se koriste od 1970-ih. Ovi instrumenti su korišćeni za generisanje tematskih mapa snimanjem slika u više talasnih dužina elektromagnetnog spektra (više spektra) i obično se koriste na satelitima za posmatranje Zemlje. Primjeri takvih misija uključuju program Landsat ili satelit IKONOS. Mape pokrivača i korišćenja zemljišta napravljene tematskim mapiranjem mogu se koristiti za istraživanje minerala, otkrivanje i praćenje korišćenja zemljišta, krčenja šuma i proučavanje zdravlja biljaka i useva, uključujući ogromne površine poljoprivrednog zemljišta ili šumske površine. Svemirske snimke iz programa Landsat regulatori koriste za praćenje parametara kvaliteta vode, uključujući Secchi dubinu, gustinu klorofila i ukupni fosfor. Vremenski sateliti se koriste u meteorologiji i klimatologiji.
• Metoda spektralnog snimanja proizvodi slike u kojima svaki piksel sadrži punu spektralnu informaciju, prikazujući uske spektralne opsege unutar kontinuiranog spektra. Uređaji za spektralno snimanje koriste se za rješavanje različitih problema, uključujući one koji se koriste u mineralogiji, biologiji, vojnim poslovima i mjerenju parametara okoliša.
• U okviru borbe protiv dezertifikacije, daljinska detekcija omogućava posmatranje područja koja su dugoročno ugrožena, utvrđivanje faktora dezertifikacije, procenu dubine njihovog uticaja i pružanje potrebnih informacija onima koji su odgovorni za donošenje odluka o preduzimanje odgovarajućih mera zaštite životne sredine.

Obrada podataka

Kod daljinske detekcije se u pravilu koristi obrada digitalnih podataka, jer se upravo u tom formatu trenutno primaju podaci daljinske detekcije. U digitalnom formatu lakše je obraditi i pohraniti informacije. Dvodimenzionalna slika u jednom spektralnom opsegu može se predstaviti kao matrica (dvodimenzionalni niz) brojeva ja (i, j), od kojih svaki predstavlja intenzitet zračenja koje senzor prima od elementa Zemljine površine, što odgovara jednom pikselu slike.

Slika se sastoji od n x m piksela, svaki piksel ima koordinate (i, j)- broj reda i broj kolone. Broj ja (i, j)- cijeli broj i naziva se nivo sive boje (ili spektralna svjetlina) piksela (i, j). Ako se slika dobije u nekoliko raspona elektromagnetnog spektra, tada je predstavljena trodimenzionalnom rešetkom koja se sastoji od brojeva I (i, j, k), gdje k- broj spektralnog kanala. Sa matematičke tačke gledišta, nije teško obraditi digitalne podatke dobijene u ovom obliku.

Da bi se pravilno reproducirala slika iz digitalnih zapisa koje dostavljaju tačke primanja informacija, potrebno je poznavati format zapisa (strukturu podataka), kao i broj redova i kolona. Koriste se četiri formata koji raspoređuju podatke na sledeći način:

• sekvenca zona ( Band Sequental, BSQ);
• zone koje se izmjenjuju u redovima ( Band Interleaved by Line, BIL);
• zone koje se izmjenjuju po pikselima ( Band Interleaved by Pixel, BIP);
• niz zona sa kompresijom informacija u datoteku koristeći metod grupnog kodiranja (na primjer, u jpg formatu).

AT BSQ-format svaka slika zone nalazi se u zasebnom fajlu. Ovo je zgodno kada nema potrebe da radite sa svim zonama odjednom. Jedna zona je laka za čitanje i vizualizaciju, slike zona mogu se učitati bilo kojim redoslijedom koji želite.

AT BIL-format podaci o zoni se upisuju u jedan fajl red po red, sa zonama koje se smenjuju u redovima: 1. red 1. zone, 1. red 2. zone, ..., 2. red 1. zone, 2. red 2. zone , itd. Ovaj unos je zgodan kada se sve zone analiziraju istovremeno.

AT BIP-format zonske vrijednosti spektralne svjetline svakog piksela pohranjuju se sekvencijalno: prvo vrijednosti prvog piksela u svakoj zoni, zatim vrijednosti drugog piksela u svakoj zoni, itd. Ovaj format je zove kombinovano. Pogodno je kada se vrši obrada slike u više zona po pikselu, na primjer, u algoritmima klasifikacije.

Grupno kodiranje koristi se za smanjenje količine rasterskih informacija. Takvi formati su pogodni za pohranjivanje velikih snimaka; da biste radili s njima, morate imati alat za raspakivanje podataka.

Datoteke slika obično dolaze sa sljedećim dodatnim informacijama u vezi sa slikama:

• opis datoteke podataka (format, broj redova i kolona, ​​rezolucija, itd.);
• statistički podaci (karakteristike raspodjele svjetline - minimalna, maksimalna i prosječna vrijednost, disperzija);
• podaci o projekciji karte.

Dodatne informacije se nalaze ili u zaglavlju slikovne datoteke ili u zasebnoj tekstualnoj datoteci s istim imenom kao i slikovna datoteka.

Prema stepenu složenosti razlikuju se sljedeći nivoi obrade CS-a koji se pružaju korisnicima:

• 1A je radiometrijska korekcija izobličenja uzrokovanih razlikama u osjetljivosti pojedinačnih senzora.
• 1B - radiometrijska korekcija na nivou obrade 1A i geometrijska korekcija sistematskih senzorskih izobličenja, uključujući panoramska izobličenja, izobličenja uzrokovana rotacijom i zakrivljenošću Zemlje, fluktuacije u visini satelitske orbite.
• 2A - korekcija slike na nivou 1B i korekcija u skladu sa datom geometrijskom projekcijom bez upotrebe kontrolnih tačaka na zemlji. Za geometrijsku korekciju koristi se globalni digitalni model elevacije ( DEM, DEM) sa korakom po zemlji od 1 km. Korištena geometrijska korekcija eliminiše sistematska izobličenja senzora i projektuje sliku u standardnu ​​projekciju ( UTM WGS-84), koristeći poznate parametre (podaci o satelitskim efemeridama, prostorni položaj, itd.).
• 2B - korekcija slike na nivou 1B i korekcija u skladu sa datom geometrijskom projekcijom pomoću kontrolnih tačaka tla;
• 3 - korekcija slike na nivou 2B plus korekcija korišćenjem DEM terena (orto-rektifikacija).
• S - korekcija slike pomoću referentne slike.

Kvalitet podataka dobivenih daljinskom detekcijom ovisi o njihovoj prostornoj, spektralnoj, radiometrijskoj i vremenskoj rezoluciji.

Prostorna rezolucija

Karakterizira ga veličina piksela (na površini Zemlje), snimljenog u rasterskoj slici - obično varira od 1 do 4000 metara.

Spektralna rezolucija

Landsat podaci uključuju sedam opsega, uključujući infracrvene, u rasponu od 0,07 do 2,1 µm. Hyperion senzor Earth Observing-1 je sposoban da snimi 220 spektralnih opsega od 0,4 do 2,5 µm, sa spektralnom rezolucijom od 0,1 do 0,11 µm.

Radiometrijska rezolucija

Broj nivoa signala koje senzor može registrirati. Obično varira od 8 do 14 bita, što daje od 256 do 16,384 nivoa. Ova karakteristika takođe zavisi od nivoa buke u instrumentu.

Privremena dozvola

Frekvencija satelita koji prolazi preko područja od interesa. To je vrijedno u proučavanju serija slika, na primjer, u proučavanju dinamike šuma. U početku je serijska analiza rađena za potrebe vojne obavještajne službe, posebno za praćenje promjena u infrastrukturi i kretanja neprijatelja.

Za kreiranje tačnih mapa zasnovanih na podacima daljinskog istraživanja potrebna je transformacija kako bi se eliminisala geometrijska izobličenja. Slika Zemljine površine sa uređajem usmjerenim točno prema dolje sadrži neiskrivljenu sliku samo u središtu slike. Kako se krećete prema rubovima, udaljenosti između tačaka na slici i odgovarajućih udaljenosti na Zemlji postaju sve različite. Korekcija takvih izobličenja vrši se u procesu fotogrametrije. Od ranih 1990-ih, većina komercijalnih satelitskih snimaka prodata je već ispravljena.

Osim toga, može biti potrebna radiometrijska ili atmosferska korekcija. Radiometrijska korekcija konvertuje diskretne nivoe signala, kao što su 0 do 255, u njihove prave fizičke vrednosti. Atmosferska korekcija eliminiše spektralna izobličenja izazvana prisustvom atmosfere.

U okviru NASA programa za posmatranje Zemlje, formulisani su nivoi obrade podataka daljinskog istraživanja:

Nivo	Opis
0	Podaci koji dolaze direktno sa uređaja, bez dodatnih troškova (sinhronizovani okviri, zaglavlja, ponavljanja).
1a	Rekonstruisani podaci uređaja sa vremenskim markerima, radiometrijskim koeficijentima, efemeridama (orbitalnim koordinatama) satelita.
1b	Podaci nivoa 1a pretvoreni u fizičke jedinice.
2	Izvedene geofizičke varijable (visina okeanskog talasa, vlažnost tla, koncentracija leda) sa istom rezolucijom kao i podaci Tier 1.
3	Varijable prikazane u univerzalnoj prostorno-vremenskoj skali, eventualno dopunjene interpolacijom.
4	Podaci dobijeni kao rezultat proračuna na osnovu prethodnih nivoa.

Obuka i edukacija

U većini visokoškolskih ustanova, daljinska detekcija se predaje na odsjecima za geografiju. Relevantnost daljinske detekcije stalno raste u savremenom informatičkom društvu. Ova disciplina je jedna od ključnih tehnologija avio-industrije i od velike je ekonomske važnosti - na primjer, novi TerraSAR-X i RapidEye senzori se stalno razvijaju, a potražnja za kvalificiranom radnom snagom također stalno raste. Osim toga, daljinska detekcija ima izuzetno velik utjecaj na svakodnevni život, od izvještavanja o vremenu do klimatskih promjena i predviđanja prirodnih katastrofa. Na primjer, 80% njemačkih studenata koristi Google Earth; samo u 2006. godini program je preuzet 100 miliona puta. Međutim, studije pokazuju da samo mali dio ovih korisnika ima temeljno znanje o podacima s kojima rade. Trenutno postoji ogroman jaz u znanju između upotrebe i razumijevanja satelitskih snimaka. Nastava o principima daljinske detekcije je veoma površna u velikoj većini obrazovnih institucija, uprkos hitnoj potrebi za poboljšanjem kvaliteta nastave ovog predmeta. Mnogi od kompjuterskih softverskih proizvoda posebno dizajniranih za proučavanje daljinskog istraživanja još uvijek nisu uvedeni u obrazovni sistem, uglavnom zbog svoje složenosti. Stoga, u mnogim slučajevima, ova disciplina ili uopće nije uključena u nastavni plan i program, ili ne uključuje predmet iz naučne analize analognih slika. U praksi, predmet daljinske detekcije zahtijeva konsolidaciju fizike i matematike, kao i visok nivo kompetentnosti u korištenju alata i tehnika osim jednostavne vizualne interpretacije satelitskih snimaka.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru/

1. Osnovni koncepti daljinske detekcije Zemlje. Shema daljinske detekcije

zemaljska geodetska daljinska detekcija

Daljinsko ispitivanje Zemlje (ERS) - dobijanje informacija o površini Zemlje i objektima na njoj, atmosferi, okeanu, gornjem sloju zemljine kore beskontaktnim metodama, pri čemu se uređaj za snimanje uklanja iz predmet istraživanja na znatnoj udaljenosti.

Fizička osnova daljinske detekcije je funkcionalni odnos između registrovanih parametara sopstvenog ili reflektovanog zračenja objekta i njegovih biogeofizičkih karakteristika i prostornog položaja.

Daljinska detekcija se koristi za proučavanje fizičkih i hemijskih svojstava objekata.

Postoje dva međusobno povezana pravca u daljinskom detektiranju

Prirodne nauke (istraživanje na daljinu)

Inženjering (udaljene metode)

daljinsko očitavanje

tehnike daljinske detekcije

Predmet daljinske detekcije kao nauke su prostorno-vremenska svojstva i odnosi prirodnih i socio-ekonomskih objekata, koji se manifestuju direktno ili indirektno u sopstvenom ili reflektovanom zračenju, daljinski snimljenim iz svemira ili iz vazduha u vidu dvo- dimenzionalna slika - snimak.

Metode daljinske detekcije baziraju se na korištenju senzora koji se postavljaju na svemirske letjelice i registruju elektromagnetno zračenje u formatima koji su mnogo pogodniji za digitalnu obradu, i to u mnogo širem opsegu elektromagnetnog spektra.

U daljinskom detekciji koriste se infracrveni opseg reflektovanog zračenja, termalni infracrveni i radio opseg elektromagnetnog spektra.

Proces prikupljanja podataka daljinske detekcije i njihovo korištenje u geografskim informacionim sistemima (GIS).

2. Vrste svemirskih istraživanja

Svemirska fotografija zauzima jedno od vodećih mjesta među raznim metodama daljinskog istraživanja. Izvodi se korišćenjem:

* umjetni sateliti Zemlje (ISS),

* međuplanetarne automatske stanice,

* dugotrajne orbitalne stanice,

* svemirski brod s posadom.

Tab. Glavne svemirske luke koje se koriste za lansiranje geodetskih satelita.

Svemirski sistemi (kompleksi) za praćenje okoline uključuju (i izvode):

1. Satelitski sistemi u orbiti (kontrolni centar misije i istraživanja),

2. Prijem informacija preko zemaljskih prijemnih tačaka, relejnih satelita,

3. Čuvanje i distribucija materijala (centri za primarnu obradu, arhive slika). Razvijen je sistem za pronalaženje informacija koji osigurava akumulaciju i sistematizaciju materijala primljenih sa umjetnih Zemljinih satelita.

Orbite svemirskih letjelica.

Orbite nosača su podijeljene u 3 tipa:

* ekvatorijalni,

* polarni (pol),

* kosi.

Orbite se dijele na:

* kružno (tačnije, blizu kružnog). Satelitski snimci dobijeni sa svemirskog nosača koji se kretao po kružnoj orbiti imaju približno istu skalu.

* eliptični.

Orbite se također razlikuju po položaju u odnosu na Zemlju ili Sunce:

* geosinhroni (u odnosu na Zemlju)

* heliosinhroni (u odnosu na Sunce).

Geosinhroni - svemirski brod se kreće ugaonom brzinom jednakom brzini Zemljine rotacije. Ovo stvara efekat svemirskog nosača koji "lebdi" u jednoj tački, što je pogodno za kontinuirana istraživanja iste površine zemljine površine.

Heliosinhroni (ili sunce-sinhroni) - svemirska letjelica prolazi preko određenih područja zemljine površine u isto lokalno vrijeme, što se koristi u proizvodnji višestrukih istraživanja pod istim svjetlosnim uvjetima. Heliosinhrone orbite - orbite, pri snimanju sa kojih sunčevo osvjetljenje zemljine površine (visina Sunca) ostaje praktički nepromijenjeno prilično dugo (skoro tokom sezone). To se postiže na sljedeći način. Kako se ravan bilo koje orbite, pod uticajem nesferičnosti Zemlje, malo odvija (precesira), ispada da je izborom određenog omjera nagiba i visine orbite moguće postići da se veličina precesije jednaka je dnevnoj rotaciji Zemlje oko Sunca, odnosno oko 1° dnevno. Među orbitama u blizini Zemlje moguće je stvoriti samo nekoliko Sunčevo sinhronih orbita, čiji je nagib uvijek obrnut. Na primjer, na visini orbite od 1000 km, nagib bi trebao biti 99°.

Vrste snimanja.

Snimanje svemira se izvodi različitim metodama (sl. „Klasifikacija svemirskih snimaka po spektralnim opsezima i tehnologiji snimanja“).

Prema prirodi pokrivenosti zemljine površine satelitskim snimcima, mogu se razlikovati sljedeća istraživanja:

* pojedinačna fotografija,

* ruta,

* uočavanje,

* globalno snimanje.

Pojedinačno (selektivno) fotografisanje obavljaju astronauti sa ručnim kamerama. Slike se obično dobijaju u perspektivi sa značajnim uglovima nagiba.

Snimanje rute zemljine površine vrši se duž putanje satelita. Širina staze snimanja zavisi od visine leta i ugla gledanja sistema za snimanje.

Ciljano (selektivno) snimanje je dizajnirano da dobije slike posebno određenih područja zemljine površine udaljene od puta.

Globalno snimanje se vrši sa geostacionarnih satelita i satelita u polarnoj orbiti. sateliti. Četiri do pet geostacionarnih satelita u ekvatorijalnoj orbiti omogućavaju praktično kontinuirano snimanje malih panoramskih slika cijele Zemlje (svemirske patrole) osim polarnih kapa.

svemirska slika

Vazdušna slika je dvodimenzionalna slika stvarnih objekata, koja se dobija prema određenim geometrijskim i radiometrijskim (fotometrijskim) zakonima daljinskom registracijom svetlosti objekata i namenjena je proučavanju vidljivih i skrivenih objekata, pojava i procesa u okruženju. svijeta, kao i da odredi njihov prostorni položaj.

Svemirska slika po svojim geometrijskim svojstvima se suštinski ne razlikuje od fotografije iz vazduha, ali ima karakteristike povezane sa:

* fotografisanje sa velikih visina,

* i velike brzine.

Vazdušna fotografija se izvodi u vidljivom i nevidljivom opsegu elektromagnetnih talasa, gde:

1. fotografski - vidljivi domet;

2. nefotografski - vidljivi i nevidljivi rasponi, gdje:

· vidljivi opseg – spektrometrijski se zasniva na razlici u spektralnim koeficijentima refleksije geoloških objekata. Rezultati se bilježe na magnetnoj vrpci i označavaju na karti. Moguća je upotreba filmskih i foto kamera;

Nevidljivi domet: radar (radiotermalni RT i radarski radar), ultraljubičasti UV, infracrveni IR, optoelektronski (skener), laser (lidar).

Vidljivo i blisko infracrveno područje. Najpotpunija količina informacija dobija se u najrazvijenijim vidljivim i bliskim infracrvenim područjima. Vazdušna i svemirska istraživanja u vidljivom i bliskom infracrvenom opsegu talasnih dužina izvode se korišćenjem sledećih sistema:

* televizija,

* fotografski,

* optoelektronsko skeniranje,

3. Fotografski sistemi

Trenutno postoji široka klasa sistema daljinskog otkrivanja

formiranje slike donje površine koja se proučava.Unutar ove klase opreme može se izdvojiti nekoliko podklasa koje se razlikuju po spektralnom opsegu korišćenog elektromagnetnog zračenja i vrsti detektovanog prijemnika zračenja, takođe prema aktivnoj ili pasivnoj metodi. (fotografski i fototelevizijski sistemi sondiranja: skenirajući sistemi vidljivog i IC opsega, televizijski optičko-mehanički i optičko-elektronski skenirajući radiometri i multispektralni skeneri; televizijski optički sistemi: bočni radarski sistemi (RLSBO);

Fotografske slike Zemljine površine dobijaju se sa svemirskih letelica i orbitalnih stanica sa ljudskom posadom ili sa automatskih satelita.

vidljivost Pokrivanje velikih površina jednim snimkom U zavisnosti od vrste opreme koja se koristi i fotografskih filmova, fotografisanje se može izvesti u čitavom vidljivom opsegu elektromagnetnog spektra u njegovim pojedinačnim zonama, kao i u bliskom IR (infracrvenom) opsegu

Obim snimanja zavisi od dva najvažnija parametra visine snimanja i žižne daljine sočiva - U zavisnosti od nagiba optičke ose, svemirske kamere vam omogućavaju da dobijete planirane i perspektivne slike zemljine površine. koristi se fotografska oprema visoke rezolucije koja vam omogućava da dobijete (CS) sa preklapanjem od 60% ili više - Spektralni opseg fotografisanja pokriva vidljivi dio bliske infracrvene zone (do 0,86 mikrona). Dobro poznati nedostaci fotografske metode povezani su s potrebom da se film vrati na Zemlju i njegovom ograničenom zalihama na brodu. Međutim, fotografsko snimanje je trenutno najinformativnija vrsta snimanja iz svemira - optimalna veličina otiska je 18x18 cm, što je, kako iskustvo pokazuje, u skladu s fiziologijom ljudskog vida, omogućavajući vam da vidite cijelu sliku u isto vrijeme topografska referenca kontrolnih tačaka sa tačnošću od 0,1 mm ili više. Za instalaciju foto šema koriste se samo planirani CS-ovi

Da bi se CS koji obično obećava na više nivoa doveo do planiranog, koristi se poseban proces koji se naziva transformacija.

4. Televizijski sistemi

TV i slike skenera. Televizijska i skenerska fotografija omogućavaju sistematsko dobijanje slika i njihovo prenošenje na Zemlju na prijemnim stanicama. Koristi se osoblje i sistemi za skeniranje. U prvom slučaju radi se o minijaturnoj televizijskoj kameri u kojoj se optička slika koju konstruira sočivo na ekranu pretvara u oblik električnih signala i prenosi na tlo preko radio kanala - U drugom slučaju, okretno ogledalo skener na brodu hvata svjetlosni tok reflektiran od Zemlje, koji ulazi u fotomultiplikator. Pretvoreni signali skenera se prenose na Zemlju preko radio kanala. Na prijemnim stanicama se snimaju kao slike. Vibracije ogledala formiraju linije slike, kretanje nosača omogućava vam da akumulirate linije i formirate sliku. Televizijske i skenerske slike mogu se prenositi u realnom vremenu, tj. tokom prolaska satelita preko subjekta. Efikasnost je obilježje ove metode. Međutim, kvalitet slika je nešto lošiji od fotografskih. Rezolucija slika skenera određena je elementom za skeniranje i trenutno je 80-30 m. Slike ovog tipa se razlikuju po linijsko-mrežastoj strukturi koja je uočljiva samo kada se zumiraju slike visoke rezolucije. Slike skenera velike pokrivenosti imaju značajna geometrijska izobličenja. Skenirane slike se primaju u digitalnom obliku, što olakšava kompjutersku obradu.

Snimanje televizije i skenera vrši se sa meteoroloških satelita i resursnih satelita LandSat, Meteor-Priroda, Resource 0. U verziji sa više zona.

Zemljine orbite sa visinom od 600-1400 km., skale od 1:10,000,000 do 1:1,000,000 i 1:100,000 sa rezolucijom od 1-2 km do 30 m. LandSat, na primjer, ima 4 spektralna opsega snimanja u vidljivom dijelu i blizu infracrvenog opsega sa rezolucijom od 30 m. "Meteor-Priroda" skeneri vam omogućavaju da dobijete male (1,5 km), srednje (230 m) i visoke rezolucije do 80-40 m, Resurs -0 srednji (170 m) i visoki (40 m) skeneri.

Višeelementne CCD slike. Dalje povećanje rezolucije sa brzinom snimanja povezano je sa uvođenjem elektronskih kamera. Koriste višeelementne linearne i matrične prijemnike zračenja, koji se sastoje od nabojno spregnutih uređaja (elementa detektora osetljivog na svetlost). Linearni niz detektora implementira red snimaka, akumulaciju redova zbog kretanja nosača. (slično skeneru), ali bez oscilirajućih ogledala i veće rezolucije. Slike resursa visoke rezolucije (40m) Resurs i francuski SPOT satelit, do 10 m. U fototeleviziji, fotografisanje fotoaparatom (što rezultira dobrim kvalitetom) i prenos putem televizijskih kanala - Tako se kombinuju prednosti fotografije sa visokom rezolucijom i brzom isporukom slika.

5. Sistemi skenera

Trenutno se za snimanja iz svemira najčešće koriste multispektralne (multispektralne) kamere. optičko-mehanički sistemi - skeneri instalirani na satelitima za različite namjene. Uz pomoć skenera formiraju se slike koje se sastoje od mnogih odvojenih, uzastopno dobivenih elemenata. Izraz "skeniranje" znači skeniranje slike pomoću elementa za skeniranje (oscilirajuće ili rotirajuće ogledalo), koji skenira element po element preko pomicanja nosača i šalje fluks zračenja do sočiva, a zatim do senzora tačke koji pretvara svjetlosnog signala u električni.

Ovaj električni signal se putem komunikacijskih kanala šalje prijemnim stanicama. Slika terena dobija se kontinuirano na traci sastavljenoj od pruga – skenova, presavijenih pojedinačnim elementima – pikseli. Slike skenera mogu se dobiti u svim spektralnim opsezima, ali su vidljivi i IR opseg posebno efikasni. Prilikom snimanja zemljine površine uz pomoć sistema za skeniranje, formira se slika čiji svaki element odgovara svjetlini zračenja područja koje se nalazi unutar trenutnog vidnog polja. Slika skenera je naručeni paket podataka o svjetlini koji se preko radio kanala prenosi na Zemlju, koji se snima na magnetnu traku (u digitalnom obliku), a zatim se može konvertirati u oblik okvira. Najvažnije karakteristike skenera su ugao skeniranja (gledanja) i trenutni ugao gledanja, čija veličina određuje širinu snimljene trake i rezoluciju. U zavisnosti od veličine ovih uglova, skeneri se dele na tačne i geodetske. Za precizne skenere ugao skeniranja je smanjen na ±5°, a za geodetske skenere povećan je na ±50°. Vrijednost rezolucije je obrnuto proporcionalna širini snimljenog pojasa. Skener nove generacije, nazvan "tematski kartograf", koji je bio opremljen američkim satelitima, dobro se pokazao

Landsat 5 i Landsat 7. Skener tipa “tematski maper” radi u sedam opsega sa rezolucijom od 30m u vidljivom opsegu spektra i 120m u IC opsegu. Ovaj skener daje veliki protok informacija, čija obrada zahtijeva više vremena; s tim u vezi usporava se brzina prenosa slike (broj piksela na slikama dostiže više od 36 miliona na svakom od kanala). Uređaji za skeniranje mogu se koristiti ne samo za dobijanje slika Zemlje, već i za mjerenje radijacionih skenirajućih radiometara, i skenirajućeg zračenja - spektrometara.

6. Laserski sistemi za skeniranje

Prije samo deset godina bilo je vrlo teško i zamisliti da će stvoriti uređaj koji bi mogao izvršiti do pola miliona složenih mjerenja u jednoj sekundi. Danas se takvi uređaji ne samo stvaraju, već se i vrlo široko koriste.

Laserski sistemi za skeniranje – već je teško bez njih u mnogim industrijama, kao što su rudarstvo, industrija, topografska istraživanja, arhitektura, arheologija, građevinarstvo, monitoring, modeliranje gradova i još mnogo toga.

Osnovni tehnički parametri zemaljskih laserskih skenera su brzina, tačnost i opseg mjerenja. Izbor modela u velikoj mjeri ovisi o vrsti posla i objekata na kojima će se skeneri koristiti. Na primjer, u velikim kamenolomima bolje je koristiti uređaje s povećanom preciznošću i dometom. Za arhitektonske radove sasvim je dovoljan domet od 100-150 metara, ali je potreban uređaj s preciznošću od 1 cm. Ako govorimo o brzini rada, onda u ovom slučaju, što je više, to bolje, naravno.

U posljednje vrijeme tehnologija laserskog skeniranja na zemlji sve se više koristi za rješavanje inženjerskih geodetskih problema u različitim oblastima građevinarstva i industrije. Rastuća popularnost laserskog skeniranja posljedica je niza prednosti koje nova tehnologija pruža u odnosu na druge metode mjerenja. Među prednostima, želio bih istaknuti glavne: povećanje brzine rada i smanjenje troškova rada. Pojava novih, produktivnijih modela skenera, poboljšanje softverskih mogućnosti, omogućava nam da se nadamo daljem proširenju opsega zemaljskog laserskog skeniranja.

Prvi rezultat skeniranja je oblak tačaka, koji nosi maksimum informacija o objektu koji se proučava, bilo da se radi o zgradi, inženjerskoj konstrukciji, arhitektonskom spomeniku itd. Koristeći oblak tačaka u budućnosti, moguće je riješiti različite probleme:

Dobivanje trodimenzionalnog modela objekta;

Dobivanje crteža, uključujući crteže presjeka;

Identifikacija nedostataka i različitih dizajna u poređenju sa projektnim modelom;

· određivanje i vrednovanje vrednosti deformacije putem poređenja sa prethodno izvršenim merenjima;

Dobijanje topografskih planova metodom virtuelnog snimanja.

Prilikom snimanja složenih industrijskih objekata tradicionalnim metodama, izvođači se često suočavaju sa činjenicom da se određena mjerenja propuste tokom rada na terenu. Obilje kontura, veliki broj pojedinačnih objekata dovode do neizbježnih grešaka. Materijali dobijeni laserskim skeniranjem nose potpunije informacije o temi. Prije početka procesa skeniranja, laserski skener snima panoramske fotografije, što značajno povećava informativnost dobivenih rezultata.

Tehnologija zemaljskog laserskog skeniranja, koja se koristi za kreiranje trodimenzionalnih modela objekata, topografskih planova kompleksno opterećenih teritorija, značajno povećava produktivnost rada i smanjuje vremenske troškove. Razvoj i implementacija novih tehnologija za izradu geodetskih radova oduvijek su se provodili u cilju smanjenja vremena terenskih radova. Sa sigurnošću se može reći da je lasersko skeniranje u potpunosti usklađeno s ovim principom.

Tehnologija zemaljskog laserskog skeniranja je u stalnom razvoju. To se odnosi i na unapređenje dizajna laserskih skenera, te razvoj softverskih funkcija koje se koriste za upravljanje uređajima i obradu dobijenih rezultata.

7. Stefan-Boltzmann zakon

Zagrijana tijela zrače energiju u obliku elektromagnetnih valova različitih dužina. Kada kažemo da je tijelo "usijano", to znači da je njegova temperatura dovoljno visoka da se toplotno zračenje pojavi u vidljivom, svjetlosnom dijelu spektra. Na atomskom nivou, zračenje postaje posljedica emisije fotona pobuđenih atoma. Zakon koji opisuje zavisnost energije toplotnog zračenja od temperature dobijen je na osnovu analize eksperimentalnih podataka austrijskog fizičara Josefa Stefana, a teorijski je potkrijepio i Austrijanac Ludwig Boltzmann.

Da biste razumjeli kako ovaj zakon funkcionira, zamislite atom koji emituje svjetlost u utrobi Sunca. Svjetlost odmah apsorbira drugi atom, ponovo emituje - i tako se prenosi duž lanca od atoma do atoma, zbog čega je cijeli sistem u stanju energetske ravnoteže. U ravnotežnom stanju, svjetlost strogo određene frekvencije apsorbira jedan atom na jednom mjestu istovremeno sa emisijom svjetlosti iste frekvencije od strane drugog atoma na drugom mjestu. Kao rezultat toga, intenzitet svjetlosti svake valne dužine spektra ostaje nepromijenjen.

Temperatura unutar Sunca opada kako se udaljavate od njegovog centra. Stoga, dok se krećete prema površini, spektar svjetlosnog zračenja odgovara višim temperaturama od temperature okoline. Kao rezultat toga, pri ponovljenoj emisiji, prema Stefan-Boltzmannom zakonu, doći će do nje na nižim energijama i frekvencijama, ali će se istovremeno, zbog zakona održanja energije, emitovati veći broj fotona. Dakle, dok stigne do površine, spektralna raspodjela će odgovarati temperaturi površine Sunca (oko 5.800 K), a ne temperaturi u centru Sunca (oko 15.000.000 K). Energija koja dolazi na površinu Sunca (ili na površinu bilo kojeg vrućeg objekta) ostavlja je u obliku zračenja. Stefan-Boltzmannov zakon nam samo govori šta je energija zračenja. Ovaj zakon je napisan ovako:

gdje je T temperatura (u kelvinima), a y Boltzmanova konstanta. Iz formule se može vidjeti da kako temperatura raste, svjetlina tijela ne samo da se povećava, već se povećava u mnogo većoj mjeri. Udvostručite temperaturu i osvjetljenje će se povećati 16 puta!

Dakle, prema ovom zakonu, svako tijelo koje ima temperaturu iznad apsolutne nule zrači energiju. Pa zašto se, pitamo se, nisu sva tijela već dugo vremena ohladila na apsolutnu nulu? Zašto se, recimo, vaše tijelo, neprestano zračeći toplotnu energiju u infracrvenom opsegu, karakterističnom za temperaturu ljudskog tijela (nešto više od 300 K), ne hladi?

Odgovor na ovo pitanje je zapravo dva dijela. Prvo, hranom dobijate energiju spolja, koja se u procesu metaboličke asimilacije kalorija hrane od strane organizma pretvara u toplotnu energiju, koja nadoknađuje izgubljenu energiju vašeg tela u skladu sa Stefan-Boltzmanovim zakonom. Mrtva toplokrvna životinja se vrlo brzo hladi na temperaturu okoline, jer prestaje opskrba energijom njenog tijela.

Još važnija je, međutim, činjenica da se zakon primjenjuje na sva tijela bez izuzetka s temperaturom iznad apsolutne nule. Stoga, kada svoju toplotnu energiju dajete okolini, ne zaboravite da tijela kojima dajete energiju - na primjer, namještaj, zidovi, zrak - zauzvrat zrače toplinsku energiju, a ona se prenosi na vas. Ako je okolina hladnija od vašeg tijela (kao što je najčešće slučaj), njeno toplotno zračenje nadoknađuje samo dio toplinskih gubitaka vašeg tijela, a deficit nadoknađuje unutrašnjim resursima. Ako je temperatura okoline blizu ili viša od vaše tjelesne temperature, nećete se moći riješiti viška energije koja se oslobađa u vašem tijelu tokom metabolizma putem zračenja. A onda na scenu stupa drugi mehanizam. Počinjete se znojiti, a zajedno s kapljicama znoja, višak topline napušta vaše tijelo kroz kožu.

U gornjoj formulaciji Stefan-Boltzmannov zakon se primjenjuje samo na apsolutno crno tijelo, koje apsorbira svo zračenje koje pada na njegovu površinu. Prava fizička tijela apsorbiraju samo dio energije zraka, a ostatak se reflektuje od njih, međutim, obrazac prema kojem je specifična snaga zračenja s njihove površine proporcionalna T 4, u pravilu je također očuvan u ovom slučaju , međutim, u ovom slučaju, Boltzmannova konstanta mora biti zamijenjena drugim koeficijentom , koji će odražavati svojstva stvarnog fizičkog tijela. Takve konstante se obično određuju eksperimentalno.

8. Istorija razvoja metoda daljinske detekcije

Nacrtane slike - Fotografije - fototeodolitsko snimanje tla - Aerofotografije - metode iz zraka - Koncept daljinske detekcije pojavio se u 19. vijeku - Kasnije se daljinska detekcija počela koristiti u vojnom polju za prikupljanje informacija o neprijatelju i donošenje strateških odluka - Nakon Drugog svetskog rata, daljinska detekcija je počela da se koristi za posmatranje životne sredine i procenu razvoja teritorija, kao i u civilnoj kartografiji.

Šezdesetih godina XX veka, pojavom svemirskih raketa i satelita, daljinska detekcija je otišla u svemir -1960 - lansiranje izviđačkih satelita u okviru programa CORONA, ARGON i LANYARD. -Program Merkur - primljene slike Zemlje. Projekat Gemini (1965-1966) - sistematsko prikupljanje podataka daljinskog istraživanja. Program Apolo (1968-1975) - daljinsko istraživanje zemljine površine i spuštanje čovjeka na Mjesec - Lansiranje svemirske stanice Skylab (1973-1974), - istraživanje zemaljskih resursa. Letovi svemirskih šatlova (1981). Dobivanje višezonskih slika u rezoluciji od 100 metara u vidljivom i bliskom infracrvenom opsegu pomoću devet spektralnih kanala.

9. Elementi orijentacije prostornih slika

Položaj slike u trenutku fotografisanja određuju tri elementa unutrašnje orijentacije - žižna daljina kamere f, koordinate x0, y0 glavne tačke o (slika 1) i šest elemenata spoljne orijentacije - koordinate centra projekcije S - XS, YS, ZS, uzdužni i poprečni uglovi nagiba slike b i u i ugao rotacije h.

Postoji veza između koordinata tačke objekta i njegove slike na slici:

gdje su X, Y, Z i XS, YS, ZS koordinate tačaka M i S u sistemu OXYZ; X", Y", Z" - koordinate tačke m u sistemu SXYZ paralelno sa OXYZ, izračunate iz koordinata ravnine x i y:

a1 \u003d cos bcosch - sinbsinschsinch

a2 \u003d - cossinch - sinbsin schcosch

a3 \u003d - sinacos u

b2 = cosschcosch (3)

c1 \u003d sinbcosch + cosbsinschsinch,

c2 \u003d - sinbcosch + cosbsinschcosch,

Smjer kosinus.

Formule za vezu između koordinata tačke M objekta (slika 2) i koordinata njegovih slika m1 i m2 na stereoparu P1 - P2 imaju oblik:

BX, BY i BZ - projekcije baze B na koordinatne osi. Ako su poznati elementi vanjske orijentacije stereopara, tada se koordinate točke objekta mogu odrediti formulom (4) (metoda direktne resekcije). Koristeći jednu sliku, položaj tačke objekta može se pronaći u konkretnom slučaju kada je objekat ravan, na primjer, ravan teren (Z = const). Koordinate x i y tačaka slike se mjere pomoću monokomparatora ili stereokomparatora. Elementi unutrašnje orijentacije poznati su iz rezultata kalibracije kamere, a elementi spoljašnje orijentacije mogu se odrediti prilikom fotografisanja objekta ili tokom fototriangulacije (pogledajte Fototriangulacija). Ako su elementi vanjske orijentacije slike nepoznati, tada se koordinate točke objekta pronalaze pomoću referentnih tačaka (metoda resekcije). Referentna tačka - konturna tačka objekta identifikovanog na slici, čije su koordinate dobijene kao rezultat geodetskih mjerenja ili fototriangulacije. Pomoću resekcije prvo odredite elemente relativne orijentacije slika P1 - P2 (slika 3) - b "1, h" 1, a "2, y" 2, h "2 u S1X"Y"Z " sistem; čija se X osa poklapa sa osnovom, a Z osa leži u glavnoj bazalnoj ravni S1O1S2 slike P1. Zatim se u istom sistemu izračunavaju koordinate tačaka modela. Konačno, korištenjem sidrišta, prijelaz. od koordinata tačke modela do koordinata tačke objekta.

Elementi relativne orijentacije omogućavaju vam da postavite slike u istu poziciju u odnosu jedna na drugu koju su zauzele prilikom fotografisanja objekta. U ovom slučaju, svaki par odgovarajućih zraka, na primjer S1m1 i S2m2, seku se i formiraju tačku (m) modela. Skup zraka koji pripadaju slici naziva se ligament, a centar projekcije - S1 ili S2 - naziva se vrh ligamenta. Veličina modela ostaje nepoznata jer udaljenost S1S2 između vrhova ligamenata se bira proizvoljno. Odgovarajuće tačke stereopara m1 i m2 nalaze se u istoj ravni koja prolazi kroz bazu S1S2.

Pod pretpostavkom da su poznate približne vrijednosti elemenata relativne orijentacije, jednačinu (6) možemo predstaviti u linearnom obliku:

a db1" + b db2" + s dsch2" + d dch1" + e dch2" + l = V, (7)

gdje su db1",... e dm2" korekcije približnih vrijednosti nepoznatih, a,...,e su parcijalni izvod funkcije (6) u odnosu na varijable b1",... h2", l je vrijednost funkcije (6) izračunata iz meni poznatih približnih vrijednosti. Za određivanje elemenata relativne orijentacije mjere se koordinate najmanje pet tačaka stereopara, a zatim se sastavljaju jednačine (7) i rješavaju metodom uzastopnih aproksimacija. Koordinate tačaka modela izračunavaju se prema formulama (4), proizvoljno birajući dužinu baze B i pretpostavljajući

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

U ovom slučaju, prostorne koordinate tačaka m1 i m2 nalaze se po formulama (2), a kosinusi pravca nalaze se po formulama (3): za sliku P1, elementima b1",

a za snimak P2 po elementima b2", w2", h2".

Prema X" Y" Z" koordinatama, tačke modela određuju koordinate tačke objekta:

gdje je t imenilac skale modela. Kosinusi pravca se dobijaju formulama (3), zamenjujući umesto uglova b, u i h uzdužni ugao modela o, poprečni ugao modela z i ugao rotacije modela u.

Za određivanje sedam elemenata vanjske orijentacije modela - Objavljeno na http://www.allbest.ru/

O, z, u, t - napraviti jednačine (8) za tri ili više referentnih tačaka i riješiti ih. Koordinate kontrolnih tačaka pronalaze se geodetskim metodama ili metodom fototriangulacije. Skup tačaka objekta, čije su koordinate poznate, čini digitalni model objekta, koji služi za izradu karte i rješavanje različitih inženjerskih problema, na primjer, za pronalaženje optimalne rute puta. Pored analitičkih metoda za obradu slika koriste se i analogne, bazirane na upotrebi fotogrametrijskih uređaja - fototransformatora, stereografa, stereoprojektora itd.

Prorezane i panoramske fotografije, kao i fotografije dobijene primjenom radarskih, televizijskih, infracrveno-termalnih i drugih sistema snimanja značajno proširuju mogućnosti fotografskog snimanja, posebno u svemirskim istraživanjima. Ali nemaju jedinstven centar za projekciju, a njihovi vanjski orijentacijski elementi se kontinuirano mijenjaju u procesu snimanja, što otežava korištenje takvih slika u svrhe mjerenja.

10. Svojstva vazduhoplovnih slika

Vazdušno-svemirski snimci su glavni rezultat avio-svemirskih istraživanja, koja koriste različite avijacije i svemirske medije. Ovo je dvodimenzionalna slika stvarnih objekata, koja je dobivena prema određenim geometrijskim i radiometrijskim (fotometrijskim) zakonima daljinskom registracijom svjetline objekata i namijenjena je proučavanju vidljivih i skrivenih objekata, pojava i procesa okolnog svijeta, kao i da odredi njihov prostorni položaj. Vazdušna istraživanja se dele na pasivna, koja omogućavaju registraciju reflektovanog sunčevog ili Zemljinog zračenja; aktivni, u kojem se vrši registracija reflektiranog umjetnog zračenja. Raspon razmjera aerokosmičkih slika: od 1:1000 do 1:100,000,000

Najčešći razmjeri: fotografije iz zraka 1:10.000 - 1:50.000, prostor - 1:200.000 - 1:10.000.000.

Vazdušne slike: analogne (obično fotografske), digitalne (elektronske). Slika digitalnih fotografija se formira od zasebnih identičnih elemenata - piksela (od engleskog elementa slike - pxel); svjetlina svakog piksela karakterizira jedan broj. Svojstva vazduhoplovnih slika: Grafička, Radiometrijska (fotometrijska), Geometrijska.

Vizuelna svojstva karakterišu sposobnost fotografija da reprodukuju fine detalje, boje i tonske gradacije objekata.

Radiometrijske svjedoče o tačnosti kvantitativne registracije svjetline objekata snimkom.

Geometrijski karakterišu mogućnost određivanja veličina, dužina i površina objekata i njihovog relativnog položaja sa slika.

11. Pomicanje tačaka na satelitskom snimku

Prednosti svemirske fotografije. Leteći satelit ne doživljava vibracije i oštre fluktuacije, stoga se satelitski snimci mogu dobiti s višom rezolucijom i visokim kvalitetom slike od fotografija iz zraka. Slike se mogu digitalizirati za naknadnu kompjutersku obradu.

Nedostaci satelitskih snimaka: informacije se ne mogu automatski obraditi bez preliminarnih transformacija. Tokom svemirske fotografije, tačke se pomeraju (pod uticajem zakrivljenosti Zemlje), njihova vrednost na ivicama slike dostiže 1,5 mm. Konstantnost skale je narušena unutar slike, razlika između kojih na rubovima i u centru slike može biti veća od 3%.

Nedostatak fotografije je njena neefikasnost, tk. kontejner sa filmom se spušta na Zemlju najviše jednom u nekoliko sedmica. Stoga se fotografski satelitski snimci rijetko koriste u operativne svrhe, već predstavljaju informaciju dugoročne upotrebe.

Kao što znate, snimak je centralna projekcija terena, a topografska karta je ortogonalna. Horizontalna slika ravne površine odgovara ortogonalnoj projekciji, odnosno projekciji ograničenog dijela topografske karte. S tim u vezi, ako pretvorite kosu sliku u horizontalnu sliku date skale, tada će položaj kontura na slici odgovarati položaju kontura na topografskoj karti date razmjere. Teren također uzrokuje pomicanje tačaka na slici u odnosu na njihov položaj na ortogonalnoj projekciji odgovarajuće skale.

12. Faze daljinske detekcije i analize podataka

Stereo snimanje.

Snimanje u više zona. Hiperspektralna fotografija.

Višestruko pucanje.

Multilevel shooting.

Multipolarno snimanje.

Kombinovana metoda.

Interdisciplinarna analiza.

Tehnika dobijanja materijala za daljinsko ispitivanje

Vazduhoplovna fotografija se izvodi u prozorima atmosferske transparentnosti koristeći zračenje u različitim spektralnim opsezima – svjetlosnom (vidljivom, bliskom i srednjem infracrvenom), termičkom infracrvenom i radio opsezima.

Fotografija

Visok stepen vidljivosti, pokrivenost velikih površina jednom slikom.

Fotografisanje u celom vidljivom opsegu elektromagnetnog spektra, u njegovim pojedinačnim zonama, kao i u bliskom IR (infracrvenom) opsegu.

Razmjer snimanja ovisi o

Shooting Heights

Žižna daljina sočiva.

U zavisnosti od nagiba optičke ose, dobijanje planskih i perspektivnih snimaka zemljine površine.

COP sa preklapanjem od 60% ili više. Spektralni opseg fotografisanja pokriva vidljivi dio bliske infracrvene zone (do 0,86 mikrona).

Snimanje skenerom

Najčešće se koriste multispektralni optičko-mehanički sistemi - skeneri instalirani na satelitima različite namjene.

Slike koje se sastoje od mnogih pojedinačnih, uzastopno stečenih elemenata.

"skeniranje" - skeniranje slike pomoću elementa za skeniranje koji skenira područje element po element preko kretanja nosača i šalje fluks zračenja do sočiva, a zatim do senzora tačke koji pretvara svjetlosni signal u električni. Ovaj električni signal se putem komunikacijskih kanala šalje prijemnim stanicama. Slika terena dobija se kontinuirano na traci sastavljenoj od pruga – skenova, presavijenih pojedinačnim elementima – pikseli.

Snimanje skenerom

Slike skenera mogu se dobiti u svim spektralnim opsezima, ali su vidljivi i IR opseg posebno efikasni.

Najvažnije karakteristike skenera su ugao skeniranja (gledanja) i trenutni ugao gledanja, čija veličina određuje širinu snimljene trake i rezoluciju. U zavisnosti od veličine ovih uglova, skeneri se dele na tačne i geodetske.

Za precizne skenere ugao skeniranja je smanjen na ±5°, a za geodetske skenere povećan je na ±50°. Vrijednost rezolucije je obrnuto proporcionalna širini snimljenog pojasa.

Radarsko istraživanje

Dobivanje slika zemljine površine i objekata koji se nalaze na njoj, bez obzira na vremenske prilike, danju i noću, zahvaljujući principu aktivnog radara.

Tehnologija je razvijena 1930-ih godina.

Radarsko istraživanje Zemlje vrši se u nekoliko sekcija opsega talasnih dužina (1 cm - 1 m) ili frekvencija (40 GHz - 300 MHz).

Priroda slike na radarskoj slici zavisi od odnosa talasne dužine i veličine nepravilnosti terena: površina može biti hrapava ili glatka do različitog stepena, što se manifestuje u intenzitetu povratnog signala i, shodno tome, u svjetlina odgovarajućeg područja na slici. termičko snimanje

Bazira se na detekciji termičkih anomalija fiksiranjem toplotnog zračenja Zemljinih objekata usled endogene toplote ili sunčevog zračenja.

Infracrveni opseg spektra elektromagnetnih oscilacija uslovno je podeljen na tri dela (u mikronima): blizu (0,74-1,35), srednje (1,35-3,50), daleko (3,50-1000).

Solarna (vanjska) i endogena (unutrašnja) toplina zagrijavaju geološke objekte na različite načine. IC zračenje, prolazeći kroz atmosferu, selektivno se apsorbuje, pa se termalna fotografija može vršiti samo u oblastima gde se nalaze takozvani "prozori transparentnosti" - mesta gde se IR zraci prenose.

Empirijski su identifikovana četiri glavna prozora transparentnosti (u mikronima): 0,74-2,40; 3.40-4.20; 8,0-13,0; 30,0-80,0.

svemirske slike

Tri glavna načina za prijenos podataka sa satelita na Zemlju.

Direktan prijenos podataka do zemaljske stanice.

Primljeni podaci se pohranjuju na satelit, a zatim se sa određenim vremenskim zakašnjenjem prenose na Zemlju.

Korišćenje sistema geostacionarnih komunikacionih satelita TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System).

13. ERDAS IMAGINE kompleti za dostavu

ERDAS IMAGINE je jedan od najpopularnijih geoprostornih softverskih proizvoda na svijetu. ERDAS IMAGINE kombinuje u moćnom softveru prilagođenom korisniku mogućnosti obrade i analize raznih rasterskih i vektorskih geoprostornih informacija, omogućavajući vam da kreirate proizvode kao što su georeferencirane slike koje su pretrpele poboljšane transformacije, ortomozaici, mape klasifikacije vegetacije, klipovi za letove u "virtuelni svijet", vektorske karte dobivene kao rezultat obrade zračnih i svemirskih snimaka.

IMAGINE Essentials je proizvod početnog nivoa koji sadrži osnovne alate za vizualizaciju, korekciju i mapiranje. Omogućava korištenje grupne obrade.

IMAGINE Advantage uključuje sve karakteristike IMAGINE Essentials. Osim toga, pruža naprednu spektralnu obradu, analizu promjena, ortokorekciju, mozaik, analizu slike. Omogućava paralelnu grupnu obradu.

IMAGINE Professional uključuje sve karakteristike IMAGINE Advantage. Osim toga, nudi skup naprednih alata za obradu spektralnih, hiperspektralnih i radarskih podataka, kao i prostorno modeliranje. Uključuje ERDAS ER Mapper.

Dodatni moduli, kao što su SAR Interferometrija, IMAGINE Objective i drugi, proširuju funkcionalnost softverskog paketa, čineći ga univerzalnim alatom za rad sa geoprostornim informacijama.

14. Digitalni podaci. Šematski prikaz pretvaranja sirovih podataka u vrijednosti piksela

Digitalni podaci u procesu skeniranja senzorom generiraju električni signal, čiji intenzitet varira ovisno o svjetlini površine zemljine površine. Kod snimanja u više zona, odvojeni nezavisni signali odgovaraju različitim spektralnim opsezima. Svaki takav signal se kontinuirano mijenja u vremenu, a za kasniju analizu mora se pretvoriti u skup numeričkih vrijednosti. Za pretvaranje kontinuiranog analognog signala u digitalni oblik, on se dijeli na dijelove koji odgovaraju jednakim intervalima uzorkovanja (slika 11). Signal unutar svakog intervala opisuje se samo prosječnom vrijednošću njegovog intenziteta, stoga se gube sve informacije o varijacijama signala u ovom intervalu. Dakle, vrijednost intervala uzorkovanja je jedan od parametara o kojem direktno ovisi rezolucija senzora. Također treba napomenuti da se za digitalne podatke obično bira ne apsolutna, već relativna skala svjetline, stoga ovi podaci ne odražavaju prave radiometrijske vrijednosti dobivene za datu scenu.

15. Projektovanje inženjerskog sistema

Prilikom projektovanja bilo kog sistema koje je napravio čovek, uključujući i informacione sisteme, pre svega, oni određuju ciljeve koje treba postići, kao i prioritetne zadatke koje treba rešiti tokom rada sistema.

Hajde da definišemo glavni cilj projekta GIS "Caspian" na sledeći način: stvaranje višenamenskog, višekorisničkog sistema operativnih informacionih usluga za centralne i lokalne vlasti, državna tela za kontrolu životne sredine, agenciju za vanredne situacije i njene odeljenja, naftu i preduzeća gasne industrije, kao i druge službene ili privatne organizacije i lica. zainteresovani za rešavanje teritorijalnih problema regiona.

Prioritetni zadaci se mogu formulisati na osnovu kratkog opisa teritorije. Po našem mišljenju, ti zadaci su sljedeći:

kartiranje prirodnih struktura i objekata sa analizom i opisom geoloških, pejzažnih i drugih teritorijalnih obrazaca;

tematsko kartiranje infrastrukture naftne i plinske industrije s prilično preciznim osvrtom na topografsku osnovu i pejzažne, geomorfološke, ekološke karte obale;

operativna kontrola i prognoza dinamike obalne crte sa analizom teritorijalnih problema koji se javljaju u ovom slučaju (uništenje brana, plavljenje naftnih bušotina, uklanjanje izlijevanja nafte u more, kontaminacija obalnog područja naftom i dr.);

praćenje stanja leda, posebno u oblastima na kojima se nafta proizvodi sa morskih platformi.

Na osnovu liste prioritetnih zadataka, formulišemo suštinske zahteve za sistem:

u prvoj fazi implementacije sistema koristiti raspoložive prostore NOAA/AVHRR i TERRA/MODIS i, shodno tome, pratiti procese velikih i srednjih razmera - termalna polja, ledeni pokrivači, vodene površine. Predvidjeti mogućnost razvoja sistema korištenjem aktivnih (RADARSAT-1, 2 ERS-1) i pasivnih (Landsat-7. SPOT-4,1RS) snimanja visoke rezolucije;

Sistem treba da omogući prijem, arhiviranje i obradu podataka sa kopna dobijenih kako na mreži agrometeoroloških stanica tako i na podsatelitskim poligonima i poligonima. Sastav opreme se određuje u zavisnosti od problema koji se rešava;

*Ekspediciona posmatranja sa zemlje i aviona takođe mogu poslužiti kao dodatni izvor informacija. Ovisno o opremi ovih ekspedicija, informacije se mogu primati online ili nakon kancelarijske obrade.

Sistemske sporazume o pristupu informacijama, uslovima njihovog čuvanja, cenama primarnih i obrađenih podataka itd. treba izraditi zajedno sa zainteresovanim ministarstvima, regionalnim i okružnim akimatima i drugim državnim potrošačima podataka za praćenje. Projektom sistema mora biti predviđena mogućnost uključivanja odgovarajućih upravljačkih i servisnih programa.

Ovi osnovni zahtjevi definiraju granice preko kojih projektant nema pravo. Međutim, primjećujemo da što je ovaj okvir uži, što su ograničenja stroža, to je lakše dizajnirati i programirati. Stoga, kompetentni dizajner teži bliskoj interakciji s kupcem prilikom izrade tehničkih specifikacija.

Svrsishodnost stvaranja ovakvog sistema dokazana je brojnim primjerima efektivne upotrebe GIS-a u rješavanju različitih teritorijalnih problema. Posebnost ovog rada je projektovanje i implementacija GIS praćenja i modeliranja teritorijalnih procesa na teritoriji koja se razmatra, uzimajući u obzir postojeću infrastrukturu informacionih tehnologija.

U prvoj fazi formulisaćemo minimalne obavezne uslove koji se primenjuju na informacioni (tačnije, na bilo koji tehnogeni) sistem kako bi se osigurala njegova „održivost“. Sistem može funkcionisati i efikasno se razvijati ako:

njegova funkcionalna namjena zadovoljava potrebe sredine (po pravilu i sistema) u koju je uronjen;

njegova struktura nije u suprotnosti sa arhitekturom sistema sa kojima je u interakciji;

njegova struktura nije interno kontradiktorna i ima visok stepen fleksibilnosti i modifikacije;

procedure koje su u njemu ugrađene kombinuju se na efikasan način u tehnološke lance koji odgovaraju opštoj tehnološkoj šemi funkcionisanja sistema;

njegovo smanjenje ili proširenje ne dovodi do uništenja strukture, a svaka faza "životnog ciklusa" sistema, svaka njegova verzija se koristi za obavljanje

relevantne funkcije.

Navedeni uslovi za efikasnost tehnogenih sistema mogu biti

ilustrovano mnogim primerima. Ova stanja posebno jasno pokazuju tzv. monitoring sistemi. Među njima, moćan sistem praćenja, Svjetska meteorološka služba, je upečatljiv primjer.

16. Metode dešifriranja

Prilikom dešifriranja radarske svemirske slike, bez obzira na odabranu metodu, potrebno je:

otkriti cilj ili terenski objekt na slici;

identificirati cilj ili objekt terena;

analizirati otkriveni cilj ili objekt terena i utvrditi njihove kvantitativne i kvalitativne karakteristike;

rezultate dekodiranja rasporediti u obliku grafičkog ili tekstualnog dokumenta.

U zavisnosti od uslova i mesta realizacije, interpretacija radarskih slika se može podeliti na terensku, aerovizuelnu, kamernu i kombinovanu.

Zero decryption

U interpretaciji terena, dekoder direktno na tlu se vodi karakterističnim i lako prepoznatljivim objektima terena i, upoređujući konture objekata sa njihovim radarskim slikama, rezultate identifikacije s konvencionalnim znakovima stavlja na fotografiju ili topografsku kartu.

Prilikom interpretacije terena, usput, direktnim mjerenjima, određuju se numeričke i kvalitativne karakteristike objekata (karakteristike vegetacije, vodnih tijela, objekata uz njih, karakteristike naselja itd.). Istovremeno, objekti koji nisu prikazani na slici zbog svoje male veličine ili zato što nisu postojali u trenutku snimanja mogu se ucrtati na sliku ili kartu. Prilikom terenske interpretacije posebno se ili slučajno kreiraju standardi (ključevi), uz pomoć kojih se u budućnosti, u kancelarijskim uslovima, olakšava identifikacija objekata istog tipa terena.

Nedostaci terenske interpretacije slika su njena mukotrpnost u smislu vremena i troškova, te složenost njene organizacije.

Aerovizuelna interpretacija aerokosmičkih slika

U posljednje vrijeme u praksi aerofotografije sve se više koristi aerovizualna metoda dešifriranja aerofotografija. Ova metoda se može uspješno primijeniti u dešifriranju radarskih slika terena.

Suština aerovizualne metode je identifikacija slika objekta iz aviona ili helikoptera. Posmatranje se može vršiti preko optičkih i infracrvenih uređaja. Aerovizualna interpretacija radarskih slika može povećati produktivnost i smanjiti troškove interpretacije na terenu.

Podaci dobijeni kao rezultat interpretacije ove slike omogućit će nam da odredimo lokaciju izvora zagađenja i procijenimo njihov intenzitet (Sl. 12).

Kameralna interpretacija aerokosmičkih snimaka

U kameralnoj interpretaciji slika identifikacija objekata i njihova interpretacija vrši se bez poređenja slika sa prirodom, proučavanjem slika objekata prema njihovim dekodirajućim osobinama. Kameralna interpretacija slika ima široku primjenu u izradi konturnih radarskih karata, ažuriranju topografskih karata, geološkim istraživanjima, te pri ispravljanju i dopuni kartografskog materijala u teško dostupnim područjima.

Međutim, kameralna interpretacija ima značajan nedostatak - nemoguće je u potpunosti dobiti sve potrebne informacije o tom području. Osim toga, rezultati kameralne interpretacije slika ne odgovaraju vremenu interpretacije, već trenutku snimanja. Stoga se čini vrlo svrsishodnim kombinirati kameralnu i terensku ili zračnu vizualnu interpretaciju slika, odnosno njihovu kombinaciju.

Uz kombinovanu interpretaciju slika, glavni posao na detekciji i identifikaciji objekata obavlja se u kancelarijskim uslovima, a na terenu ili u letu se izvode i identifikuju oni objekti ili njihove karakteristike koje se u ordinaciji ne mogu identifikovati.

Dešifriranje kamere podijeljeno je na dvije metode:

direktno ili poluinstrumentalno dešifriranje;

instrumentalno dekodiranje.

Direktna metoda dešifriranja

Direktnom metodom dekodiranja, izvođač vizualno, bez uređaja ili uz pomoć uređaja za uveličavanje, ispituje sliku i na osnovu dekodirajućih osobina slike i svog iskustva identifikuje i interpretira objekte.

Kod direktne metode dešifrovanja slika, instrumenti koji se koriste su pomoćni, poboljšavajući uslove posmatranja. Neki uređaji omogućavaju dešifriranju da odredi kvantitativne karakteristike dešifrovanih objekata. Ali glavnu ulogu u otkrivanju, prepoznavanju i tumačenju igra osoba.

Pomoćni uređaji i alati obuhvataju komplete lupa sa različitim uvećanjima, merne skale, stereoskope, paralakse lenjire, paralaksometre, specijalne uređaje za interpretaciju, projekcijska platna, televizijske i elektrooptičke zatvorene sisteme koji poboljšavaju uslove za dešifrovanje slika.

17. Distorzija satelitskih snimaka

Analiza podsistema realne svemirske slike dovodi do zaključka da se izvori izobličenja (šuma) u satelitskim snimcima mogu predstaviti sa tri podsistema faktora distorzije:

greške u radu opreme za snimanje i snimanje;

"šumovi" okoline širenja elektromagnetnog zračenja i karakteristike površine objekta snimanja;

mijenjanje orijentacije medija tokom snimanja.

Takva sistematizacija omogućava razvoj strategije za proučavanje i ispravljanje izobličenja satelitske slike, jer dovodi do sljedećih zaključaka:

priroda izobličenja uzrokovanih izvorima drugog i trećeg tipa sa manjim modifikacijama, uglavnom u vezi sa spektralnim opsegom koji se koristi, biće ista za sve sisteme snimanja. Iz tog razloga, takva izobličenja se mogu proučavati apstrahiranjem u određenoj mjeri od određene vrste opreme za snimanje;

priroda distorzija uzrokovanih izvorima prve grupe utvrđuje se sveobuhvatnim proučavanjem opreme, te je potrebno razviti metode za njeno kalibriranje i kontrolu tokom rada u orbiti, što bi trebalo da omogući ispravljanje većine distorzija uzrokovanih nesavršeno funkcionisanje opreme.

Faktori izobličenja se također mogu podijeliti prema načinu na koji se uzimaju u obzir distorzije uzrokovane ovim ili onim izvorom buke:

faktori čiji se uticaj relativno jednostavno i sa dovoljnom preciznošću može uzeti u obzir uvođenjem korekcija koordinata tačaka na slici, a te korekcije se izračunavaju prema konačnim matematičkim formulama;

faktori, čije razmatranje zahteva korišćenje savremenih metoda matematičke statistike i teorije obrade merenja.

U stranim publikacijama o satelitskim snimcima ovi podsistemi faktora distorzije nazivaju se predvidljivim, odnosno mjerljivim, odnosno zahtijevaju mjerenja i matematičku i statističku obradu svojih rezultata.

...

Slični dokumenti

Praćenje objekata naselja: suština i zadaci, informaciona podrška. Savremeni sistemi daljinske detekcije: avijacija, svemir, zemlja. Upotreba zračnih i svemirskih snimanja u praćenju objekata naselja.

teze, dodato 15.02.2017


Prednosti metoda daljinske detekcije Zemlje iz svemira. Vrste snimanja, metode obrade slika. Vrste procesa erozije i njihova manifestacija na svemirskim slikama. Praćenje procesa filtracije i plavljenja iz industrijskih taložnika.

seminarski rad, dodan 07.05.2015


Izvođenje istraživanja hidrografskih objekata. Zahtjevi za opremu za daljinsko istraživanje Zemlje pri geoekološkim istraživanjima naftno-gasnog kompleksa. Karakteristike opreme za snimanje instalirane na svemirskoj letjelici.

seminarski rad, dodan 15.03.2016


Osobitosti dekodiranja podataka daljinske detekcije za potrebe strukturno-geomorfološke analize. Genetski tipovi zona akumulacije nafte i gasa i njihova interpretacija. Shema strukturno-geomorfološke interpretacije Ilovlinskog polja.

sažetak, dodan 24.04.2012


Dekodiranje - analiza materijala iz zraka i svemira kako bi se iz njih izvukle informacije o površini Zemlje. Dobijanje informacija direktnim posmatranjem (kontaktna metoda), nedostaci metode. Klasifikacija dekodiranja.

prezentacija, dodano 19.02.2011


Primijenjeni problemi riješeni uz pomoć metoda i sredstava daljinske detekcije. Proračun parametara premjera za upravljanje zemljištem i katastar zemljišta. Osnovni zahtjevi za tačnost rezultata interpretacije pri izradi baznih karata zemljišta.

kontrolni rad, dodano 21.08.2015


Razlozi za korištenje metode dekodiranja slike. Uticaj glečera na prirodu planete. Procjena Zemljinih resursa snijega i leda iz svemira. Vrijednost satelitskih snimaka. Faze programa "svemirske pomoći". Potreba za rekreativnim kartama.

sažetak, dodan 17.11.2011


Metode za proučavanje okeana i mora iz svemira. Potreba za daljinskom detekcijom: sateliti i senzori. Karakteristike okeana proučavane iz svemira: temperatura i salinitet; morske struje; topografija dna; bioproduktivnost. Arhiva satelitskih podataka.

seminarski rad, dodan 06.06.2014


Aerofotografija i svemirska fotografija - dobijanje slika zemljine površine iz aviona. Šema za dobijanje primarnih informacija. Utjecaj atmosfere na elektromagnetno zračenje tokom snimanja. Optička svojstva objekata na površini zemlje.

prezentacija, dodano 19.02.2011


Dešifrovanje znakova glavnih geoloških i geomorfoloških elemenata. Direktno dešifriranje znakova. Kontrastno-analogna metoda za poređenje sa referentnim slikama i indikatorima i poređenje i poređenje objekata unutar jedne slike.

prikupljanje informacija o objektu ili pojavi pomoću uređaja za snimanje koji nije u direktnom kontaktu sa ovim objektom ili pojavom. Pod pojmom "daljinska detekcija" obično se podrazumijeva registracija (snimanje) elektromagnetnog zračenja putem raznih kamera, skenera, mikrovalnih prijemnika, radara i drugih uređaja ove vrste. Daljinska detekcija se koristi za prikupljanje i snimanje informacija o morskom dnu, Zemljinoj atmosferi i Sunčevom sistemu. Izvodi se pomoću brodova, aviona, svemirskih letjelica i zemaljskih teleskopa. Terenski orijentisane nauke kao što su geologija, šumarstvo i geografija takođe obično koriste daljinsku detekciju za prikupljanje podataka za svoja istraživanja. vidi takođe KOMUNIKACIJSKI SATELIT; ELEKTROMAGNETNO ZRAČENJE.

Bursha M. Osnove geodezije prostora. M., 19711975
Daljinska detekcija u meteorologiji, oceanologiji i hidrologiji. M., 1984
Seybold E., Berger W. Oceansko dno. M., 1984
Mishev D. Daljinsko istraživanje Zemlje iz svemira. M., 1985

Pronađite " DALJINSKO OČITAVANJE"uključeno

Pribavljanje i obrada podataka za GIS je najvažniji i dugotrajan korak u stvaranju ovakvih informacionih sistema. Trenutno se smatra da je metoda dobivanja podataka o objektima na osnovu podataka daljinske detekcije (ERS) i GPS mjerenja najperspektivnija i ekonomski isplativija metoda.

U širem smislu, daljinska detekcija je primanje bilo kojim beskontaktnim metodama informacija o površini Zemlje, objektima na njoj ili u njenim dubinama. Tradicionalno, podaci daljinskog istraživanja uključuju samo one metode koje omogućavaju dobijanje slike zemljine površine iz svemira ili iz zraka u bilo kojem dijelu elektromagnetnog spektra.

Postoji nekoliko tipova snimanja koji koriste specifična svojstva zračenja različitih talasnih dužina. Prilikom provođenja geografske analize, osim same daljinske sonde, nužno se koriste i prostorni podaci iz drugih izvora – digitalne topografske i tematske karte, infrastrukturne šeme, eksterne baze podataka. Slike omogućuju ne samo prepoznavanje različitih pojava i objekata, već i njihovu kvantitativno procjenu.

Prednosti metode daljinske detekcije Zemlje su sljedeće:

Relevantnost podataka u vrijeme istraživanja (većina kartografskih materijala je beznadežno zastarjela);

Visoka efikasnost prikupljanja podataka;

Visoka tačnost obrade podataka zahvaljujući upotrebi GPS tehnologija;

Visok sadržaj informacija (upotreba spektralno-zonalnog, infracrvenog i radarskog snimanja omogućava vam da vidite detalje koji se ne razlikuju na običnim slikama);

Ekonomska izvodljivost (trošak dobijanja informacija daljinskim senzorima je znatno niži od rada na terenu);

Mogućnost dobijanja trodimenzionalnog modela terena (reljefne matrice) korištenjem metoda stereo moda ili lidarskog sondiranja i, kao rezultat, mogućnost provođenja trodimenzionalnog modeliranja dijela zemljine površine (sistemi virtuelne stvarnosti) .

Daljinske metode karakterizira činjenica da je uređaj za snimanje značajno udaljen od objekta koji se proučava. U takvim proučavanjima pojava i procesa na zemljinoj površini, udaljenosti do objekata mogu se mjeriti od jedinica do hiljada kilometara. Ova okolnost pruža neophodan pregled površine i omogućava dobijanje najopćenitijih slika.

Postoje različite klasifikacije daljinskog istraživanja. Zabilježimo najvažnije sa stanovišta praktičnog prikupljanja podataka u industriji nafte i plina.

Može se registrovati samozračenje objekata i reflektovano zračenje drugih izvora. Ti izvori mogu biti Sunce ili sama oprema za snimanje. U potonjem slučaju koristi se koherentno zračenje (radar, sonari i laseri) koje omogućava snimanje ne samo intenziteta zračenja, već i njegove polarizacije, faze i Doplerovog pomaka, što daje dodatne informacije. Jasno je da rad samoemitujućih (aktivnih) senzora ne zavisi od doba dana, ali zahteva značajnu količinu energije. Dakle, vrste sondiranja prema izvoru signala:

Aktivni (stimulirana emisija objekata iniciranih umjetnim izvorom usmjerenog djelovanja);

Pasivno (intrinzično, prirodno reflektovano ili sekundarno toplotno zračenje objekata na površini Zemlje zbog sunčeve aktivnosti).

Oprema za snimanje može se postaviti na različite platforme. Platforma može biti svemirska letjelica (SC, satelit), avion, helikopter, pa čak i običan stativ. U potonjem slučaju radi se o kopnenom premjeru stranica objekata (na primjer, za arhitektonske i restauratorske zadatke) ili kosom premjeru sa prirodnih ili umjetnih visokih objekata. Treći tip platforme se ne razmatra zbog činjenice da pripada specijalnostima koje su daleko od one za koju su ova predavanja pisana.

Jedna platforma može da primi nekoliko uređaja za snimanje, koji se nazivaju instrumenti ili senzori, što je uobičajeno za svemirske letelice. Na primjer, Resurs-O1 sateliti nose MSU-E i MSU-SK senzore, a SPOT sateliti nose dva identična HRV senzora (SPOT-4 - HRVIR). Jasno je da što je platforma sa senzorom udaljenija od objekta koji se proučava, to je veća pokrivenost i manje detalja rezultirajuće slike.

Stoga se trenutno razlikuju sljedeće vrste istraživanja za dobivanje podataka daljinskog istraživanja:

1. Svemirsko snimanje (fotografsko ili optoelektronsko):

Pankromatski (češće u jednom širokom vidljivom dijelu spektra) - najjednostavniji primjer je crno-bijela fotografija;

Boja (snimanje u više, češće pravih boja na jednom mediju);

Multizone (istovremeno, ali odvojeno fiksiranje slike u različitim zonama spektra);

Radar (radar);

2. Snimanje iz zraka (fotografsko ili optičko-elektronsko):

Isti tipovi daljinskog istraživanja kao u svemirskoj fotografiji;

Lidar (laser).

Obje vrste istraživanja se široko koriste u industriji nafte i plina pri kreiranju GIS-a poduzeća, dok svaka od njih zauzima svoju nišu. Svemirski snimci (CS) imaju manju rezoluciju (od 30 do 1 m, u zavisnosti od vrste snimanja i tipa letelice), ali zbog toga pokrivaju velike površine. Satelitski snimci se koriste za snimanje velikih površina kako bi se dobile operativne i ažurne informacije o području predloženog geološkog istraživanja, osnovnoj osnovi za kreiranje globalnog GIS-a za rudarsko područje, ekološkom monitoringu izlijevanja nafte itd. . U ovom slučaju se koriste i obični monokromatski (crno-bijelo snimanje) i spektralni zonalni.

Aerofotografija (AFS), omogućava vam da dobijete sliku veće rezolucije (od 1-2 m do 5-7 cm). Aerofotografija se koristi za dobijanje veoma detaljnih materijala za rešavanje problema katastra zemljišta u vezi sa zakupljenim površinama za rudarstvo, računovodstvo i upravljanje imovinom. Osim toga, korištenje aerofotografije danas se čini kao najbolja opcija za dobijanje podataka za kreiranje GIS-a za linearno proširene objekte (naftovodi, plinovodi i sl.) zbog mogućnosti korištenja snimanja „koridora“.

Karakteristike rezultirajućih slika (i APS i CS), tj. sposobnost detekcije i merenja određene pojave, objekta ili procesa zavisi od karakteristika senzora, respektivno. Glavna karakteristika je rezolucija.

Sisteme daljinske detekcije karakteriše nekoliko tipova rezolucije: prostorna, spektralna, radiometrijska i vremenska. Termin "rezolucija" obično se odnosi na prostornu rezoluciju.

Prostorna rezolucija (slika 1) karakterizira veličinu najmanjih objekata vidljivih na slici. U zavisnosti od zadataka koji se rešavaju, mogu se koristiti podaci niske (više od 100 m), srednje (10 - 100 m) i visoke (manje od 10 m) rezolucije. Slike niske prostorne rezolucije su opšte i omogućavaju jednokratno pokrivanje velikih područja - do cele hemisfere. Takvi podaci se najčešće koriste u meteorologiji, praćenju šumskih požara i drugih velikih prirodnih katastrofa. Danas su slike srednje prostorne rezolucije glavni izvor podataka za praćenje prirodnog okruženja. Sateliti sa opremom za snimanje koji rade u ovom rasponu prostornih rezolucija lansirani su i lansiraju mnoge zemlje - Rusija, SAD, Francuska itd., što osigurava konstantnost i kontinuitet posmatranja. Donedavno su se snimanja visoke rezolucije iz svemira obavljala gotovo isključivo u interesu vojne obavještajne službe, a iz zraka - u svrhu topografskog kartiranja. Međutim, danas već postoji nekoliko komercijalno dostupnih satelitskih senzora visoke rezolucije (KVR-1000, IRS, IKONOS) koji omogućavaju izvođenje prostorne analize sa većom preciznošću ili preciziranje rezultata analize u srednjoj ili niskoj rezoluciji.

Spektralna rezolucija pokazuje koje dijelove spektra elektromagnetnih valova (EMW) snima senzor. Prilikom analize prirodnog okruženja, na primjer, za monitoring okoliša, ovaj parametar je najvažniji. Uobičajeno, čitav raspon talasnih dužina koji se koristi u daljinskom detekciji može se podeliti u tri dela - radio talasi, toplotno zračenje (IR zračenje) i vidljivo svetlo. Ova podjela je posljedica razlike u interakciji elektromagnetnih valova i zemljine površine, razlike u procesima koji određuju refleksiju i zračenje EMW.

Najčešće korišćeni opseg EMW je vidljivo svetlo i kratkotalasno infracrveno zračenje uz njega. U ovom opsegu reflektovano sunčevo zračenje nosi informacije uglavnom o hemijskom sastavu površine. Baš kao što ljudsko oko razlikuje supstance po boji, daljinski senzor hvata "boju" u širem smislu te riječi. Dok ljudsko oko registruje samo tri dijela (zone) elektromagnetnog spektra, moderni senzori mogu razlikovati desetine i stotine takvih zona, što omogućava pouzdano otkrivanje objekata i pojava iz njihovih ranije poznatih spektrograma. Za mnoge praktične probleme takvi detalji nisu uvijek potrebni. Ako su objekti od interesa poznati unaprijed, možete odabrati mali broj spektralnih zona u kojima će biti najuočljiviji. Tako je, na primjer, bliski infracrveni opseg vrlo efikasan u procjeni stanja vegetacije, određivanju stepena njene inhibicije. Za većinu aplikacija, dovoljnu količinu informacija pruža višezonska slika sa satelita LANDSAT (SAD), SPOT (Francuska), Resurs-O (Rusija). Sunčeva svetlost i vedro vreme su neophodni za uspešno snimanje u ovom opsegu talasnih dužina.

Obično se optičko snimanje izvodi ili odmah u cijelom vidljivom opsegu (pankromatski), ili u nekoliko užih zona spektra (multizonalno). Ceteris paribus, panhromatske slike imaju veću prostornu rezoluciju. Najprikladniji su za topografske zadatke i za razjašnjavanje granica objekata identifikovanih na višezonskim slikama niže prostorne rezolucije.

Toplotno IR zračenje (slika 2) nosi informacije uglavnom o temperaturi površine. Pored direktnog određivanja temperaturnih režima vidljivih objekata i pojava (prirodnih i vještačkih), termalne slike omogućavaju posredno otkrivanje onoga što je skriveno pod zemljom - podzemnih rijeka, cjevovoda itd. Budući da termičko zračenje stvaraju sami objekti, sunčeva svjetlost nije potrebna za fotografisanje (još je veća vjerovatnoća da će ometati). Takve slike omogućavaju praćenje dinamike šumskih požara, naftnih i plinskih baklji i procesa podzemne erozije. Treba napomenuti da je dobijanje svemirskih termalnih snimaka visoke prostorne rezolucije tehnički teško, stoga su danas dostupne slike rezolucije oko 100 m. Toplotna fotografija iz aviona takođe pruža mnogo korisnih informacija.

Za radarska istraživanja koristi se centimetarski opseg radio talasa. Najvažnija prednost slika ove klase je njihova mogućnost rada u svim vremenskim uslovima. Pošto radar registruje vlastito zračenje reflektovano od zemljine površine, nije mu potrebna solarna energija
svjetlo. Osim toga, radio talasi ovog opsega slobodno prolaze kroz neprekidne oblake i čak su u stanju da prodru do određene dubine u tlo. Refleksija centimetarskih radio talasa od površine određena je njenom teksturom („hrapavost“) i prisustvom različitih filmova na njoj. Tako, na primjer, radari mogu otkriti prisutnost uljnog filma debljine 50 mikrona ili više na površini vodenih tijela čak i sa značajnim valovima. U principu, radarska istraživanja iz aviona mogu otkriti podzemne objekte kao što su cjevovodi i curenja iz njih.

Radiometrijska rezolucija određuje raspon svjetline koji se može vidjeti na slici. Većina senzora ima radiometrijsku rezoluciju od 6 ili 8 bita, što je najbliže trenutnom dinamičkom rasponu ljudskog vida. Ali postoje senzori sa višom radiometrijskom rezolucijom (10 bita za AVHRR i 11 bita za IKONOS), koji vam omogućavaju da vidite više detalja u vrlo svijetlim ili vrlo tamnim područjima slike. Ovo je važno kada snimate objekte koji su u sjeni, kao i kada slika istovremeno sadrži velike vodene površine i kopno. Osim toga, senzori kao što je AVHRR su radiometrijski kalibrirani, što omogućava precizna kvantitativna mjerenja.

Konačno, vremenska rezolucija određuje koliko često isti senzor može uhvatiti određeno područje zemljine površine. Ovaj parametar je veoma važan za praćenje vanrednih situacija i drugih pojava koje se brzo razvijaju. Većina satelita (tačnije, njihove porodice) omogućavaju ponovno snimanje nakon nekoliko dana, neki - nakon nekoliko sati. U kritičnim slučajevima, slike sa raznih satelita mogu se koristiti za svakodnevno posmatranje, međutim, treba imati na umu da naručivanje i dostava sami po sebi mogu potrajati dosta vremena. Jedno rješenje je kupovina prijemne stanice koja vam omogućava da primate podatke direktno sa satelita. Ovo praktično rješenje za kontinuirano praćenje koriste neke organizacije u Rusiji koje imaju stanice za prijem podataka sa satelita Resurs-O. Za praćenje promjena na bilo kojoj teritoriji važna je i mogućnost dobijanja arhivskih (retrospektivnih) slika.

Visina satelitske orbite se mogu podijeliti u tri grupe: 1) niske visine: 100-500 km (brodovi s posadom i orbitalne stanice); 2) Average Heights: 500-2000 km (resursni i meteorološki sateliti); 3) Great Heights: 36000-40000 km (geostacionarni sateliti - brzina satelita je jednaka brzini Zemljine rotacije - stalno praćenje određenog područja na površini).

Položaj orbite u odnosu na Sunce. Za svemirska istraživanja, sposobnost orbite da održava stalnu orijentaciju prema Suncu je od velike važnosti. Orbite u kojima ugao između ravnine orbite i smjera prema Suncu ostaje konstantan nazivaju se sunčevo-sinhrone. Prednost ovakvih orbita je u tome što obezbeđuju isto osvetljenje zemljine površine duž putanje leta letelice.

B.A. Dvorkin, S.A. Dudkin

Revolucionarni razvoj računara, svemira, informacionih tehnologija krajem XX - početkom XXI veka. dovela je do kvalitativnih promjena u industriji daljinskog otkrivanja Zemlje (ERS): pojavile su se svemirske letjelice sa sistemima snimanja nove generacije, koji omogućavaju dobijanje slika ultra visoke prostorne rezolucije (do 41 cm za satelit GeoEye-1 ). Snimanje se odvija u hiperspektralnom i višekanalnom multispektralnom (trenutno do 8 kanala na satelitu WorldView-2) režimima. Glavni trendovi posljednjih godina su pojava novih satelita ultra visoke rezolucije sa poboljšanim karakteristikama (francuski sistem Plejade), razvoj koncepta za operativno i globalno snimanje zemljine površine u visokoj rezoluciji korištenjem konstelacija malih satelita (njemački RapidEye konstelacija, dopuna DMC konstelacije satelitom visoke rezolucije, napredni sateliti SkySat, NovaSAR, itd.). U tehnologijama daljinskog otkrivanja, pored tradicionalnih područja (poboljšanje prostorne rezolucije, dodavanje novih spektralnih kanala, automatizacija procesa obrade i brzo pružanje podataka), postoje i razvoji vezani za operativno video snimanje objekata iz svemira (na primjer, razvoj kompanije SkyBox Imaging, SAD).

U ovom pregledu ćemo okarakterizirati neke od najzanimljivijih satelita za daljinsko otkrivanje visoke i ultra visoke rezolucije koji su lansirani u orbitu u posljednje dvije godine i planirani za lansiranje u naredne 3-4 godine.

RUSIJA

U skladu sa Federalnim svemirskim programom 2012. godine lansirana je mala svemirska letjelica (SC). "Kanopus-V". Osmišljen je tako da odeljenjima Roskosmosa, ruskog Ministarstva za vanredne situacije, ruskog Ministarstva prirodnih resursa, Roshidrometa, Ruske akademije nauka i drugim zainteresovanim resorima pruži operativne informacije. Među zadacima sa kojima se satelit suočava su:

• otkrivanje šumskih požara, velikih emisija zagađujućih materija u životnu sredinu;
• praćenje vanrednih situacija izazvanih ljudskim i prirodnim djelovanjem, uključujući prirodne hidrometeorološke pojave;
• praćenje poljoprivrednih aktivnosti, prirodnih (uključujući vodne i obalne) resurse;
• korištenje zemljišta;
• operativno osmatranje određenih područja zemljine površine .

Primer slike sa svemirske letelice Kanopus-V prikazan je na sl. jedan.

Glavne karakteristikeKA "Kanopus-V"

KA "Kanopus-V"

Pored satelita Kanopus-V, sateliti Resurs-DK1 (lansiran 2006.) i Monitor-E (lansiran 2005. godine) trenutno se dovršavaju kao dio ruske orbitalne daljinske konstelacije. Karakteristike letjelice Resurs-DK1 su povećane operativne i tačne karakteristike dobijenih snimaka (rezolucija 1 m u panhromatskom režimu, 2–3 m u multispektralnom režimu). Satelitski podaci se aktivno koriste za kreiranje i ažuriranje topografskih i specijalnih karata, informatičku podršku racionalnom gazdovanju prirodom i privrednim aktivnostima, inventarizaciju šuma i poljoprivrednog zemljišta i druge poslove.

Optoelektronska svemirska letjelica će biti nastavak misije domaćih satelita za potrebe prirodnih resursa "Resource-P", čije je lansiranje planirano za 2013. Prilikom izrade satelita korišćena su tehnička rješenja razvijena tokom izrade svemirske letjelice Resurs-DK1. Upotreba kružne sunčeve sinhrone orbite visine 475 km značajno će poboljšati uslove posmatranja. Sa šest do tri dana učestalost posmatranja će se poboljšati. Snimanje će se odvijati u panhromatskom i 5-kanalnom multispektralnom režimu. Pored optičko-elektronske opreme visoke rezolucije, satelit će biti opremljen hiperspektralnim spektrometrom (HSA) i širokokutnim multispektralnim kompleksom za snimanje visoke (SHMSA-VR) i srednje (SHMSA-SR) rezolucije (SHMSA-SR). ).

Glavne karakteristike letjelice "Resurs-P"

U bliskoj budućnosti planira se proširenje ruske orbitalne konstelacije daljinskog istraživanja lansiranjem satelita serije Obzor.

Grupisanje četiri optičko-elektronske letelice "Obzor-O" je dizajniran za operativno multispektralno snimanje Rusije, susednih teritorija susednih država i pojedinih regiona Zemlje. U prvoj fazi (2015–2017) planirano je lansiranje dvije svemirske letjelice, u drugoj fazi (2018–2019) - još dvije. Sistem Obzor-O služiće za pružanje satelitskih snimaka ruskom Ministarstvu za vanredne situacije, Ministarstvu poljoprivrede Rusije, Ruskoj akademiji nauka, Rosreestru, drugim ministarstvima i resorima, kao i regionima Rusije. Planirano je postavljanje prototipova hiperspektralne opreme na letjelice Obzor-O br.1 i br.2.

Glavne karakteristike svemirskog broda "Obzor-O"

Osnovne tehničke karakteristike istražne opreme letjelice Obzor-O

Režim snimanja	multispektralna
	Faza 1	Faza 2
spektralni opseg, mikrona	7 simultanih spektralnih kanala:	8 istovremenih spektralnih kanala:
m	ne više od 7 (za kanal 0,50–0,85); ne više od 14 (za ostale kanale)	ne više od 5 (za kanal 0,50–0,85); ne više od 20 (za kanal 0,55–1,70); ne više od 14 (za ostale kanale)
radiometrijska rezolucija, bitova po pikselu	12
m	30–45	20–40
Propusnost snimanja, km	najmanje 85	najmanje 120
Snimite performanse svake svemirske letjelice, miliona kvadratnih metara km/dan	6	8
frekvencija snimanja, dan	30	7
Mbps	600

radarski svemirski brod "Obzor-R" je dizajniran za snimanje u X-bandu u bilo koje doba dana (bez obzira na vremenske uvjete) u interesu društveno-ekonomskog razvoja Ruske Federacije. Obzor-R će služiti za pružanje radarskih podataka ruskom Ministarstvu za vanredne situacije, Ministarstvu poljoprivrede Rusije, Rosreestru, drugim ministarstvima i resorima, kao i regionima Rusije.

Glavne karakteristike letjelice"Obzor-R"

"Obzor-R"

Spektralni opseg	X-traka (3,1 cm)
frekvencija snimanja, dan	2 (u pojasu širine od 35 do 60°N)
Mode	m	linija vida, km	Propusnost snimanja, km	Polarizacija
Način rada s visokim detaljima (VDC)	1	2×470	10	Jednokrevetna (opciono - V/V, V/V, V/V, V/V)
Detaljan način rada okvira (DC)	3	2×600	50	Single (opciono - H/H, V/V, H/V, V/H); duplo (opciono - V/(V+H) i H/(V+H))
Način rada uskopojasne rute (BM)	5	2×600	30
	3	2×470
Način rute	20	2×600	130
	40		230
Način širokopojasne rute	200	2×600	400
	300		600
	500	2×750	750

BELARUS

Lansiran 2012. zajedno sa ruskim satelitom Kanopus-V BKA(Bjeloruski svemirski brod), pruža punu pokrivenost teritorije zemlje satelitskim snimcima. Prema međunarodnoj klasifikaciji, letjelica pripada klasi malih satelita (potpuno je identična svemirskoj letjelici Kanopus-V). Nosivost SKA uključuje panhromatske i multispektralne kamere sa propusnim opsegom od 20 km. Rezultirajuće slike omogućavaju gledanje objekata na površini zemlje u rezoluciji od 2,1 m u pankromatskom modu i 10,5 m u multispektralnom modu. Ovo je dovoljno za obavljanje raznih zadataka praćenja, kao što je identifikacija požara, itd. Međutim, u budućnosti će zemlji možda trebati satelit veće rezolucije. Bjeloruski naučnici spremni su započeti razvoj svemirske letjelice rezolucije do 0,5 m. Konačna odluka o projektu novog satelita po svemu sudeći bit će donesena 2014. godine, a njegovo lansiranje se može očekivati ​​najkasnije 2017. godine.

UKRAJINA

SC lansiranje "Sich-2" sprovedeno je u okviru Nacionalnog svemirskog programa Ukrajine u cilju daljeg razvoja sistema svemirskog monitoringa i geoinformacione podrške nacionalnoj ekonomiji zemlje. Satelit je opremljen optičko-elektronskim senzorom sa tri spektralna i jednim pankromatskim kanalom, kao i srednjim infracrvenim skenerom i kompleksom naučne opreme Potencijal. Među glavnim zadacima s kojima se suočava misija "Sich-2": praćenje poljoprivrednih i zemljišnih resursa, vodnih tijela, stanja šumske vegetacije, kontrola područja vanrednih situacija. Primer slike sa svemirske letelice Sich-2 prikazan je na sl. 2.

Glavne karakteristikeKA "Sich-2"

Datum lansiranja: 17. avgust 2011
Lansirno vozilo: RN "Dnjepr"
Programer: GKB "Južni" im. M.K. Yangel
Operater: Državna svemirska agencija Ukrajine
Masa svemirskog broda, kg		176
Orbita	Vrstu	Sun-sinhroni
	visina, km	700
	raspoloženje, deg.	98,2
godine		5

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanjeKA "Sich-2"

Državna svemirska agencija Ukrajine planira u bliskoj budućnosti lansirati svemirski brod Sich-3-O sa rezolucijom boljom od 1 m. Satelit se kreira u Konstruktorskom birou Južno.

U SAD-u se aktivno razvija industrija daljinskog otkrivanja, prvenstveno u sektoru ultra visoke rezolucije. 1. februara 2013. ujedinile su se dvije vodeće američke kompanije DigitalGlobe i GeoEye, svjetski lideri u oblasti isporuke podataka ultra visoke rezolucije. Nova kompanija je zadržala naziv DigitalGlobe. Ukupna tržišna vrijednost kompanije je 2,1 milijardu dolara.

Kao rezultat spajanja, DigitalGlobe je sada na jedinstvenoj poziciji za pružanje širokog spektra usluga satelitskih slika i geografskih informacija. Uprkos monopolskom položaju u najprofitabilnijem segmentu tržišta, glavni deo prihoda (75-80%) kombinovane kompanije dolazi od naloga za odbranu u okviru 10-godišnjeg EnhanctdView (EV) programa u vrednosti od 7,35 milijardi dolara, koji obezbeđuje za državnu nabavku komercijalnih satelitskih resursa u interesu Nacionalne geoprostorne obavještajne agencije (NGA).

DigitalGlobe je trenutno operater WorldView-1 (rezolucija - 50 cm), WorldView-2 (46 cm), QuickBird (61 cm), GeoEye-1 (41 cm) i IKONOS (1 m) ultra visoke rezolucije sateliti za daljinsko otkrivanje. Ukupni dnevni učinak sistema je više od 3 miliona kvadratnih metara. km.

DigitalGlobe je 2010. godine sklopio ugovor sa Ball Aerospace za razvoj, izgradnju i lansiranje satelita WorldView-3. Ugovor je procijenjen na 180,6 miliona dolara Exelis VIS je dobio ugovor od 120,5 miliona dolara za izgradnju ugrađenog sistema za snimanje za satelit WorldView-3. Sistem za snimanje WorldView-3 će biti sličan onom koji je instaliran na svemirskom brodu WoldView-2. Osim toga, snimanje će se vršiti u SWIR (8 kanala; rezolucija 3,7 m) i CAVIS (12 kanala; 30 m rezolucija) režimima.

Glavne karakteristike letjeliceWorldView-3

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelicaWorldView-3

Režim snimanja	Pankromatski	multispektralna
spektralni raspon, mikrona	0,50–0,90	0,40–0,45 (ljubičasta ili primorska) 0,45-0,51 (plava) 0,51–0,58 (zeleno) 0,585–0,625 (žuta) 0,63–0,69 (crveno) 0,63–0,69 (ekstremno crvena ili crvena ivica) 0,77–0,895 (blizu IR-1) 0,86–1,04 (blizu IR-2)
Prostorna rezolucija (u nadiru), m	0,31	1,24
hail	40
radiometrijska rezolucija, bitova po pikselu	11
tačnost geolokacije, m	CE90 mono = 3,5
Propusnost snimanja, km	13,1
frekvencija snimanja, dan	1
	Da
Format datoteke	GeoTIFF, NITF

Obećavajuća letelica GeoEye-2 Počeo je da se razvija 2007. Imaće sledeće specifikacije: rezoluciju u pankromatskom režimu - 0,25–0,3 m, poboljšane spektralne karakteristike. Proizvođač senzora je Exelis VIS. Prvobitno je lansiranje satelita bilo planirano 2013. godine, međutim, nakon spajanja DigitalGlobea i GeoEyea, odlučeno je da se dovrši kreiranje satelita i stavi u skladište za naknadnu zamjenu jednog od satelita u orbiti, tj. do trenutka kada potražnja učini njegovo lansiranje profitabilnim za kompaniju.

11. februara 2013. lansirana je nova svemirska letjelica Landsat-8(LDCM projekat - Landsat Data Continuity Mission). Satelit će nastaviti da popunjava banku slika dobijenih uz pomoć Landsat satelita 40 godina i pokriva cijelu površinu Zemlje. Na svemirskom brodu Landsat-8 instalirana su dva senzora: optoelektronski (Operational Land Imager, OLI) i termalni (Thermal InfraRed Sensor, TIRS).

Glavne karakteristike letjeliceLandsat-8

Datum lansiranja 11. februar 2013
Mjesto lansiranja: Vazduhoplovna baza Vandenberg
Lansirno vozilo: RN Atlas 5
Programer: Orbital Sciences Corporation (OSC) (ranije General Dynamics Advanced Information Systems) (platforma); Ball Aerospace (korisni teret)
Operateri: NASA i USGS
težina, kg		2623
Orbita	Vrstu	Sun-sinhroni
	visina, km	705
	raspoloženje, deg.	98,2
Predviđeni period rada, godine		5

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelicaLandsat-8

FRANCE

U Francuskoj, glavni komercijalni operater satelita za daljinsko otkrivanje je Astrium GEO-Information Services, geoinformacijski odjel međunarodne kompanije Astrium Services. Kompanija je osnovana 2008. godine kao rezultat spajanja francuske kompanije SpotImage i Infoterra grupe kompanija. Astrium Services-GEO-Information je operater optičkih satelita visoke i ultra visoke rezolucije SPOT i Pleiades, radarskih satelita nove generacije TerraSAR-X i TanDEM-X. Astrium Services-GEO-Information ima sjedište u Toulouseu i ima 20 ureda i više od 100 distributera širom svijeta. Astrium Services je dio Evropske kompanije za aeronautičku odbranu i svemir (EADS).

SPOT (Satellite Pour L'Observation de la Terre) satelitski sistem za posmatranje Zemljine površine dizajnirala je Francuska Nacionalna svemirska agencija (CNES) zajedno sa Belgijom i Švedskom. SPOT sistem uključuje brojne svemirske letjelice i zemaljske objekte. Sateliti koji su trenutno u orbiti su SPOT-5 (lansiran 2002.) i SPOT-6(pokrenut 2012; sl. 3). Satelit SPOT-4 povučen je iz upotrebe u januaru 2013. SPOT-7 planirano je da se lansira 2014. Sateliti SPOT-6 i SPOT-7 imaju identične karakteristike.

Glavne karakteristike letjeliceSPOT-6 i TACKA-7

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelicaSPOT-6 i TACKA-7

Lansiran 2011-2012 KA Plejade-1A i Plejade-1B(Slika 4), Francuska je pokrenula program snimanja Zemlje ultra visoke rezolucije u konkurenciji sa američkim komercijalnim sistemima za daljinsko otkrivanje.

Program Plejade visoke rezolucije sastavni je dio evropskog satelitskog sistema daljinskog otkrivanja i vodi ga francuska svemirska agencija CNES od 2001. godine.

Sateliti Plejade-1A i Plejade-1B sinhronizovani su u istoj orbiti na način da mogu da obezbede svakodnevne snimke iste površine zemljine površine. Koristeći svemirske tehnologije nove generacije kao što su optički žiro stabilizacijski sistemi, svemirske letjelice opremljene najsavremenijim sistemima imaju neviđenu manevarsku sposobnost. Oni mogu da istražuju bilo gde u traci od 800 km za manje od 25 sekundi sa preciznošću geolokacije manjom od 3 m (CE90) bez upotrebe kontrolnih tačaka na zemlji i 1 m koristeći tačke na zemlji. Sateliti mogu uhvatiti više od milion kvadratnih metara. km dnevno u pankromatskom i multispektralnom modusu.

Glavne karakteristike letjelicePlejade-1A i Plejade-1B

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanjePlejade-1A i Plejade-1B

Režim snimanja	Pankromatski	multispektralna
spektralni raspon, mikrona	0,48–0,83	0,43–0,55 (plava) 0,49–0,61 (zeleno) 0,60–0,72 (crveno) 0,79 - 0,95 (blizu IC)
Prostorna rezolucija (u nadiru), m	0,7 (nakon obrade - 0,5)	2.8 (nakon obrade - 2)
Maksimalno odstupanje od nadir, hail	50
tačnost geolokacije, m	CE90=4.5
Propusnost snimanja, km	20
performanse gađanja, miliona kvadratnih metara km/dan	više od 1
frekvencija snimanja, dan	1 (u zavisnosti od geografske širine područja snimanja)
Format datoteke	GeoTIFF
Brzina prijenosa podataka do zemaljskog segmenta, Mbps	450

JAPAN

Najpoznatiji japanski satelit za daljinsko otkrivanje bio je ALOS (optičko-elektronsko snimanje rezolucije 2,5 m u pankromatskom režimu i 10 m u multispektralnom režimu, kao i radarsko snimanje u L-opsegu sa rezolucijom od 12,5 m). Svemirska letjelica ALOS nastala je kao dio japanskog svemirskog programa i finansira je japanska svemirska agencija JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency).

Letjelica ALOS lansirana je 2006. godine, a 22. aprila 2011. godine pojavili su se problemi sa kontrolom satelita. Nakon tronedeljnih neuspešnih pokušaja da se letelica vrati u rad, 12. maja 2011. godine data je komanda da se satelitska oprema isključi. Trenutno su dostupne samo arhivske slike.

Satelit ALOS zamijenit će dvije svemirske letjelice odjednom - jedna optičko-elektronska, druga - radarska. Tako su stručnjaci agencije JAXA odbili da kombinuju optičke i radarske sisteme na jednoj platformi, što je implementirano na satelitu ALOS, na kojem su ugrađene dve optičke kamere (PRISM i AVNIR) i jedan radar (PALSAR).

radarski svemirski brod ALOS-2 planirano za lansiranje 2013

Glavne karakteristike letjelice ALOS-2

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelica ALOS-2

Lansiranje optoelektronske svemirske letjelice ALOS-3 planiran za 2014. Biće sposoban za panhromatsko, multispektralno i hiperspektralno snimanje.

Glavne karakteristikeKAALOS-3

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanjeKAALOS-3

Treba istaći i japanski projekat ASNARO (Advanced Satellite with New system ARchitecture for Observation), koji je pokrenuo USEF (Institute for Unmanned Space Experiment Free Flyer) 2008. godine. Projekat se zasniva na inovativnim tehnologijama za kreiranje mini-satelitskih platformi. (težine 100–500 kg) i sistemi za snimanje. Jedan od ciljeva projekta ASNARO je stvaranje mini-satelita ultra visoke rezolucije nove generacije koji bi mogao konkurirati satelitima drugih zemalja sličnih karakteristika zbog jeftinijih podataka i mogućnosti projektovanja i proizvodnje uređaja u kraćem vremenu. vrijeme. Satelit ASNARO dizajniran za istraživanje zemljine površine u interesu vladinih organizacija u Japanu i planiran je za lansiranje 2013.

Glavne karakteristike letjeliceASNARO

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelicaASNARO

INDIJA

U zemlji je kreiran jedan od najefikasnijih programa daljinske detekcije na osnovu planiranog sistema državnog finansiranja svemirske industrije. Indija uspješno upravlja sazviježđem svemirskih letjelica za različite namjene, uključujući serije KA RESOURCESAT i SARTOSAT.

Pored satelita koji već rade u orbiti, u aprilu 2011. lansirana je i svemirska letjelica RESOURCESAT-2, dizajniran za rješavanje problema prevencije prirodnih katastrofa, upravljanja vodnim i zemljišnim resursima (Sl. 5).

Glavne karakteristike letjeliceRESOURCESAT-2

26. aprila 2012. godine letelica je lansirana RISAT-1 sa multifunkcionalnim radarom C-band (5,35 GHz). Satelit je dizajniran za snimanje Zemlje 24 sata dnevno i po svim vremenskim prilikama u različitim modovima. Snimanje zemljine površine vrši se u C-oblasti talasnih dužina sa promenljivom polarizacijom zračenja (HH, VH, HV, VV).

Glavne karakteristike letjeliceRISAT-1

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelicaRISAT-1

Spektralni opseg	C-band
Mode	Nazivna prostorna rezolucija, m	Širina istražne trake, km	Domet ugla snimanja, st.	Polarizacija
Ultra visoka rezolucija (reflektor visoke rezolucije - HRS)	<2	10	20–49	Single
visoka definicija (Fine Resolution Stripmap-1 - FRS-1)	3	30	20–49
visoka definicija (Fine Resolution Stripmap-2 - FRS-2)	6	30	20–49	četvorostruko
Srednja rezolucija / niska rezolucija (ScanSAR-MRS srednje rezolucije / ScanSAR grube rezolucije - CRS)	25/50	120/240	20–49	Single

Konstelacija optičko-elektronskih letjelica kartografske serije CARTOSAT radi u orbiti. Planirano je da sljedeći satelit serije CARTOSAT-3 bude lansiran 2014. godine. Biće opremljen optičko-elektronskom opremom neviđene prostorne rezolucije od 25 cm.

KINA

Kina je u proteklih 6 godina stvorila višenamjensku orbitalnu konstelaciju satelita za daljinsko otkrivanje, koja se sastoji od nekoliko svemirskih sistema - satelita za specifično izviđanje, kao i dizajniranih za okeanografiju, kartografiju, praćenje prirodnih resursa i vanredne situacije.

Kina je 2011. lansirala više satelita za daljinsko otkrivanje od drugih zemalja: dva Yaogan (YG) - 12 nadzornih satelita (sa optoelektronskim sistemom rezolucije submetarske) i Yaogan (YG) -13 (sa radarom sa sintetičkim otvorom); KA Hai Yang (HY) - 2A sa mikrotalasnim radiometrom lkx za rješavanje okeanografskih problema; Zi Yuan (ZY) - 1-02C višenamjenski satelit za praćenje prirodnih resursa za Ministarstvo zemljišta i prirodnih resursa (rezolucija 2,3 m u pankromatskom modu i 5/10 m u multispektralnom modu u istražnom pojasu širine 54 km i 60 km) ; optički mikro-satelit (35 kg) TianXun (TX) rezolucije 30 m.

Kina je 2012. godine ponovo postala lider po broju lansiranja - nacionalna konstelacija daljinskog otkrivanja (ne računajući meteorološke satelite) dopunjena je sa još pet satelita: Yaogan (YG) - 14 i Yaogan (YG) -15 (izviđanje vrsta ), Zi Yuan (ZY) - 3 i Tian Hui (TH) - 2 (mapiranje satelita), Huan Jing (HJ) radar - 1C.

svemirski brod TH-1 i TH-2- prvi kineski sateliti koji mogu primati stereo slike u obliku tripleta za geodetska mjerenja i kartografski rad. Identični su po svojim tehničkim karakteristikama i rade po jednom programu. Svaki satelit je opremljen sa tri kamere - stereo triplet stereo kamerom, pankromatskom kamerom visoke rezolucije i multispektralnom kamerom - koje mogu snimiti cijelu površinu Zemlje za naučna istraživanja, praćenje zemljišta, geodeziju i kartografiju.

Sateliti su dizajnirani da riješe mnoge probleme:

• kreiranje i ažuriranje topografskih karata;
• izrada digitalnih modela nadmorske visine;
• izrada 3D modela;
• praćenje promjena pejzaža;
• praćenje korištenja zemljišta;
• praćenje stanja poljoprivrednih kultura, predviđanje prinosa;
• praćenje gazdovanja šumama i praćenje stanja šuma;
• praćenje objekata za navodnjavanje;
• praćenje kvaliteta vode;

Glavne karakteristike svemirskih letjelica

Datumi lansiranja		24. avgusta 2010. (TH-1), 6. maja 2012. (TH-2)
lanser		CZ-2D
Developer		China Aerospace Science and Technology Corporation, Kineska akademija svemirske tehnologije (CAST)
Operater: Beijing Space Eye Innovation Technology Company (BSEI)
težina, kg			1000
Orbita	Vrstu		Sun-sinhroni
	visina, km		500
	raspoloženje, deg.		97,3
Predviđeni period rada, godine		3

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje

Režim snimanja		Pankromatski	multispektralna	stereo (triplet)
spektralni raspon, mikrona		0,51–0,69	0,43–0,52 (plava) 0,52–0,61 (zeleno) 0,61–0,69 (crveno) 0,76-0,90 (blizu IC)	0,51–0,69
Prostorna rezolucija (u nadiru), m		2	10	5
tačnost geolokacije, m	CE90=25
Propusnost snimanja, km		60	60	60
frekvencija snimanja, dan		9
Mogućnost nabavke stereo para		Da

KANADA

MDA je 9. januara 2013. objavila da je potpisala ugovor od 706 miliona dolara sa Kanadskom svemirskom agencijom za izgradnju i lansiranje konstelacije od tri radarska satelita. RADARSAT Constellation Mission (RCM). Rok trajanja ugovora je 7 godina.

RCM konstelacija će obezbijediti danonoćno radarsko pokrivanje teritorije zemlje. Podaci mogu uključivati ​​ponovljene slike istih područja u različito doba dana, što će uvelike poboljšati praćenje obalnih zona, područja sjevernih, arktičkih plovnih puteva i drugih područja od strateškog i odbrambenog interesa. RCM sistem će takođe uključiti set automatizovane interpretacije slika, koja će, u kombinaciji sa brzim prikupljanjem podataka, odmah otkriti i identifikovati brodove širom svetskih okeana. Očekuje se značajno ubrzanje obrade podataka - kupci će dobiti potrebne informacije gotovo u realnom vremenu.

RCM sazviježđe će pratiti Zemljinu površinu u C-opsegu (5,6 cm), sa promjenjivom polarizacijom zračenja (HH, VH, HV, VV).

Glavne karakteristike svemirskih letjelica RCM

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelica RCM

Spektralni opseg	C-traka (5,6 cm)
frekvencija snimanja, dan	12
Mode	nominalna prostorna rezolucija, m	Propusnost snimanja, km	domet ugla gađanja, deg.	Polarizacija
Niska rezolucija	100 x 100	500	19–54	Single (opciono - HH ili VV ili HV ili VH); duplo (opciono - HH/HV ili VV/VH)
Srednja rezolucija (Medium Resolution - Maritime)	50 x 50	350	19–58
	16 x 16	30	20–47
Srednja rezolucija (srednja rezolucija - zemljište)	30 x 30	125	21–47
Visoka rezolucija (High Resolution)	5 x 5	30	19–54
Super visoka rezolucija (vrlo visoka rezolucija)	3 x 3	20	18–54
Ice/Oil Low Noise mod	100 x 100	350	19–58
Način otkrivanja broda	drugačije	350	19–58

KOREA

Od početka rada na realizaciji svemirskog programa 1992. godine, u Republici Koreji je stvoren nacionalni sistem daljinske detekcije. Korejski institut za istraživanje svemira (KARI) razvio je seriju KOMPSAT (Korean Multi-Purpose Satellite) satelita za posmatranje Zemlje. Svemirska letjelica KOMPSAT-1 korištena je u vojne svrhe do kraja 2007. Godine 2006. satelit KOMPSAT-2 je lansiran u orbitu.

Svemirska letjelica lansirana 2012 KOMPSAT-3 je nastavak misije KOMPSAT i dizajniran je za dobijanje digitalnih slika zemljine površine sa prostornom rezolucijom od 0,7 m u pankromatskom modu i 2,8 m u multispektralnom modu.

Glavne karakteristikeKA KOMPSAT-3

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanjeKA KOMPSAT-3

Projekat KOMPSAT-5 dio je Korejskog nacionalnog razvojnog plana MEST (Ministarstvo obrazovanja, nauke i tehnologije), koji je započeo 2005. godine. KA KOMPSAT-5 Korejski institut za istraživanje svemira (KARI) se također razvija. Glavni zadatak buduće misije je stvaranje radarskog satelitskog sistema za rješavanje problema praćenja. Snimanje zemljine površine će se vršiti u C-opsegu sa varijabilnom polarizacijom zračenja (HH, VH, HV, VV).

Glavne karakteristike letjeliceKOMPSAT-5

Datum lansiranja: 2013. (planirano)
Lansirna platforma: baza za lansiranje Yasny (Rusija)
Lansirna raketa: Dnjepr (Rusija)
Programer: KARI (Korea Aerospace Research Institute), Thales Alenia Space (Italija; vazdušni radarski sistem za snimanje - SAR)
Operater: KARI
Težina, kg		1400
Orbita	Vrstu	Sun-sinhroni
	Visina, km	550
	Nagib, st.	97,6
Predviđeni period rada, godine		5

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanjeKOMPSAT-5

UJEDINJENO KRALJEVSTVO

Britanska kompanija DMC International Imaging Ltd (DMCii) je operater satelitske konstelacije Disaster Monitoring Constellation (DMC) i radi kako u interesu vlada zemalja koje posjeduju satelite, tako i isporučuju satelitske snimke za komercijalnu upotrebu.
DMC konstelacija pruža pokrivanje područja katastrofe u realnom vremenu za vladine agencije i komercijalnu upotrebu. Sateliti snimaju i za rješavanje problema poljoprivrede, šumarstva i dr., a uključuje 8 mini satelita za daljinsko otkrivanje iz Alžira, Velike Britanije, Španije, Kine i Nigerije. Programer satelita je britanska kompanija Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL). Svi sateliti su u orbiti koja je sinkrona po Suncu kako bi osigurala dnevnu globalnu pokrivenost.

Britanski satelit UK-DMC-2, dio DMC konstelacije, lansiran je 2009. godine. Snima u multispektralnom modu s rezolucijom od 22 m u opsegu širine 660 m. Planirano je da tri nova satelita budu lansirana 2014. DMC-3a, b, c sa poboljšanim karakteristikama. Oni će snimati u opsegu od 23 km sa rezolucijom od 1 m u pankromatskom režimu i 4 m u 4-kanalnom multispektralnom režimu (uključujući infracrveni kanal).

SSTL trenutno završava razvoj novog proračunskog radarskog satelita: SC od 400 kilograma NovaSAR-S bit će SSTL-300 platforma s inovativnim radarom S-band. SSTL-ov pristup inženjeringu i dizajnu omogućava da misija NovaSAR-S bude u potpunosti raspoređena u roku od 24 mjeseca od narudžbe.

NovaSAR-S će provoditi radarska istraživanja u četiri moda sa rezolucijom od 6-30 m u različitim kombinacijama polarizacije. Tehnički parametri satelita su optimizovani za širok spektar primena, uključujući praćenje poplava, procenu useva, praćenje šuma, klasifikaciju zemljišnog pokrivača, upravljanje katastrofama i nadzor mora, kao što je praćenje brodova, otkrivanje izlivanja nafte.

ŠPANIJA

Formira se nacionalna španska konstelacija satelita za daljinsko istraživanje. U julu 2009. godine, satelit Deimos-1, koji je dio međunarodne DMC konstelacije, lansiran je u orbitu. Snima u multispektralnom modu sa rezolucijom od 22 m u širini otkosa od 660 m. Operater satelita, Deimos Imaging, rezultat je saradnje španske kompanije za avio-svemirski inženjering Deimos Space i Laboratorije za daljinsko detekciju Univerzitet u Valladolidu (LATUV)). Glavni cilj nove kompanije je razvoj, implementacija, rad i komercijalna upotreba sistema daljinske detekcije. Kompanija se nalazi u Valladolidu (Španija).

Deimos Imaging trenutno razvija satelit visoke rezolucije Deimos-2, čije je lansiranje zakazano za 2013. Svemirska letjelica Deimos-2 je dizajnirana da dobije jeftine, visokokvalitetne multispektralne podatke daljinskog istraživanja. Zajedno sa svemirskim brodom Deimos-1, satelit Deimos-2 će formirati jedan satelitski sistem Deimos Imaging.

Glavne karakteristike letjeliceDeimos-2

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelicaDeimos-2

U naredne dvije godine počinje implementacija nacionalnog programa za posmatranje Zemlje iz svemira PNOTS (Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite). KA paz(prevedeno sa španskog kao "mir"; drugo ime je SEOSAR - Satélite Español de Observación SAR) - prvi španski radarski satelit dvostruke namjene - jedna je od komponenti ovog programa. Satelit će moći da snima u svim vremenskim uslovima, danju i noću, a prvenstveno će ispunjavati naloge španske vlade koji se odnose na pitanja bezbednosti i odbrane. Svemirska letjelica Paz će biti opremljena radarom sa sintetičkim otvorom koji je razvio Astrium GmbH na radarskoj platformi satelita TerraSAR-X.

Glavne karakteristike letjelicepaz

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelicapaz

Spektralni opseg	X-traka (3,1 cm)
Mode	nominalna prostorna rezolucija, m	Propusnost snimanja, km	domet ugla gađanja, deg.	Polarizacija
Ultra visoka rezolucija (SpotLight visoke rezolucije - HS)	<(1 х 1)	5x5	15–60	Jednokrevetna (opciono - VV ili HH); dupli (VV/HH)
visoka definicija (SpotLight-SL)	1 x 1	10x10	15–60
Broadband visoke definicije (StripMap - SM)	3x3	30	15–60	Jednokrevetna (opciono - VV ili HH); duplo (opciono - VV/HH ili HH/HV ili VV/VH)
Srednja rezolucija (ScanSAR - SC)	16x6	100	15–60	Jednokrevetna (opciono - VV ili HH)

U 2014. godini planirano je pokretanje još jedne komponente programa PNOTS KA Ingenio(drugo ime je SEOSat; Satélite Español de Observación de la Tierra). Satelit će biti sposoban za multispektralno snimanje visoke rezolucije za potrebe španske vlade i komercijalnih kupaca. Misiju finansira i koordinira CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial). Projekat je pod kontrolom Evropske svemirske agencije.

Glavne karakteristike letjelice Ingenio

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanje svemirskih letjelica Ingenio

EVROPSKA SVEMIRNA AGENCIJA

1998. godine, kako bi se osiguralo sveobuhvatno praćenje životne sredine, upravna tijela Evropske unije odlučila su da uvedu program GMES (Global Monitoring for Environment and Security) koji bi se trebao provoditi pod pokroviteljstvom Evropske komisije u partnerstvu sa Evropska svemirska agencija (European Space Agency, ESA) i Evropska agencija za životnu sredinu (EEA). Kao najveći svjetski program za posmatranje Zemlje do sada, GMES će vladama i drugim korisnicima pružiti vrlo precizne, ažurne i pristupačne informacije za bolju kontrolu promjena okoliša, razumijevanje uzroka klimatskih promjena, zaštitu ljudi i još mnogo toga.

U praksi, GMES će se sastojati od složenog skupa posmatračkih sistema: satelita za daljinsko otkrivanje, zemaljskih stanica, brodova, atmosferskih sondi, itd.

GMES svemirska komponenta će se bazirati na dva tipa sistema daljinskog otkrivanja: sateliti Sentinel posebno dizajnirani za program GMES (njihov operater će biti ESA) i nacionalni (ili međunarodni) satelitski sistemi za daljinsko otkrivanje uključeni u misije pomoći GMES-a tzv. (Misije doprinosa GMES-a; GCM-ovi) .

Lansiranje satelita Sentinel počet će 2013. Oni će vršiti istraživanja koristeći različite tehnologije, kao što su radarski i optoelektronski multispektralni senzori.

Za implementaciju GMES programa pod općim vodstvom ESA-e, razvija se pet tipova satelita za daljinsko otkrivanje Sentinel, od kojih će svaki obavljati specifičnu misiju vezanu za praćenje Zemlje.

Svaka misija Sentinel će uključivati ​​dvostruku satelitsku konstelaciju kako bi se osigurala najbolja pokrivenost područja i brža ponovna istraživanja kako bi se poboljšala pouzdanost i potpunost podataka za GMES.

Misija Sentinel-1 bit će konstelacija od dva radarska satelita u polarnoj orbiti opremljena radarom sa sintetičkim otvorom (SAR) za istraživanja C-banda.

Snimanje radarskih satelita Sentinel-1 neće ovisiti o vremenu i dobu dana. Planirano je da prvi satelit misije bude lansiran 2013. godine, a drugi 2016. Dizajnirana posebno za program GMES, misija Sentinel-1 nastavit će radarska istraživanja C-opsega koja su pokrenuli i nastavili ERS-1, ERS-2, Envisat satelitski sistemi (operater ESA) i RADARSAT-1,2 (upravlja MDA, Kanada).

Očekuje se da će sazviježđe Sentinel-1 pokriti cijelu Evropu, Kanadu i glavne brodske puteve svakih 1-3 dana, bez obzira na vremenske uvjete. Radarski podaci će biti dostavljeni u roku od sat vremena nakon snimanja - veliko poboljšanje u odnosu na postojeće radarske satelitske sisteme.

Glavne karakteristike letjeliceSentinel-1

Datumi lansiranja satelita (planirani): 2013. (Sentinel-1A), 2016. (Sentinel-1B)
Lansirno vozilo: raketa-nosač Sojuz (Rusija)
Programeri: Thales Alenia Space Italija (Italija), EADS Astrium GmbH (Njemačka), Astrium UK (UK)
težina, kg		2280
Orbita	Vrstu	Polarni sunce-sinhroni
	visina, km	693
Predviđeni period rada, godine		7

Glavne tehničke karakteristike opreme za snimanjeKASentinel-1

Par satelita Sentinel-2 redovno će isporučivati ​​satelitske snimke visoke rezolucije cijeloj Zemlji, osiguravajući kontinuitet prikupljanja podataka sa karakteristikama sličnim onima iz programa SPOT i Landsat.

Sentinel-2 će biti opremljen opto-elektronskim multispektralnim senzorom za snimanje u rezoluciji od 10 do 60 m u vidljivoj, bliskoj infracrvenoj (VNIR) i kratkotalasnoj infracrvenoj (SWIR) spektralnoj zoni, uključujući 13 spektralnih opsega, što garantuje prikaz razlika u stanju vegetacije, uključujući i vremenske promjene, te minimizira utjecaj na kvalitet atmosfere.

Orbita sa prosječnom visinom od 785 km, prisustvo dva satelita u misiji, omogućit će ponovno snimanje svakih 5 dana na ekvatoru i svaka 2-3 dana na srednjim geografskim širinama. Planirano je da prvi satelit bude lansiran 2013. godine.

Povećanje širine otkosa, uz visoku ponovljivost istraživanja, omogućit će praćenje procesa koji se brzo mijenjaju, na primjer, promjene u prirodi vegetacije tokom vegetacijske sezone.

Jedinstvenost misije Sentinel-2 povezana je sa kombinacijom velike teritorijalne pokrivenosti, čestih ponovnih istraživanja i, kao rezultat, sistematskog sticanja pune pokrivenosti cijele Zemlje multispektralnim snimanjem visoke rezolucije.

Glavne karakteristike satelita svemirskog brodaSentinel-2

Datumi lansiranja satelita (planirani): 2013. (Sentinel-2A), 2015. (Sentinel-2B)
Lansirna platforma: svemirska luka Kourou (Francuska)
Lansirno vozilo: RN "Rokot" (Rusija)
Programer: EADS Astrium Satellites (Francuska)
Operater: Evropska svemirska agencija
težina, kg		1100
Orbita	Vrstu	Sun-sinhroni
	visina, km	785
Predviđeni period rada, godine		7

Glavna svrha misije Sentinel-3 je posmatranje topografije površine okeana, temperature mora i kopna, boje okeana i kopna sa visokim stepenom tačnosti i pouzdanosti za podršku sistema predviđanja okeana, kao i monitoring životne sredine i klime.

Sentinel-3 je nasljednik dobro uspostavljenih satelita ERS-2 i Envisat. Par Sentinel-3 satelita imat će visoku ponovljivost istraživanja. Satelitske orbite (815 km) će pružiti kompletan paket podataka svakih 27 dana. Lansiranje prvog satelita misije Sentinel-3 zakazano je za 2013. godinu, odmah nakon Sentinel-2. Lansiranje satelita Sentinel-3B planirano je za 2018.

Misije Sentinel-4 i Sentinel-5 su dizajnirane da obezbede podatke o sastavu atmosfere za svoje GMES usluge. Obje misije će se provoditi na meteorološkoj satelitskoj platformi kojom upravlja Evropska organizacija za satelitsku meteorologiju EUMETSAT. Planirano je da sateliti budu lansirani 2017–2019.

BRAZIL

Vazdušna industrija jedna je od najinovativnijih i najvažnijih grana brazilske privrede. Brazilski svemirski program će dobiti 2,1 milijardu dolara federalnih investicija tokom četiri godine (2012-2015).

Nacionalni institut za svemirska istraživanja (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE) radi zajedno sa Ministarstvom nauke i tehnologije i odgovoran je, između ostalog, za praćenje svemira.

U saradnji sa Kinom, INPE razvija CBERS porodicu satelita. Zahvaljujući uspješnoj misiji satelita CBERS-1 i CBERS-2, vlade dvije zemlje odlučile su potpisati novi sporazum o razvoju i lansiranju još dva zajednička satelita. CBERS-3 i CBERS-4 neophodan za kontrolu krčenja šuma i požara u Amazoniji, kao i za rješavanje problema praćenja vodnih resursa, poljoprivrednog zemljišta itd. Brazilsko učešće u ovom programu biće povećano na 50%. CBERS-3 bi trebao biti lansiran 2013., a CBERS-4 2014. Novi sateliti će biti sposobniji od svojih prethodnika. Kao nosivost, na satelite će biti instalirana 4 sistema za snimanje sa poboljšanim geometrijskim i radiometrijskim karakteristikama. Kamere MUXCam (Multispektralna kamera) i WFI (Wide-Field Imager) razvila je brazilska strana, a PanMUX (Panchromatic and Multispectral Camera) i IRS (Infrared System) kamere su razvili Kinezi. Prostorna rezolucija (u nadiru) u pankromatskom režimu biće 5 m, u multispektralnom režimu - 10 m.

Serija vlastitih malih satelita također se razvija na bazi standardne višenamjenske svemirske platforme srednje klase Multimission Platform (MMP). Prvi od satelita je mali satelit za daljinsko otkrivanje u polarnoj orbiti Amazonia-1. Planirano je da se na njega postavi multispektralna kamera Advanced Wide Field Imager (AWFI), koju su kreirali brazilski stručnjaci. Sa visine od 600 km, otkos kamere će biti 800 km, a prostorna rezolucija 40 m. Svemirska letjelica Amazonia-1 će biti opremljena i britanskim optoelektronskim sistemom RALCam-3, koji će snimati slike u rezoluciji od 10 m u otkosu od 88 km. Mali radarski satelit MapSAR(Multi-Application Purpose) zajednički je projekat INPE-a i Njemačkog svemirskog centra (DLR). Satelit je dizajniran da radi u tri režima (rezolucija - 3, 10 i 20 m). Njegovo lansiranje je zakazano za 2013.

U okviru našeg pregleda nismo postavili zadatak da analiziramo sve nove i obećavajuće nacionalne sisteme daljinske detekcije visoke i ultra-visoke rezolucije. Više od 20 zemalja sada ima svoje satelite za posmatranje Zemlje. Pored zemalja spomenutih u članku, Njemačka (RapidEye optičko-elektronska satelitska konstelacija, radarski svemirski brod TerraSAR-X i TanDEM-X), Izrael (EROS-A, B), Italija (COSMO-SkyMed-1-radarska svemirska letjelica ) imaju takve sisteme. 4) itd. Svake godine ovaj jedinstveni svemirski klub dopunjuje se novim zemljama i sistemima za daljinsko otkrivanje. U 2011–2012 Nigerija (Nigeriasat-X i Nigeriasat-2), Argentina (SAC-D), Čile (SSOT), Venecuela (VRSS-1) i drugi su nabavili svoje satelite. 2,5 m, u multispektralnom snimku - 10 m) nastavlja turski daljinski sensing program (lansiranje trećeg satelita serije Gokturk zakazano je za 2015. godinu). U 2013. Ujedinjeni Arapski Emirati planiraju lansirati vlastiti satelit ultra visoke rezolucije Dubaisat-2 (rezolucija u pankromatskom režimu 1 m, u multispektralnom snimanju - 4 m)

U toku je rad na stvaranju fundamentalno novih sistema za praćenje svemira. Tako američka kompanija Skybox Imaging, sa sjedištem u Silikonskoj dolini, radi na stvaranju najinovativnije svjetske konstelacije mini-satelita za daljinsko otkrivanje - SkySat. To će omogućiti dobijanje satelitskih snimaka visoke rezolucije bilo koje regije Zemlje nekoliko puta dnevno. Podaci će se koristiti za reagovanje u vanrednim situacijama, monitoring životne sredine, itd. Istraživanje će se sprovoditi u panhromatskom i multispektralnom režimu. Planirano je da prvi satelit sazviježđa, SkySat-1, bude lansiran 2013. Nakon što se sazviježđe u potpunosti razmjesti (a planirano je da ima do 20 satelita u orbiti), korisnici će moći vidjeti bilo koju tačku na Zemlja u realnom vremenu. Planirano je i video snimanje iz svemira.