Earth remote sensing-technologieën. De nieuwste en veelbelovende satellieten voor teledetectie van de aarde

Teledetectie van de aarde (ERS)- Observatie van het aardoppervlak door lucht- en ruimtemiddelen die zijn uitgerust met verschillende soorten beeldvormingsapparatuur. Het werkbereik van de door de beeldvormingsapparatuur ontvangen golflengten varieert van fracties van een micrometer (zichtbare optische straling) tot meters (radiogolven). Geluidsmethoden kunnen passief zijn, dat wil zeggen, gebruikmakend van de natuurlijke gereflecteerde of secundaire thermische straling van objecten op het aardoppervlak, als gevolg van zonneactiviteit, en actief - gebruikmakend van de gestimuleerde straling van objecten die worden geïnitieerd door een kunstmatige bron van gerichte actie. Teledetectiegegevens verkregen van een ruimtevaartuig (SC) worden gekenmerkt door een grote mate van afhankelijkheid van de transparantie van de atmosfeer. Daarom gebruikt het ruimtevaartuig meerkanaalsapparatuur van passieve en actieve typen, die elektromagnetische straling in verschillende bereiken detecteert.

Remote sensing-apparatuur van het eerste ruimtevaartuig dat in de jaren 60-70 werd gelanceerd. was van het spoortype - de projectie van het meetgebied op het aardoppervlak was een lijn. Later verscheen remote sensing-apparatuur van een panoramisch type en werd wijdverbreid - scanners, waarvan de projectie van het meetgebied op het aardoppervlak een strook is.

Encyclopedisch YouTube

1 / 5

✪ Aarde remote sensing vanuit de ruimte

✪Afstandsbediening op aarde

✪ Remote sensing satelliet "Resurs-P"

✪ Aarde remote sensing vanuit de ruimte

✪ [IT-lezing]: Is er ruimte buiten de geostationaire baan? Vooruitzichten voor de ontwikkeling van het zonnestelsel.

Ondertitels

algemene beoordeling

Remote sensing is een methode om informatie over een object of fenomeen te verkrijgen zonder direct fysiek contact met dit object. Remote sensing is een subset van geografie. In de moderne zin verwijst de term voornamelijk naar waarnemingstechnologieën in de lucht of in de ruimte voor het detecteren, classificeren en analyseren van objecten op het aardoppervlak, evenals de atmosfeer en de oceaan, met behulp van gepropageerde signalen (bijvoorbeeld elektromagnetische straling). Ze zijn onderverdeeld in actieve (het signaal wordt eerst uitgezonden door een vliegtuig of een ruimtesatelliet) en passieve teledetectie (alleen een signaal van andere bronnen, zoals zonlicht, wordt geregistreerd).

Actieve apparaten zenden op hun beurt een signaal uit om het object en de ruimte te scannen, waarna de sensor de straling kan detecteren en meten die wordt gereflecteerd of gevormd door terugverstrooiing door het detectiedoel. Voorbeelden van actieve teledetectiesensoren zijn radar en lidar, die de tijdsvertraging tussen het uitzenden en registreren van het geretourneerde signaal meten en zo de locatie, snelheid en richting van een object bepalen.

Remote sensing biedt de mogelijkheid om gegevens te verkrijgen over gevaarlijke, moeilijk bereikbare en snel bewegende objecten, en stelt u ook in staat observaties uit te voeren over grote delen van het terrein. Voorbeelden van remote sensing-toepassingen zijn het monitoren van ontbossing (bijvoorbeeld in het Amazonebekken), gletsjercondities in de Arctische en Antarctische wateren, het meten van de oceaandiepte met veel. Teledetectie komt ook in de plaats van dure en relatief trage methoden voor het verzamelen van informatie van het aardoppervlak, terwijl tegelijkertijd wordt gegarandeerd dat de mens niet inmengt in natuurlijke processen in de waargenomen gebieden of objecten.

Met ruimtevaartuigen in een baan om de aarde kunnen wetenschappers gegevens verzamelen en verzenden in verschillende banden van het elektromagnetische spectrum, die, in combinatie met grotere metingen en analyses in de lucht en op de grond, de nodige reeks gegevens opleveren om huidige fenomenen en trends te volgen, zoals El Niño e.a. natuurverschijnselen, zowel op korte als op lange termijn. Remote sensing is ook van toegepast belang op het gebied van geowetenschappen (bijvoorbeeld natuurbeheer), landbouw (gebruik en behoud van natuurlijke hulpbronnen), nationale veiligheid (bewaking van grensgebieden).

Technieken voor data-acquisitie

Het belangrijkste doel van multispectrale studies en analyse van de verkregen gegevens zijn objecten en territoria die energie uitstralen, wat het mogelijk maakt om ze te onderscheiden van de achtergrond van de omgeving. Een kort overzicht van satelliet remote sensing systemen staat in de overzichtstabel.

In de regel is de zomertijd de beste tijd om gegevens te verkrijgen met teledetectiemethoden (met name tijdens deze maanden staat de zon het grootst boven de horizon en is de daglengte het langst). Een uitzondering op deze regel is het verzamelen van gegevens met behulp van actieve sensoren (bijv. Radar, Lidar), evenals thermische gegevens in het lange golflengtebereik. Bij thermische beeldvorming, waarbij sensoren thermische energie meten, is het beter om de periode te gebruiken waarin het verschil tussen de grondtemperatuur en de luchttemperatuur het grootst is. De beste tijd voor deze methoden is dus tijdens de koudere maanden, evenals een paar uur voor zonsopgang op elk moment van het jaar.

Daarnaast zijn er nog enkele andere overwegingen om rekening mee te houden. Met behulp van radar is het bijvoorbeeld onmogelijk om een ​​beeld te krijgen van het kale aardoppervlak met een dik sneeuwdek; hetzelfde kan gezegd worden over lidar. Deze actieve sensoren zijn echter ongevoelig voor licht (of het gebrek daaraan), waardoor ze een uitstekende keuze zijn voor bijvoorbeeld toepassingen op grote breedtegraden. Bovendien zijn zowel radar als lidar in staat (afhankelijk van de gebruikte golflengten) om oppervlaktebeelden onder het bladerdak vast te leggen, waardoor ze bruikbaar zijn voor toepassingen in zwaar begroeide gebieden. Aan de andere kant zijn spectrale data-acquisitiemethoden (zowel stereobeeldvorming als multispectrale methoden) voornamelijk toepasbaar op zonnige dagen; gegevens die bij weinig licht worden verzameld, hebben doorgaans lage signaal-/ruisniveaus, waardoor ze moeilijk te verwerken en te interpreteren zijn. Bovendien, hoewel stereobeelden in staat zijn om vegetatie en ecosystemen weer te geven en te identificeren, is het met deze methode (zoals bij multispectraal klinken) niet mogelijk om boomtoppen binnen te dringen en beelden van het aardoppervlak te verkrijgen.

Toepassing van teledetectie

Remote sensing wordt meestal gebruikt in de landbouw, geodesie, kartering, monitoring van het oppervlak van de aarde en de oceaan, evenals de lagen van de atmosfeer.

landbouw

Met behulp van satellieten is het mogelijk om beelden van individuele velden, regio's en districten met een bepaalde cycliciteit te ontvangen. Gebruikers kunnen waardevolle informatie ontvangen over de staat van het land, waaronder gewasidentificatie, bepaling van het gewasgebied en gewasstatus. Satellietgegevens worden gebruikt om de resultaten van de landbouw op verschillende niveaus nauwkeurig te beheren en te monitoren. Deze gegevens kunnen worden gebruikt voor bedrijfsoptimalisatie en ruimtegestuurd beheer van technische operaties. De beelden kunnen helpen bij het bepalen van de locatie van gewassen en de mate van uitputting van het land, en kunnen vervolgens worden gebruikt om een ​​behandelplan te ontwikkelen en uit te voeren om het gebruik van landbouwchemicaliën lokaal te optimaliseren. De belangrijkste agrarische toepassingen van teledetectie zijn als volgt:

• vegetatie:
  • classificatie gewastype
  • beoordeling van de staat van gewassen (monitoring van landbouwgewassen, schadebeoordeling)
  • opbrengst beoordeling
• de grond
  • weergave van bodemkenmerken
  • bodemtype weergave
  • bodem erosie
  • bodemvocht
  • grondbewerkingspraktijken in kaart brengen

Bewaking van bosbedekking

Remote sensing wordt ook gebruikt om bosbedekking te monitoren en soorten te identificeren. Op deze manier verkregen kaarten kunnen een groot gebied bestrijken, terwijl gedetailleerde metingen en kenmerken van het gebied (type bomen, hoogte, dichtheid) worden weergegeven. Met behulp van teledetectiegegevens is het mogelijk om verschillende bostypen te definiëren en af ​​te bakenen, wat met traditionele methoden op het grondoppervlak moeilijk te bereiken zou zijn. De gegevens zijn beschikbaar op verschillende schalen en resoluties om te voldoen aan lokale of regionale vereisten. De eisen aan de detaillering van de terreinweergave zijn afhankelijk van de schaal van het onderzoek. Om veranderingen in bosbedekking (textuur, bladdichtheid) weer te geven, geldt:

• multispectrale beelden: gegevens met een zeer hoge resolutie zijn nodig voor nauwkeurige identificatie van soorten
• herbruikbare afbeeldingen van hetzelfde gebied worden gebruikt om informatie te verkrijgen over seizoensveranderingen van verschillende typen
• stereofoto's - om onderscheid te maken tussen soorten, de dichtheid en hoogte van bomen te beoordelen. Stereofoto's geven een uniek beeld van de bosbedekking, die alleen toegankelijk is via teledetectietechnologie.
• Radars worden veel gebruikt in de vochtige tropen vanwege hun vermogen om onder alle weersomstandigheden beelden te verkrijgen.
• Lidars maken het mogelijk om een ​​3-dimensionale bosstructuur te verkrijgen, om veranderingen in de hoogte van het aardoppervlak en objecten erop te detecteren. Lidar-gegevens helpen bij het inschatten van boomhoogten, kroongebieden en het aantal bomen per oppervlakte-eenheid.

Oppervlaktebewaking

Oppervlaktebewaking is een van de belangrijkste en meest typische toepassingen van teledetectie. De verkregen gegevens worden gebruikt bij het bepalen van de fysieke toestand van het aardoppervlak, zoals bossen, weilanden, wegdekken, enz., inclusief de resultaten van menselijke activiteiten, zoals het landschap in industrie- en woonwijken, de toestand van landbouwgebieden, enzovoort. In eerste instantie zou een classificatiesysteem voor bodembedekking moeten worden opgesteld, dat meestal grondniveaus en -klassen omvat. Niveaus en klassen moeten worden ontwikkeld rekening houdend met het gebruiksdoel (nationaal, regionaal of lokaal niveau), ruimtelijke en spectrale resolutie van teledetectiegegevens, gebruikersverzoeken, enzovoort.

Detectie van veranderingen in de toestand van het aardoppervlak is noodzakelijk om de landbedekkingskaarten bij te werken en het gebruik van natuurlijke hulpbronnen te rationaliseren. Veranderingen worden meestal gedetecteerd bij het vergelijken van meerdere afbeeldingen die meerdere gegevensniveaus bevatten en, in sommige gevallen, bij het vergelijken van oude kaarten en bijgewerkte remote sensing-afbeeldingen.

• seizoensveranderingen: landbouwgrond en loofbossen veranderen per seizoen
• jaarlijkse verandering: veranderingen in landoppervlak of landgebruik, zoals gebieden met ontbossing of stadsuitbreiding

Informatie over landoppervlakken en veranderingen in landbedekking zijn essentieel voor het vaststellen en uitvoeren van milieubeschermingsbeleid en kunnen samen met andere gegevens worden gebruikt om complexe berekeningen uit te voeren (bijv. erosierisico's).

Geodesie

Het verzamelen van geodetische gegevens uit de lucht werd voor het eerst gebruikt om onderzeeërs te detecteren en zwaartekrachtgegevens te verkrijgen die werden gebruikt om militaire kaarten te bouwen. Deze gegevens zijn de niveaus van onmiddellijke verstoringen van het zwaartekrachtveld van de aarde, die kunnen worden gebruikt om veranderingen in de verdeling van de massa's van de aarde te bepalen, die op hun beurt nodig kunnen zijn voor verschillende geologische studies.

Akoestische en bijna-akoestische toepassingen

• Sonar: passieve sonar, registreert geluidsgolven afkomstig van andere objecten (schip, walvis, etc.); actieve sonar, zendt pulsen van geluidsgolven uit en registreert het gereflecteerde signaal. Gebruikt voor het detecteren, lokaliseren en meten van de parameters van onderwaterobjecten en terrein.
• Seismografen zijn een speciaal meetapparaat dat wordt gebruikt om alle soorten seismische golven te detecteren en vast te leggen. Met behulp van seismogrammen die op verschillende plaatsen in een bepaald gebied zijn genomen, is het mogelijk om het epicentrum van een aardbeving te bepalen en de amplitude ervan te meten (nadat deze heeft plaatsgevonden) door de relatieve intensiteiten en de exacte tijd van de trillingen te vergelijken.
• Echografie: ultrasone stralingssensoren die hoogfrequente pulsen uitzenden en het gereflecteerde signaal opnemen. Wordt gebruikt om golven op het water te detecteren en het waterpeil te bepalen.

Bij het coördineren van een reeks grootschalige waarnemingen zijn de meeste sondeersystemen afhankelijk van de volgende factoren: de locatie van het platform en de oriëntatie van de sensoren. Instrumenten van hoge kwaliteit gebruiken nu vaak positie-informatie van satellietnavigatiesystemen. Rotatie en oriëntatie worden vaak bepaald door elektronische kompassen met een nauwkeurigheid van ongeveer één tot twee graden. Kompassen kunnen niet alleen het azimut (d.w.z. de graadafwijking van het magnetische noorden) meten, maar ook de hoogte (de afwijking van het zeeniveau), aangezien de richting van het magnetische veld ten opzichte van de aarde afhangt van de breedtegraad waarop de waarneming plaatsvindt. plaats. Voor een nauwkeurigere oriëntatie is het noodzakelijk om traagheidsnavigatie te gebruiken, met periodieke correcties door verschillende methoden, waaronder navigatie door sterren of bekende oriëntatiepunten.

Overzicht van de belangrijkste instrumenten voor teledetectie

• Radars worden voornamelijk gebruikt in luchtverkeersleiding, vroegtijdige waarschuwing, monitoring van bosbedekking, landbouw en grootschalige meteorologische gegevens. Doppler-radar wordt door wetshandhavingsinstanties gebruikt om voertuigsnelheden te bewaken en om meteorologische gegevens te verkrijgen over windsnelheid en -richting, locatie en intensiteit van neerslag. Andere soorten ontvangen informatie omvatten gegevens over geïoniseerd gas in de ionosfeer. Interferometrische radar met kunstmatige apertuur wordt gebruikt om nauwkeurige digitale hoogtemodellen van grote terreinen te verkrijgen (zie RADARSAT, TerraSAR-X, Magellan).
• Laser- en radarhoogtemeters op satellieten bieden een breed scala aan gegevens. Door variaties op het oceaanniveau te meten die door de zwaartekracht worden veroorzaakt, geven deze instrumenten zeebodemkenmerken weer met een resolutie van ongeveer een mijl. Door de hoogte en golflengte van oceaangolven te meten met hoogtemeters, kun je de snelheid en richting van de wind achterhalen, evenals de snelheid en richting van oceaanstromingen aan het oppervlak.
• Ultrasone (akoestische) en radarsensoren worden gebruikt om zeeniveau, getij en getij te meten en de richting van golven in kustgebieden in de zee te bepalen.
• Light Detection and Ranging (LIDAR)-technologie staat bekend om zijn militaire toepassingen, met name voor laserprojectielnavigatie. LIDAR wordt ook gebruikt om de concentratie van verschillende chemicaliën in de atmosfeer te detecteren en te meten, terwijl LIDAR aan boord van vliegtuigen kan worden gebruikt om de hoogte van objecten en verschijnselen op de grond te meten met een grotere nauwkeurigheid dan met radartechnologie kan worden bereikt. Vegetatie-remote sensing is ook een van de belangrijkste toepassingen van LIDAR.
• Radiometers en fotometers zijn de meest gebruikte instrumenten. Ze vangen de gereflecteerde en uitgezonden straling op in een breed frequentiebereik. Zichtbare en infrarode sensoren zijn de meest voorkomende, gevolgd door microgolf-, gammastraal- en, minder vaak, ultraviolette sensoren. Deze instrumenten kunnen ook worden gebruikt om het emissiespectrum van verschillende chemicaliën te detecteren en gegevens te verstrekken over hun concentratie in de atmosfeer.
• Stereobeelden verkregen uit luchtfotografie worden vaak gebruikt bij het onderzoeken van vegetatie op het aardoppervlak, evenals bij de constructie van topografische kaarten bij de ontwikkeling van potentiële routes door het analyseren van afbeeldingen van het terrein, in combinatie met het modelleren van omgevingskenmerken verkregen door grond- gebaseerde methoden.
• Multispectrale platforms zoals Landsat worden al sinds de jaren zeventig actief gebruikt. Deze instrumenten zijn gebruikt om thematische kaarten te genereren door beelden te maken in meerdere golflengten van het elektromagnetische spectrum (multispectrum) en worden doorgaans gebruikt op aardobservatiesatellieten. Voorbeelden van dergelijke missies zijn het Landsat-programma of de IKONOS-satelliet. Landbedekkings- en landgebruikskaarten geproduceerd door thematische kartering kunnen worden gebruikt voor de exploratie van mineralen, detectie en monitoring van landgebruik, ontbossing en de studie van de gezondheid van planten en gewassen, inclusief uitgestrekte landbouwgrond of beboste gebieden. Ruimtebeelden uit het Landsat-programma worden door regelgevers gebruikt om de waterkwaliteitsparameters te bewaken, waaronder de Secchi-diepte, chlorofyldichtheid en totaal fosfor. Weersatellieten worden gebruikt in de meteorologie en klimatologie.
• De methode van spectrale beeldvorming produceert beelden waarin elke pixel volledige spectrale informatie bevat, waarbij smalle spectrale bereiken binnen een continu spectrum worden weergegeven. Spectrale beeldvormingsapparatuur wordt gebruikt om verschillende problemen op te lossen, waaronder die welke worden gebruikt in mineralogie, biologie, militaire aangelegenheden en metingen van omgevingsparameters.
• Als onderdeel van de strijd tegen woestijnvorming maakt teledetectie het mogelijk om gebieden die op lange termijn gevaar lopen te observeren, de factoren van woestijnvorming te bepalen, de diepte van hun impact te beoordelen en ook de nodige informatie te verstrekken aan degenen die verantwoordelijk zijn voor het nemen van beslissingen over het nemen van passende milieubeschermingsmaatregelen.

Gegevensverwerking

Bij remote sensing wordt in de regel gebruik gemaakt van de verwerking van digitale gegevens, aangezien het momenteel in dit formaat is dat remote sensinggegevens worden ontvangen. In digitaal formaat is het gemakkelijker om informatie te verwerken en op te slaan. Een tweedimensionaal beeld in één spectraal bereik kan worden weergegeven als een matrix (tweedimensionale reeks) van getallen ik (ik, j), die elk de intensiteit vertegenwoordigen van de straling die door de sensor wordt ontvangen van het element van het aardoppervlak, wat overeenkomt met één beeldpixel.

De afbeelding bestaat uit: n x m pixels, elke pixel heeft coördinaten (ik, j)- regelnummer en kolomnummer. Nummer ik (ik, j)- een geheel getal en wordt het grijsniveau (of spectrale helderheid) van de pixel genoemd (ik, j). Als het beeld wordt verkregen in verschillende bereiken van het elektromagnetische spectrum, wordt het weergegeven door een driedimensionaal rooster dat bestaat uit getallen ik (ik, j, k), waar k- spectraal kanaalnummer. Wiskundig gezien is het niet moeilijk om in deze vorm verkregen digitale gegevens te verwerken.

Om een ​​afbeelding correct weer te geven van digitale records die worden geleverd door informatie-ontvangende punten, is het noodzakelijk om het recordformaat (datastructuur) te kennen, evenals het aantal rijen en kolommen. Er worden vier formaten gebruikt, die de gegevens ordenen als:

• zone volgorde ( Band Sequental, BSQ);
• zones afwisselend in rijen ( Band doorschoten door Line, BIL);
• zones afgewisseld door pixels ( Band doorschoten door Pixel, BIP);
• een reeks zones met informatiecompressie in een bestand met behulp van de groepscoderingsmethode (bijvoorbeeld in jpg-indeling).

BIJ BSQ-formaat elke zoneafbeelding bevindt zich in een apart bestand. Dit is handig wanneer u niet met alle zones tegelijk hoeft te werken. Eén zone is gemakkelijk te lezen en te visualiseren, zoneafbeeldingen kunnen in elke gewenste volgorde worden geladen.

BIJ BIL-formaat zonegegevens worden regel voor regel naar één bestand geschreven, waarbij zones in regels worden afgewisseld: 1e regel van de 1e zone, 1e regel van de 2e zone, ..., 2e regel van de 1e zone, 2-de regel van de 2e zone , enz. Deze invoer is handig wanneer alle zones tegelijkertijd worden geanalyseerd.

BIJ BIP-formaat de zonale waarden van de spectrale helderheid van elke pixel worden opeenvolgend opgeslagen: eerst de waarden van de eerste pixel in elke zone, dan de waarden van de tweede pixel in elke zone, enz. Dit formaat is gecombineerd genoemd. Dit is handig bij het per pixel verwerken van een afbeelding met meerdere zones, bijvoorbeeld in classificatie-algoritmen.

Groepscodering gebruikt om de hoeveelheid rasterinformatie te verminderen. Dergelijke formaten zijn handig voor het opslaan van grote snapshots; om ermee te werken, hebt u een hulpmiddel voor het uitpakken van gegevens nodig.

Afbeeldingsbestanden worden meestal geleverd met de volgende aanvullende afbeeldingsgerelateerde informatie:

• beschrijving van het gegevensbestand (formaat, aantal rijen en kolommen, resolutie, enz.);
• statistische gegevens (kenmerken van helderheidsverdeling - minimale, maximale en gemiddelde waarde, spreiding);
• kaart projectie gegevens.

Aanvullende informatie is opgenomen in de kop van het afbeeldingsbestand of in een apart tekstbestand met dezelfde naam als het afbeeldingsbestand.

Afhankelijk van de mate van complexiteit worden de volgende niveaus van verwerking van CS aan gebruikers onderscheiden:

• 1A is een radiometrische correctie van vervormingen veroorzaakt door verschillen in gevoeligheid van individuele sensoren.
• 1B - radiometrische correctie op verwerkingsniveau 1A en geometrische correctie van systematische sensorvervormingen, waaronder panoramische vervormingen, vervormingen veroorzaakt door de rotatie en kromming van de aarde, fluctuaties in de hoogte van de satellietbaan.
• 2A - beeldcorrectie op niveau 1B en correctie in overeenstemming met een bepaalde geometrische projectie zonder gebruik van grondcontrolepunten. Voor geometrische correctie wordt een globaal digitaal hoogtemodel gebruikt ( DEM, DEM) met een opstapje op de grond van 1 km. De gebruikte geometrische correctie elimineert systematische sensorvervormingen en projecteert het beeld in een standaardprojectie ( UTM WGS-84), met behulp van bekende parameters (satelliet-efemeride gegevens, ruimtelijke positie, enz.).
• 2B - beeldcorrectie op niveau 1B en correctie in overeenstemming met een bepaalde geometrische projectie met behulp van controlegrondpunten;
• 3 - beeldcorrectie op 2B-niveau plus correctie met terrein-DEM (orthorectificatie).
• S - beeldcorrectie met behulp van een referentiebeeld.

De kwaliteit van gegevens die via teledetectie worden verkregen, hangt af van hun ruimtelijke, spectrale, radiometrische en temporele resolutie.

Ruimtelijke resolutie

Het wordt gekenmerkt door de grootte van een pixel (op het aardoppervlak), vastgelegd in een rasterafbeelding - varieert meestal van 1 tot 4000 meter.

Spectrale resolutie

Landsat-gegevens omvatten zeven banden, waaronder infrarood, variërend van 0,07 tot 2,1 µm. De Hyperion-sensor van Earth Observing-1 is in staat 220 spectrale banden van 0,4 tot 2,5 µm op te nemen, met een spectrale resolutie van 0,1 tot 0,11 µm.

radiometrische resolutie

Het aantal signaalniveaus dat de sensor kan registreren. Meestal varieert dit van 8 tot 14 bits, wat 256 tot 16.384 niveaus oplevert. Deze eigenschap is ook afhankelijk van het geluidsniveau in het instrument.

Tijdelijke toestemming

De frequentie van de satelliet die over het interessegebied gaat. Het is van waarde bij de studie van reeksen afbeeldingen, bijvoorbeeld bij de studie van bosdynamiek. Aanvankelijk werd serieanalyse uitgevoerd voor de behoeften van de militaire inlichtingendienst, met name om veranderingen in infrastructuur en vijandelijke bewegingen te volgen.

Om nauwkeurige kaarten te maken op basis van teledetectiegegevens, is een transformatie nodig om geometrische vervormingen te elimineren. Een afbeelding van het aardoppervlak met een apparaat dat precies naar beneden is gericht, bevat alleen een onvervormd beeld in het midden van het beeld. Naarmate je naar de randen toe beweegt, worden de afstanden tussen punten op het beeld en de overeenkomstige afstanden op aarde steeds meer verschillend. Correctie van dergelijke vervormingen wordt uitgevoerd in het proces van fotogrammetrie. Sinds het begin van de jaren negentig zijn de meeste commerciële satellietbeelden al gecorrigeerd verkocht.

Daarnaast kan radiometrische of atmosferische correctie nodig zijn. Radiometrische correctie zet discrete signaalniveaus, zoals 0 tot 255, om in hun werkelijke fysieke waarden. Atmosferische correctie elimineert de spectrale vervormingen die worden veroorzaakt door de aanwezigheid van de atmosfeer.

Als onderdeel van het NASA Earth Observing System-programma werden de niveaus van remote sensing-gegevensverwerking geformuleerd:

Peil	Beschrijving
0	Gegevens komen rechtstreeks van het apparaat, zonder overhead (sync frames, headers, herhalingen).
1a	Gereconstrueerde apparaatgegevens voorzien van tijdmarkeringen, radiometrische coëfficiënten, efemeriden (orbitale coördinaten) van de satelliet.
1b	Gegevens van niveau 1a omgezet in fysieke eenheden.
2	Afgeleide geofysische variabelen (golfhoogte oceaan, bodemvocht, ijsconcentratie) met dezelfde resolutie als Tier 1-gegevens.
3	Variabelen weergegeven in de universele ruimte-tijdschaal, eventueel aangevuld met interpolatie.
4	Gegevens verkregen als resultaat van berekeningen op basis van eerdere niveaus.

Training en onderwijs

In de meeste instellingen voor hoger onderwijs wordt remote sensing onderwezen in de vakgroepen aardrijkskunde. De relevantie van teledetectie neemt in de moderne informatiemaatschappij voortdurend toe. Deze discipline is een van de sleuteltechnologieën van de lucht- en ruimtevaartindustrie en is van groot economisch belang - zo worden de nieuwe TerraSAR-X- en RapidEye-sensoren voortdurend ontwikkeld en neemt ook de vraag naar geschoolde arbeidskrachten voortdurend toe. Daarnaast heeft teledetectie een extreem grote impact op het dagelijks leven, van weersrapportage tot klimaatverandering en het voorspellen van natuurrampen. Zo gebruikt 80% van de Duitse studenten Google Earth; alleen al in 2006 werd het programma 100 miljoen keer gedownload. Studies tonen echter aan dat slechts een klein deel van deze gebruikers fundamentele kennis heeft van de gegevens waarmee ze werken. Er is momenteel een enorme kenniskloof tussen het gebruik en het begrip van satellietbeelden. Het onderwijzen van teledetectieprincipes is zeer oppervlakkig in de overgrote meerderheid van onderwijsinstellingen, ondanks de dringende noodzaak om de kwaliteit van het onderwijs in dit onderwerp te verbeteren. Veel van de computersoftwareproducten die speciaal zijn ontworpen voor de studie van teledetectie zijn nog niet geïntroduceerd in het onderwijssysteem, voornamelijk vanwege hun complexiteit. Dus in veel gevallen is deze discipline ofwel helemaal niet opgenomen in het curriculum, of bevat geen cursus in de wetenschappelijke analyse van analoge beelden. In de praktijk vereist het onderwerp teledetectie een consolidering van natuurkunde en wiskunde, evenals een hoog niveau van bekwaamheid in het gebruik van andere hulpmiddelen en technieken dan de eenvoudige visuele interpretatie van satellietbeelden.

Stuur uw goede werk in de kennisbank is eenvoudig. Gebruik het onderstaande formulier

Studenten, afstudeerders, jonge wetenschappers die de kennisbasis gebruiken in hun studie en werk zullen je zeer dankbaar zijn.

Gehost op http://www.allbest.ru/

1. Basisconcepten van teledetectie van de aarde. Remote sensing schema

remote sensing aarde geodetisch

Remote sensing of the Earth (ERS) - het verkrijgen van informatie over het aardoppervlak en objecten erop, de atmosfeer, de oceaan, de bovenste laag van de aardkorst door middel van contactloze methoden, waarbij het opnameapparaat wordt verwijderd uit de studieobject op grote afstand.

De fysieke basis van teledetectie is de functionele relatie tussen de geregistreerde parameters van de eigen of gereflecteerde straling van het object en zijn biogeofysische kenmerken en ruimtelijke positie.

Remote sensing wordt gebruikt om de fysische en chemische eigenschappen van objecten te bestuderen.

Er zijn twee onderling samenhangende richtingen in teledetectie:

Natuurwetenschappen (onderzoek op afstand)

Engineering (methoden op afstand)

teledetectie

technieken voor teledetectie

Het onderwerp van teledetectie als wetenschap zijn de tijd-ruimtelijke eigenschappen en relaties van natuurlijke en sociaal-economische objecten, die zich direct of indirect manifesteren in hun eigen of gereflecteerde straling, op afstand vastgelegd vanuit de ruimte of vanuit de lucht in de vorm van een twee- dimensionale afbeelding - een momentopname.

Remote sensing-methoden zijn gebaseerd op het gebruik van sensoren die op ruimtevaartuigen worden geplaatst en elektromagnetische straling registreren in formaten die veel geschikter zijn voor digitale verwerking, en in een veel groter bereik van het elektromagnetische spectrum.

Bij teledetectie wordt gebruik gemaakt van het infraroodbereik van gereflecteerde straling, thermisch infrarood en radiobereik van het elektromagnetische spectrum.

Het proces van het verzamelen van teledetectiegegevens en het gebruik ervan in geografische informatiesystemen (GIS).

2. Soorten ruimteonderzoeken

Ruimtefotografie neemt een van de leidende plaatsen in tussen de verschillende methoden van teledetectie. Het wordt uitgevoerd met behulp van:

* kunstmatige satellieten van de aarde (ISS),

* interplanetaire automatische stations,

* lange termijn orbitale stations,

* bemand ruimtevaartuig.

Tabblad. De belangrijkste ruimtehavens die worden gebruikt voor het lanceren van landmetersatellieten.

Ruimtesystemen (complexen) voor het bewaken van de omgeving omvatten (en presteren):

1. Satellietsystemen in een baan om de aarde (missie- en onderzoekscontrolecentrum),

2. Ontvangst van informatie door grondontvangstpunten, relaissatellieten,

3. Opslag en distributie van materialen (primaire verwerkingscentra, beeldarchieven). Er is een systeem voor het ophalen van informatie ontwikkeld dat zorgt voor de accumulatie en systematisering van materialen die worden ontvangen van kunstmatige aardsatellieten.

Banen van ruimtevaartuigen.

Carrier-banen zijn onderverdeeld in 3 soorten:

* equatoriaal,

* polair (pool),

* schuin.

Banen zijn onderverdeeld in:

* cirkelvormig (meer precies, dicht bij cirkelvormig). Satellietbeelden die zijn verkregen van een ruimteschip dat in een cirkelbaan bewoog, hebben ongeveer dezelfde schaal.

* elliptisch.

Banen onderscheiden zich ook door hun positie ten opzichte van de aarde of de zon:

* geosynchrone (ten opzichte van de aarde)

* heliosynchrone (ten opzichte van de zon).

Geosynchronous - een ruimtevaartuig beweegt met een hoeksnelheid gelijk aan de snelheid van de rotatie van de aarde. Dit creëert het effect van de ruimtedrager die op een punt "zweeft", wat handig is voor continu onderzoek van hetzelfde gebied van het aardoppervlak.

Heliosynchronous (of zonsynchrone) - een ruimtevaartuig passeert bepaalde delen van het aardoppervlak op dezelfde lokale tijd, die wordt gebruikt bij de productie van meerdere onderzoeken onder dezelfde lichtomstandigheden. Heliosynchrone banen - banen, bij het fotograferen van waaruit de zonneverlichting van het aardoppervlak (de hoogte van de zon) gedurende een vrij lange tijd praktisch onveranderd blijft (bijna tijdens het seizoen). Dit wordt op de volgende manier bereikt. Aangezien het vlak van elke baan, onder invloed van de niet-bolvorm van de aarde, een beetje ontvouwt (precessen), blijkt dat door een bepaalde verhouding van helling en hoogte van de baan te kiezen, het mogelijk is om te bereiken dat de grootte van de precessie is gelijk aan de dagelijkse rotatie van de aarde rond de zon, d.w.z. ongeveer 1 ° per dag. Onder bijna-aardbanen is het mogelijk om slechts enkele zonsynchrone banen te creëren, waarvan de helling altijd omgekeerd is. Op een baanhoogte van 1000 km moet de helling bijvoorbeeld 99° zijn.

Soorten schieten.

Ruimtebeeldvorming wordt op verschillende manieren uitgevoerd (Fig. "Classificatie van ruimtebeelden door spectrale bereiken en beeldvormingstechnologie").

Afhankelijk van de aard van de dekking van het aardoppervlak door satellietbeelden, kunnen de volgende onderzoeken worden onderscheiden:

* enkele fotografie,

* traject,

* waarneming,

* wereldwijde opnames.

Enkelvoudig (selectief) fotograferen wordt uitgevoerd door astronauten met handcamera's. Foto's zijn meestal verkregen perspectief met aanzienlijke hellingshoeken.

Route-onderzoek van het aardoppervlak wordt uitgevoerd langs het pad van de satelliet. De breedte van het onderzoekszwad is afhankelijk van de vlieghoogte en de kijkhoek van het beeldvormingssysteem.

Gericht (selectief) onderzoek is ontworpen om beelden te verkrijgen van speciaal gespecificeerde delen van het aardoppervlak weg van de weg.

Globale beeldvorming wordt uitgevoerd door geostationaire en polaire satellieten. satellieten. Vier tot vijf geostationaire satellieten in een equatoriale baan zorgen voor praktisch continue verwerving van kleinschalige panoramische beelden van de hele aarde (ruimtepatrouilles), behalve de poolkappen.

ruimtevaart afbeelding

Een ruimtevaartafbeelding is een tweedimensionaal beeld van echte objecten, dat wordt verkregen volgens bepaalde geometrische en radiometrische (fotometrische) wetten door op afstand de helderheid van objecten te registreren en bedoeld is om zichtbare en verborgen objecten, verschijnselen en processen van de omgeving te bestuderen wereld, maar ook om hun ruimtelijke positie te bepalen.

Een ruimtebeeld in zijn geometrische eigenschappen verschilt niet fundamenteel van een luchtfoto, maar heeft kenmerken die verband houden met:

* fotograferen vanaf grote hoogte,

* en hoge snelheid.

Lucht- en ruimtevaartfotografie wordt uitgevoerd in het zichtbare en onzichtbare bereik van elektromagnetische golven, waarbij:

1. fotografisch - zichtbaar bereik;

2. niet-fotografisch - zichtbare en onzichtbare bereiken, waarbij:

· zichtbaar bereik - spectrometrische is gebaseerd op het verschil in de spectrale reflectiecoëfficiënten van geologische objecten. De resultaten worden op magneetband vastgelegd en op de kaart gemarkeerd. Het is mogelijk om film- en fotocamera's te gebruiken;

Onzichtbaar bereik: radar (radiothermische RT en radarradar), ultraviolet UV, infrarood IR, opto-elektronisch (scanner), laser (lidar).

Zichtbaar en nabij infrarood gebied. De meest complete hoeveelheid informatie wordt verkregen in de meest ontwikkelde zichtbare en nabij-infraroodgebieden. Lucht- en ruimteonderzoek in het zichtbare en nabij-infrarode golflengtebereik worden uitgevoerd met behulp van de volgende systemen:

* Televisie,

* fotografisch,

* opto-elektronisch scannen,

3. Fotografische systemen

Momenteel is er een brede klasse van teledetectiesystemen

het vormen van een beeld van het onderliggende te onderzoeken oppervlak.Binnen deze klasse van apparatuur zijn verschillende subklassen te onderscheiden die verschillen in het spectrale bereik van de gebruikte elektromagnetische straling en in het type gedetecteerde stralingsontvanger, ook al naar gelang de actieve of passieve methode ( fotografische en fototelevisie-sondesystemen: scansystemen van het zichtbare en IR-bereik, optische televisie - mechanische en optisch-elektronische scanning radiometers en multispectrale scanners optische televisiesystemen: side-scan radarsystemen (RLSBO);

Fotografische beelden van het aardoppervlak worden verkregen van bemande ruimtevaartuigen en orbitale stations of van automatische satellieten.Een onderscheidend kenmerk van satellietbeelden (CS) is een hoge mate van

zichtbaarheidsdekking van grote oppervlakken met één afbeelding - Afhankelijk van het type gebruikte apparatuur en fotografische films, kan fotografie worden uitgevoerd in het gehele zichtbare bereik van het elektromagnetische spectrum in de afzonderlijke zones, evenals in de nabije IR (infrarood) bereik

De schaal van het onderzoek hangt af van de twee belangrijkste parameters van de onderzoekshoogte en de brandpuntsafstand van de lens - Met ruimtecamera's kunt u, afhankelijk van de helling van de optische as, geplande en perspectiefbeelden van het aardoppervlak verkrijgen. , er wordt fotografische apparatuur met hoge resolutie gebruikt waarmee u (CS) kunt verkrijgen met een overlap van 60% of meer - Het spectrale bereik van fotograferen beslaat het zichtbare deel van de nabij-infraroodzone (tot 0,86 micron). De bekende tekortkomingen van de fotografische methode houden verband met de noodzaak om de film terug te brengen naar de aarde en de beperkte voorraad aan boord. Fotografische opnamen zijn momenteel echter de meest informatieve manier van fotograferen vanuit de ruimte - het optimale afdrukformaat is 18x18 cm, wat, zoals de ervaring leert, consistent is met de fysiologie van het menselijk zicht, waardoor u het hele beeld tegelijkertijd kunt zien topografische referentie van controlepunten met een nauwkeurigheid van 0,1 mm of meer. Voor de installatie van fotoschema's worden alleen geplande CS's gebruikt

Om een ​​doorgaans veelbelovende CS op meerdere schalen naar de geplande te brengen, wordt een speciaal proces genaamd transformatie gebruikt.

4. Televisiesystemen

TV en scanner foto's. Televisie- en scannerfotografie maken het mogelijk om systematisch beelden te verkrijgen en deze op ontvangststations naar de aarde te verzenden. Er wordt gebruik gemaakt van personeel en scansystemen. In het eerste geval is dit een miniatuur televisiecamera waarin het optische beeld dat door de lens op het scherm wordt opgebouwd, wordt omgezet in de vorm van elektrische signalen en via radiokanalen naar de grond wordt verzonden - in het tweede geval de zwaaiende spiegel van de scanner aan boord vangt de lichtstroom die wordt gereflecteerd door de aarde, die de fotomultiplier binnengaat. De geconverteerde scannersignalen worden via radiokanalen naar de aarde gestuurd. Bij ontvangststations worden ze als beelden opgenomen. Trillingen van de spiegel vormen lijnen van het beeld, de beweging van de drager stelt je in staat om lijnen te verzamelen en een beeld te vormen. Televisie- en scannerbeelden kunnen in realtime worden verzonden, d.w.z. tijdens de passage van de satelliet over het onderwerp. Efficiëntie is het kenmerk van deze methode. De kwaliteit van de afbeeldingen is echter wat inferieur aan fotografische afbeeldingen. De resolutie van scannerbeelden wordt bepaald door het scanelement en is momenteel 80-30 m. Beelden van dit type onderscheiden zich door een lijnrasterstructuur die alleen zichtbaar is wanneer ingezoomd op afbeeldingen met een hoge resolutie. Scannerafbeeldingen met een grote dekking vertonen aanzienlijke geometrische vervormingen. Gescande afbeeldingen worden in digitale vorm ontvangen, wat computerverwerking vergemakkelijkt.

Televisie- en scanneropnamen worden gemaakt vanaf meteorologische satellieten en resource-satellieten LandSat, Meteor-Priroda, Resource 0. In een versie met meerdere zones.

Aardbanen met een hoogte van 600-1400 km., Schalen van 1:10.000.000 tot 1:1.000.000 en 1:100.000 met een resolutie van 1-2 km tot 30 m. LandSat heeft bijvoorbeeld 4 spectrale beeldbereiken in het zichtbare en nabij-infraroodbereik met een resolutie van 30 m. Met "Meteor-Nature"-scanners kunt u een kleine (1,5 km), medium (230 m) en hoge resolutie tot 80-40 m, Resource -0 medium (170 m) ) en hoge (40 m) scanners.

CCD-afbeeldingen met meerdere elementen. Een verdere verhoging van de resolutie met de opnamesnelheid hangt samen met de introductie van elektronische camera's. Ze gebruiken multi-element lineaire en matrix stralingsontvangers, bestaande uit ladingsgekoppelde apparaten (lichtgevoelige detectorelementen). Een lineaire reeks detectoren implementeert een snapshotrij, de accumulatie van rijen als gevolg van de beweging van de drager. (vergelijkbaar met een scanner), maar geen oscillerende spiegels en hogere resolutie. Bronbeelden met hoge resolutie (40 m) Bron- en Franse SPOT-satelliet, tot 10 m. Bij fototelevisie, fotograferen met een camera (resulterend in goede kwaliteit) en uitzending via televisiezenders - Zo worden de voordelen van fotografie met zijn hoge resolutie en snelle levering van beelden gecombineerd.

5. Scannersystemen

Op dit moment worden voor metingen vanuit de ruimte meestal multispectrale (multispectrale) camera's gebruikt. optisch-mechanische systemen - scanners die voor verschillende doeleinden op satellieten zijn geïnstalleerd. Met behulp van scanners worden beelden gevormd, bestaande uit vele afzonderlijke, opeenvolgend verkregen elementen. De term "scannen" betekent het scannen van het beeld met behulp van een scanelement (een zwaaiende of roterende spiegel), die het gebied element voor element scant over de beweging van de drager en een stralingsflux naar de lens stuurt en vervolgens naar een puntsensor die converteert het lichtsignaal in een elektrisch signaal.

Dit elektrische signaal wordt via communicatiekanalen naar de ontvangststations gestuurd. Het beeld van het terrein wordt continu verkregen op een band die bestaat uit strepen - scans, gevouwen door afzonderlijke elementen - pixels. Scannerbeelden kunnen in alle spectrale bereiken worden verkregen, maar het zichtbare en IR-bereik zijn bijzonder effectief. Bij het fotograferen van het aardoppervlak met behulp van scansystemen, wordt een beeld gevormd waarvan elk element overeenkomt met de helderheid van de straling van het gebied dat zich binnen het momentane gezichtsveld bevindt. Een scannerbeeld is een geordend pakket helderheidsgegevens dat via radiokanalen naar de aarde wordt verzonden, dat wordt vastgelegd op een magneetband (in digitale vorm) en vervolgens kan worden omgezet in een framevorm. De belangrijkste kenmerken van de scanner zijn de scan(kijk)hoek en de momentane beeldhoek, waarvan de grootte bepalend is voor de breedte van de gefilmde strook en resolutie. Afhankelijk van de grootte van deze hoeken, worden scanners onderverdeeld in nauwkeurig en onderzoek. Voor precisiescanners wordt de scanhoek verminderd tot ±5° en voor surveyscanners wordt deze vergroot tot ±50°. De resolutiewaarde is omgekeerd evenredig met de breedte van de gefilmde band. Een nieuwe generatie scanner, de "thematic cartograaf" genaamd, die was uitgerust met Amerikaanse satellieten, heeft zich goed bewezen

Landsat 5 en Landsat 7. De scanner van het type "thematic mapper" werkt in zeven banden met een resolutie van 30 m in het zichtbare bereik van het spectrum en 120 m in het IR-bereik. Deze scanner geeft een grote informatiestroom, waarvan de verwerking meer tijd vraagt; in verband hiermee vertraagt ​​de beeldtransmissiesnelheid (het aantal pixels in de beelden bereikt meer dan 36 miljoen op elk van de kanalen). Scanapparatuur kan niet alleen worden gebruikt om beelden van de aarde te verkrijgen, maar ook om stralingsscanning-radiometers en scanstralingsspectrometers te meten.

6. Laserscansystemen

Nog maar tien jaar geleden was het heel moeilijk om je zelfs maar voor te stellen dat ze een apparaat zouden maken dat in één seconde tot een half miljoen complexe metingen zou kunnen doen. Tegenwoordig worden dergelijke apparaten niet alleen gemaakt, maar ook op grote schaal gebruikt.

Laserscansystemen - het is al moeilijk om zonder te doen in veel industrieën, zoals mijnbouw, industrie, topografisch onderzoek, architectuur, archeologie, civiele techniek, monitoring, stadsmodellering en meer.

De fundamentele technische parameters van terrestrische laserscanners zijn de snelheid, nauwkeurigheid en het bereik van metingen. De keuze van het model hangt grotendeels af van het soort werk en objecten waarop de scanners zullen worden gebruikt. In grote steengroeven is het bijvoorbeeld beter om apparaten met een grotere nauwkeurigheid en bereik te gebruiken. Voor architectonisch werk is een bereik van 100-150 meter voldoende, maar een apparaat met een nauwkeurigheid tot 1 cm is vereist.Als we het hebben over de snelheid van het werk, dan geldt in dit geval hoe hoger, hoe beter Cursus.

Onlangs is op de grond gebaseerde laserscantechnologie in toenemende mate gebruikt om technische geodesieproblemen op te lossen in verschillende gebieden van de bouw en de industrie. De groeiende populariteit van laserscannen is te danken aan een aantal voordelen die de nieuwe technologie biedt ten opzichte van andere meetmethoden. Van de voordelen wil ik de belangrijkste benadrukken: een toename van de werksnelheid en een afname van de arbeidskosten. De opkomst van nieuwe, productievere scannermodellen, de verbetering van softwaremogelijkheden, laat ons hopen op een verdere uitbreiding van de reikwijdte van terrestrische laserscanning.

Het eerste scanresultaat is een puntenwolk, die de maximale informatie over het te bestuderen object bevat, of het nu een gebouw, een technische constructie, een architectonisch monument, enz. is. Met behulp van de puntenwolk in de toekomst is het mogelijk om verschillende problemen op te lossen:

Het verkrijgen van een driedimensionaal model van het object;

Verkrijgen van tekeningen, waaronder tekeningen van doorsneden;

Identificatie van gebreken en verschillende ontwerpen in vergelijking met het ontwerpmodel;

· bepaling en evaluatie van rekwaarden door vergelijking met eerder uitgevoerde metingen;

Het verkrijgen van topografische plannen door de methode van virtueel onderzoek.

Bij het onderzoeken van complexe industriële faciliteiten met traditionele methoden, worden uitvoerders vaak geconfronteerd met het feit dat bepaalde metingen worden gemist tijdens veldwerk. De overvloed aan contouren, een groot aantal individuele objecten leiden tot onvermijdelijke fouten. De door laserscanning verkregen materialen bevatten meer volledige informatie over het onderwerp. Voordat het scanproces begint, maakt de laserscanner panoramische foto's, wat de informatie-inhoud van de verkregen resultaten aanzienlijk verhoogt.

Terrestrische laserscantechnologie die wordt gebruikt om driedimensionale modellen van objecten te maken, topografische plattegronden van complexe beladen gebieden, verhoogt de arbeidsproductiviteit aanzienlijk en verlaagt de tijdskosten. De ontwikkeling en implementatie van nieuwe technologieën voor de productie van geodetische werken zijn altijd uitgevoerd om de tijd van veldwerk te verminderen. Het is veilig om te zeggen dat laserscannen volledig aan dit principe voldoet.

Terrestrische laserscantechnologie is voortdurend in ontwikkeling. Dit geldt ook voor de verbetering van het ontwerp van laserscanners en de ontwikkeling van softwarefuncties die worden gebruikt om apparaten aan te sturen en de verkregen resultaten te verwerken.

7. Stefan-Boltzmann-wet

Verwarmde lichamen stralen energie uit in de vorm van elektromagnetische golven van verschillende lengtes. Als we zeggen dat een lichaam "roodgloeiend" is, betekent dit dat de temperatuur hoog genoeg is om thermische straling te laten optreden in het zichtbare, lichte deel van het spectrum. Op atomair niveau wordt straling een gevolg van de emissie van fotonen door aangeslagen atomen. De wet die de afhankelijkheid van de energie van thermische straling van temperatuur beschrijft, werd verkregen op basis van een analyse van experimentele gegevens door de Oostenrijkse natuurkundige Josef Stefan en theoretisch onderbouwd ook door de Oostenrijker Ludwig Boltzmann.

Om te begrijpen hoe deze wet werkt, stel je een atoom voor dat licht uitstraalt in de ingewanden van de zon. Licht wordt onmiddellijk door een ander atoom geabsorbeerd, erdoor opnieuw uitgezonden - en dus langs de keten van atoom naar atoom doorgegeven, waardoor het hele systeem in een staat van energiebalans verkeert. In een evenwichtstoestand wordt licht met een strikt gedefinieerde frequentie door het ene atoom op de ene plaats geabsorbeerd, gelijktijdig met de emissie van licht met dezelfde frequentie door een ander atoom op een andere plaats. Als resultaat blijft de lichtintensiteit van elke golflengte van het spectrum ongewijzigd.

De temperatuur in de zon daalt naarmate je verder van het centrum weggaat. Daarom, als je naar het oppervlak beweegt, komt het spectrum van lichtstraling overeen met hogere temperaturen dan de omgevingstemperatuur. Als gevolg hiervan zal tijdens herhaalde emissie, volgens de wet van Stefan-Boltzmann, het optreden bij lagere energieën en frequenties, maar tegelijkertijd zal vanwege de wet van behoud van energie een groter aantal fotonen worden uitgezonden. Dus tegen de tijd dat het het oppervlak bereikt, zal de spectrale verdeling overeenkomen met de temperatuur van het oppervlak van de zon (ongeveer 5.800 K), en niet met de temperatuur in het centrum van de zon (ongeveer 15.000.000 K). De energie die naar het oppervlak van de zon komt (of naar het oppervlak van een heet object) verlaat het in de vorm van straling. De wet van Stefan-Boltzmann vertelt ons alleen wat de uitgestraalde energie is. Deze wet is als volgt geschreven:

waarbij T de temperatuur is (in kelvin) en y de constante van Boltzmann is. Uit de formule blijkt dat naarmate de temperatuur stijgt, de helderheid van het lichaam niet alleen toeneemt, maar in veel grotere mate toeneemt. Verdubbel de temperatuur en de helderheid wordt 16 keer groter!

Dus volgens deze wet straalt elk lichaam met een temperatuur boven het absolute nulpunt energie uit. Dus waarom, vraagt ​​men zich af, zijn niet alle lichamen lange tijd afgekoeld tot het absolute nulpunt? Waarom koelt bijvoorbeeld uw lichaam, dat voortdurend thermische energie uitstraalt in het infraroodbereik, kenmerkend voor de temperatuur van het menselijk lichaam (iets meer dan 300 K), niet af?

Het antwoord op deze vraag bestaat eigenlijk uit twee delen. Ten eerste krijg je met voedsel energie van buitenaf, die in het proces van metabolische assimilatie van voedselcalorieën door het lichaam wordt omgezet in thermische energie, die de door je lichaam verloren energie aanvult in overeenstemming met de wet van Stefan-Boltzmann. Een dood warmbloedig dier koelt zeer snel af tot omgevingstemperatuur, omdat de energietoevoer naar zijn lichaam stopt.

Nog belangrijker is echter dat de wet geldt voor alle lichamen zonder uitzondering met een temperatuur boven het absolute nulpunt. Vergeet daarom, wanneer u uw thermische energie aan de omgeving geeft, niet dat de lichamen waaraan u energie geeft - bijvoorbeeld meubels, muren, lucht - op hun beurt thermische energie uitstralen en aan u wordt overgedragen. Als de omgeving kouder is dan je lichaam (zoals meestal het geval is), compenseert de thermische straling slechts een deel van het warmteverlies van je lichaam en compenseert het het tekort met behulp van interne middelen. Als de omgevingstemperatuur dicht bij of hoger is dan uw lichaamstemperatuur, kunt u de overtollige energie die tijdens de stofwisseling in uw lichaam vrijkomt door middel van straling niet kwijt. En dan komt het tweede mechanisme om de hoek kijken. Je begint te zweten en samen met zweetdruppels verlaat overtollige warmte je lichaam via de huid.

In de bovenstaande formulering is de wet van Stefan-Boltzmann alleen van toepassing op een absoluut zwart lichaam, dat alle straling absorbeert die op het oppervlak valt. Echte fysieke lichamen absorberen slechts een deel van de straalenergie en de rest wordt erdoor gereflecteerd, maar het patroon volgens welke de specifieke kracht van straling van hun oppervlak evenredig is met T 4, blijft in dit geval in de regel ook behouden in dit geval moet de Boltzmann-constante echter worden vervangen door een andere coëfficiënt , die de eigenschappen van een echt fysiek lichaam weerspiegelt. Dergelijke constanten worden meestal experimenteel bepaald.

8. Geschiedenis van de ontwikkeling van teledetectiemethoden

Getekende afbeeldingen - Foto's - fototheodolietonderzoek op de grond - Luchtfoto's - luchtmethoden - Het concept van teledetectie verscheen in de 19e eeuw - Vervolgens begon teledetectie in het militaire veld te worden gebruikt om informatie over de vijand te verzamelen en strategische beslissingen te nemen - Na de Tweede Wereldoorlog begon teledetectie te worden gebruikt voor observatie van het milieu en beoordeling van de ontwikkeling van territoria, evenals voor civiele cartografie.

In de jaren 60 van de twintigste eeuw, met de komst van ruimteraketten en satellieten, ging teledetectie de ruimte in. -1960 - lancering van verkenningssatellieten in het kader van de CORONA-, ARGON- en LANYARD-programma's. -Programma Mercurius - ontvangen beelden van de aarde. Project Gemini (1965-1966) - systematische verzameling van teledetectiegegevens. Apollo-programma (1968-1975) - remote sensing van het aardoppervlak en landing van een man op de maan - Lancering van het Skylab-ruimtestation (1973-1974), - verkenning van aardse hulpbronnen. Vluchten van spaceshuttles (1981). Het verkrijgen van multi-zone beelden met een resolutie van 100 meter in het zichtbare en nabij-infrarood bereik met behulp van negen spectrale kanalen.

9. Oriëntatie-elementen van ruimtebeelden

De positie van het beeld op het moment van fotograferen wordt bepaald door drie elementen van interne oriëntatie - de brandpuntsafstand van de camera f, de coördinaten x0, y0 van het hoofdpunt o (Fig. 1) en zes elementen van externe oriëntatie - de coördinaten van het projectiecentrum S - XS, YS, ZS, de longitudinale en transversale hellingshoeken van het beeld b en u en rotatiehoek h.

Er is een verband tussen de coördinaten van het objectpunt en zijn afbeelding in de afbeelding:

waarbij X, Y, Z en XS, YS, ZS de coördinaten zijn van de punten M en S in het OXYZ-systeem; X", Y", Z" - coördinaten van het punt m in het SXYZ-systeem evenwijdig aan OXYZ, berekend uit de x- en y-vlakcoördinaten:

a1 \u003d cos bcosch - sinbsinschsinch

a2 \u003d - cossinch - sinbsin schcosch

a3 \u003d - sinаcos u

b2 = cosschkosch (3)

c1 \u003d sinbcosch + cosbsinschsinch,

c2 \u003d - sinbcosch + cosbsinschcosch,

Richting cosinus.

De formules voor de verbinding tussen de coördinaten van het punt M van het object (Fig. 2) en de coördinaten van zijn afbeeldingen m1 en m2 op het stereopaar P1 - P2 hebben de vorm:

BX, BY en BZ - projecties van de basis B op de coördinaatassen. Als de uitwendige oriëntatie-elementen van het stereopaar bekend zijn, kunnen de coördinaten van het objectpunt worden bepaald met formule (4) (directe resectiemethode). Met behulp van een enkele afbeelding kan de positie van het punt van een object worden gevonden in het specifieke geval dat het object vlak is, bijvoorbeeld vlak terrein (Z = const). De x- en y-coördinaten van de beeldpunten worden gemeten met een monocomparator of een stereocomparator. Interne oriëntatie-elementen zijn bekend van camerakalibratieresultaten en externe oriëntatie-elementen kunnen worden bepaald bij het fotograferen van een object of tijdens fototriangulatie (zie Fototriangulatie). Als de externe oriëntatie-elementen van afbeeldingen onbekend zijn, worden de coördinaten van het objectpunt gevonden met behulp van referentiepunten (resectiemethode). Referentiepunt - een contourpunt van een object dat in de afbeelding is geïdentificeerd, waarvan de coördinaten worden verkregen als resultaat van geodetische metingen of fototriangulatie. Bepaal met behulp van een resectie eerst de elementen van de relatieve oriëntatie van de afbeeldingen P1 - P2 (Fig. 3) - b "1, h" 1, a "2, y" 2, h "2 in de S1X"Y"Z " systeem; waarvan de X-as samenvalt met de basis, en de Z-as in het hoofdbasisvlak S1O1S2 van de afbeelding P1 ligt. Vervolgens worden de coördinaten van de punten van het model in hetzelfde systeem berekend. Tot slot, met behulp van ankerpunten, overgang. van modelpuntcoördinaten naar objectpuntcoördinaten.

Met relatieve oriëntatie-elementen kunt u de afbeeldingen in dezelfde positie ten opzichte van elkaar plaatsen als die ze innamen bij het fotograferen van het object. In dit geval snijdt elk paar respectieve stralen, bijvoorbeeld S1m1 en S2m2, elkaar en vormt een punt (m) van het model. De reeks stralen die bij de afbeelding horen, wordt een ligament genoemd en het projectiecentrum - S1 of S2 - wordt het hoekpunt van het ligament genoemd. De schaal van het model blijft onbekend omdat: de afstand S1S2 tussen de hoekpunten van de ligamenten wordt willekeurig gekozen. De corresponderende punten van het stereopaar m1 en m2 bevinden zich in hetzelfde vlak dat door de S1S2-basis gaat

Ervan uitgaande dat de geschatte waarden van de relatieve oriëntatie-elementen bekend zijn, kunnen we vergelijking (6) in een lineaire vorm weergeven:

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

waarbij db1",... e dm2" zijn correcties op de geschatte waarden van de onbekenden, a,..., e zijn de partiële afgeleiden van de functie (6) met betrekking tot de variabelen b1",... h2", l is de waarde van de functie (6), berekend op basis van geschatte waarden die mij bekend zijn. Om de elementen van relatieve oriëntatie te bepalen, worden de coördinaten van ten minste vijf punten van het stereopaar gemeten, en vervolgens worden vergelijkingen (7) samengesteld en opgelost door de methode van opeenvolgende benaderingen. De coördinaten van de punten van het model worden berekend volgens formule (4), waarbij de lengte van de basis B willekeurig wordt gekozen en aangenomen

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

In dit geval worden de ruimtelijke coördinaten van de punten m1 en m2 gevonden door formules (2), en de richtingscosinussen worden gevonden door formule (3): voor de afbeelding P1, door de elementen b1",

en voor de snapshot P2 door de elementen b2", w2", h2".

Volgens de X" Y" Z"-coördinaten bepalen de modelpunten de coördinaten van het objectpunt:

waarbij t de noemer is van de modelschaal. Richtingscosinussen worden verkregen door formules (3), waarbij in plaats van de hoeken b, u en h de lengtehoek van het model o, de dwarshoek van het model z en de rotatiehoek van het model u worden vervangen.

Om de zeven elementen van de uitwendige oriëntatie van het model te bepalen - Geplaatst op http://www.allbest.ru/

O, z, u, t - maak vergelijkingen (8) voor drie of meer referentiepunten en los ze op. De coördinaten van de controlepunten worden gevonden door geodetische methoden of door de methode van fototriangulatie. De verzameling punten van het object, waarvan de coördinaten bekend zijn, vormt een digitaal model van het object, dat dient om een ​​kaart op te stellen en verschillende technische problemen op te lossen, bijvoorbeeld om de optimale wegroute te vinden. Naast analytische methoden voor het verwerken van afbeeldingen, worden analoge gebruikt, gebaseerd op het gebruik van fotogrammetrische apparaten - fototransformator, stereograaf, stereoprojector, enz.

Spleet- en panoramische foto's, evenals foto's die zijn verkregen met behulp van radar, televisie, infrarood-thermische en andere beeldvormingssystemen, vergroten de mogelijkheden van fotografische beeldvorming aanzienlijk, vooral in ruimteonderzoek. Maar ze hebben geen enkel projectiecentrum en hun externe oriëntatie-elementen veranderen voortdurend tijdens het beeldvormingsproces, wat het gebruik van dergelijke beelden voor meetdoeleinden bemoeilijkt.

10. Eigenschappen van ruimtevaartafbeeldingen

Lucht- en ruimtevaartafbeeldingen zijn het belangrijkste resultaat van ruimtevaartonderzoeken, waarbij gebruik wordt gemaakt van een verscheidenheid aan luchtvaart- en ruimtemedia. Dit is een tweedimensionaal beeld van echte objecten, dat werd verkregen volgens bepaalde geometrische en radiometrische (fotometrische) wetten door op afstand de helderheid van objecten te registreren en bedoeld is om zichtbare en verborgen objecten, verschijnselen en processen van de omringende wereld te bestuderen, en om hun ruimtelijke positie te bepalen. Lucht- en ruimtevaartonderzoeken zijn onderverdeeld in passieve onderzoeken, die zorgen voor de registratie van gereflecteerde zonne- of aarde-straling; actief, waarin registratie van gereflecteerde kunstmatige straling wordt uitgevoerd. Schaalbereik van ruimtevaartafbeeldingen: van 1:1000 tot 1:100.000.000

De meest voorkomende schalen: luchtfoto's 1:10.000 - 1:50.000, ruimte - 1:200.000 - 1:10.000.000.

Lucht- en ruimtevaartbeelden: analoog (meestal fotografisch), digitaal (elektronisch). Het beeld van digitale foto's wordt gevormd uit afzonderlijke identieke elementen - pixels (van het Engelse afbeeldingselement - pxel); de helderheid van elke pixel wordt gekenmerkt door één getal. Eigenschappen van ruimtevaartbeelden: Grafisch, Radiometrische (fotometrisch), Geometrisch.

Visuele eigenschappen kenmerken het vermogen van foto's om fijne details, kleuren en toongradaties van objecten te reproduceren.

Radiometrische getuigen van de nauwkeurigheid van de kwantitatieve registratie van de helderheid van objecten door een momentopname.

Geometrisch karakteriseren de mogelijkheid om de afmetingen, lengtes en gebieden van objecten en hun relatieve positie uit afbeeldingen te bepalen.

11. Verplaatsing van punten op een satellietbeeld

Voordelen van ruimtefotografie. De vliegende satelliet ervaart geen trillingen en scherpe schommelingen, waardoor satellietbeelden met een hogere resolutie en hogere beeldkwaliteit kunnen worden verkregen dan luchtfoto's. Foto's kunnen worden gedigitaliseerd voor latere computerverwerking.

Nadelen van satellietbeelden: informatie kan niet automatisch worden verwerkt zonder voorafgaande transformaties. Tijdens ruimtefotografie verschuiven punten (onder invloed van de kromming van de aarde), hun waarde aan de randen van het beeld bereikt 1,5 mm. De schaalconstante wordt verbroken binnen het beeld, het verschil tussen de randen en in het midden van het beeld kan meer dan 3% zijn.

Het nadeel van fotografie is de inefficiëntie, tk. de container met de film daalt niet vaker dan eens in de paar weken naar de aarde. Daarom worden fotografische satellietbeelden zelden gebruikt voor operationele doeleinden, maar vertegenwoordigen ze informatie voor langdurig gebruik.

Zoals u weet, is een momentopname een centrale projectie van het terrein, en een topografische kaart is orthogonaal. Een horizontaal beeld van een vlak gebied komt overeen met een orthogonale projectie, d.w.z. een projectie van een beperkt deel van een topografische kaart. In dit opzicht, als u een schuine afbeelding converteert naar een horizontale afbeelding van een bepaalde schaal, dan komt de positie van de contouren op de afbeelding overeen met de positie van de contouren op een topografische kaart van een bepaalde schaal. Het terrein zorgt er ook voor dat de punten op het beeld verschuiven ten opzichte van hun positie op de orthogonale projectie van de overeenkomstige schaal.

12. Stadia van teledetectie en gegevensanalyse

Stereo-opnamen.

Opname in meerdere zones. Hyperspectrale fotografie.

Meerdere schieten.

Op meerdere niveaus schieten.

Multipolaire opnamen.

Gecombineerde methode.

Interdisciplinaire analyse.

Techniek voor het verkrijgen van materiaal voor teledetectie

Lucht- en ruimtevaartfotografie wordt uitgevoerd in atmosferische transparantievensters met behulp van straling in verschillende spectrale bereiken - licht (zichtbaar, nabij en midden-infrarood), thermisch infrarood en radiobereik.

Fotografie

Hoge mate van zichtbaarheid, dekking van grote oppervlakken met één afbeelding.

Fotograferen in het gehele zichtbare bereik van het elektromagnetische spectrum, in de afzonderlijke zones, evenals in het nabije IR (infrarood) bereik.

Opnameschaal hangt af van:

Schiethoogten

De brandpuntsafstand van de lens.

Afhankelijk van de helling van de optische as, het verkrijgen van geplande en perspectiefbeelden van het aardoppervlak.

COP met een overlap van 60% of meer. Het spectrale bereik van fotograferen beslaat het zichtbare deel van de nabij-infraroodzone (tot 0,86 micron).

Scanneropnamen

De meest gebruikte zijn multispectrale optisch-mechanische systemen - scanners die voor verschillende doeleinden op satellieten zijn geïnstalleerd.

Beelden die zijn opgebouwd uit vele afzonderlijke, opeenvolgend verworven elementen.

"scannen" - het scannen van het beeld met behulp van een scanelement dat het gebied element voor element scant over de beweging van de drager en een stralingsflux naar de lens stuurt en vervolgens naar een puntsensor die het lichtsignaal omzet in een elektrisch signaal. Dit elektrische signaal wordt via communicatiekanalen naar de ontvangststations gestuurd. Het beeld van het terrein wordt continu verkregen op een band die bestaat uit strepen - scans, gevouwen door afzonderlijke elementen - pixels.

Scanneropnamen

Scannerbeelden kunnen in alle spectrale bereiken worden verkregen, maar het zichtbare en IR-bereik zijn bijzonder effectief.

De belangrijkste kenmerken van de scanner zijn de scan(kijk)hoek en de momentane beeldhoek, waarvan de grootte bepalend is voor de breedte van de gefilmde strook en resolutie. Afhankelijk van de grootte van deze hoeken, worden scanners onderverdeeld in nauwkeurig en onderzoek.

Voor precisiescanners wordt de scanhoek verminderd tot ±5° en voor surveyscanners wordt deze vergroot tot ±50°. De resolutiewaarde is omgekeerd evenredig met de breedte van de gefilmde band.

Radaronderzoek

Het verkrijgen van beelden van het aardoppervlak en objecten erop, ongeacht de weersomstandigheden, zowel overdag als 's nachts, dankzij het principe van actieve radar.

De technologie is ontwikkeld in de jaren dertig.

Radaronderzoek van de aarde wordt uitgevoerd in verschillende secties van het golflengtebereik (1 cm - 1 m) of frequenties (40 GHz - 300 MHz).

De aard van het beeld op een radarbeeld hangt af van de relatie tussen de golflengte en de grootte van de terreinonregelmatigheden: het oppervlak kan in verschillende mate ruw of glad zijn, wat zich uit in de intensiteit van het retoursignaal en daarmee de helderheid van het overeenkomstige gebied in de afbeelding. thermische opnamen

Het is gebaseerd op de detectie van thermische anomalieën door de thermische straling van aardse objecten als gevolg van endogene warmte of zonnestraling te fixeren.

Het infraroodbereik van het spectrum van elektromagnetische oscillaties is voorwaardelijk verdeeld in drie delen (in micron): dichtbij (0,74-1,35), gemiddeld (1,35-3,50), ver (3,50-1000).

Zonne- (externe) en endogene (interne) warmte verwarmen geologische objecten op verschillende manieren. IR-straling die door de atmosfeer gaat, wordt selectief geabsorbeerd en daarom kan thermische fotografie alleen worden uitgevoerd in het gebied waar de zogenaamde "transparantievensters" zich bevinden - plaatsen waar IR-stralen worden doorgelaten.

Empirisch werden vier hoofdtransparantievensters (in microns) geïdentificeerd: 0,74-2,40; 3,40-4,20; 8,0-13,0; 30.0-80.0.

ruimte foto's

Drie belangrijke manieren om gegevens van een satelliet naar de aarde te verzenden.

Directe datatransmissie naar grondstation.

De ontvangen gegevens worden op de satelliet opgeslagen en vervolgens met enige vertraging naar de aarde verzonden.

Gebruik van het systeem van geostationaire communicatiesatellieten TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System).

13. ERDAS IMAGINE leveringskits

ERDAS IMAGINE is een van de meest populaire geospatiale softwareproducten ter wereld. ERDAS IMAGINE combineert in krachtige en gebruiksvriendelijke software de mogelijkheden voor het verwerken en analyseren van een verscheidenheid aan raster- en vector-georuimtelijke informatie, zodat u producten kunt maken zoals afbeeldingen met georeferentie die verbeterde transformaties hebben ondergaan, orthomosaics, vegetatieclassificatiekaarten, vluchtclips in de "virtuele wereld", vectorkaarten die zijn verkregen als resultaat van het verwerken van lucht- en ruimtebeelden.

IMAGINE Essentials is een product op instapniveau dat basistools bevat voor visualisatie, correctie en mapping. Hiermee kunt u batchverwerking gebruiken.

IMAGINE Advantage bevat alle functies van IMAGINE Essentials. Bovendien biedt het geavanceerde spectrale verwerking, veranderingsanalyse, orthocorrectie, mozaïek, beeldanalyse. Maakt parallelle batchverwerking mogelijk.

IMAGINE Professional bevat alle functies van IMAGINE Advantage. Daarnaast biedt het een reeks geavanceerde tools voor het verwerken van spectrale, hyperspectrale en radargegevens, evenals ruimtelijke modellering. Inclusief ERDAS ER Mapper.

Aanvullende modules, zoals SAR Interferometry, IMAGINE Objective en andere, breiden de functionaliteit van het softwarepakket uit, waardoor het een universeel hulpmiddel wordt voor het werken met geospatiale informatie.

14. Digitale gegevens. Schematische weergave van het converteren van onbewerkte gegevens naar pixelwaarden

Digitale gegevens tijdens het scannen van de sensor genereren een elektrisch signaal, waarvan de intensiteit varieert afhankelijk van de helderheid van het gebied van het aardoppervlak. Bij beeldvorming met meerdere zones komen afzonderlijke onafhankelijke signalen overeen met verschillende spectrale bereiken. Elk dergelijk signaal verandert continu in de tijd, en voor latere analyse moet het worden omgezet in een reeks numerieke waarden. Om een ​​continu analoog signaal om te zetten in digitale vorm, wordt het verdeeld in delen die overeenkomen met gelijke bemonsteringsintervallen (Figuur 11). Het signaal binnen elk interval wordt alleen beschreven door de gemiddelde waarde van zijn intensiteit; daarom gaat alle informatie over signaalvariaties in dit interval verloren. De waarde van het bemonsteringsinterval is dus een van de parameters waarvan de resolutie van de sensor direct afhangt. Er moet ook worden opgemerkt dat voor digitale gegevens meestal geen absolute, maar een relatieve helderheidsschaal wordt gekozen, daarom weerspiegelen deze gegevens niet de werkelijke radiometrische waarden die voor een bepaalde scène zijn verkregen.

15. Ontwerp van technisch systeem

Bij het ontwerpen van een door de mens gemaakt systeem, inclusief informatiesystemen, bepalen ze allereerst de doelen die moeten worden bereikt en de prioritaire taken die moeten worden opgelost tijdens de werking van het systeem.

Laten we het hoofddoel van het GIS "Kaspische" project als volgt definiëren: het creëren van een multifunctioneel, multi-user systeem van operationele informatiediensten voor centrale en lokale autoriteiten, nationale milieucontrole-instanties, een nooddienst en zijn afdelingen, olie- en gasindustriebedrijven, evenals andere officiële of particuliere organisaties en personen. geïnteresseerd in het oplossen van de territoriale problemen van de regio.

Op basis van een korte beschrijving van het gebied kunnen prioritaire taken worden geformuleerd. Naar onze mening zijn deze taken als volgt:

in kaart brengen van natuurlijke structuren en objecten met analyse en beschrijving van geologische, landschaps- en andere territoriale patronen;

thematische kartering van de infrastructuur van de olie- en gasindustrie met een vrij nauwkeurige verwijzing naar de topografische basis en landschap, geomorfologische, ecologische kaarten van de kust;

operationele controle en voorspelling van de dynamiek van de kustlijn met een analyse van de territoriale problemen die zich in dit geval voordoen (vernieling van dammen, overstroming van oliebronnen, verwijdering van olielozingen in zee, olieverontreiniging van kustgebieden, enz.);

het volgen van ijscondities, vooral in schapgebieden waar olie wordt geproduceerd vanaf offshore-platforms.

Op basis van de prioriteitenlijst formuleren we de inhoudelijke eisen aan het systeem:

in de eerste fase van de systeemimplementatie, gebruik maken van de beschikbare NOAA/AVHRR- en TERRA/MODIS-ruimtefaciliteiten en dienovereenkomstig toezicht houden op grootschalige en middelgrote processen - thermische velden, ijsbedekkingen, wateroppervlakken. De mogelijkheid bieden om het systeem te ontwikkelen met behulp van actieve (RADARSAT-1, 2 ERS-1) en passieve (Landsat-7. SPOT-4,1RS) hoge resolutie-onderzoeken;

Het systeem moet voorzien in de ontvangst, archivering en verwerking van waarnemingsgegevens op de grond die zowel op het netwerk van agrometeorologische stations als op subsatellietbereiken en testlocaties zijn verkregen. Afhankelijk van het op te lossen probleem wordt de samenstelling van de apparatuur bepaald;

*Expeditorische grond- en vliegtuigobservaties kunnen ook als aanvullende informatiebron dienen. Afhankelijk van de uitrusting van deze expedities, kan informatie online of na kantoorverwerking worden ontvangen.

Systeemovereenkomsten over toegang tot informatie, voorwaarden voor de opslag ervan, prijsstelling van primaire en verwerkte gegevens, enz. moeten samen met geïnteresseerde ministeries, regionale en districtsorganisaties en andere staatsconsumenten van monitoringgegevens worden ontwikkeld. Het systeemontwerp moet de mogelijkheid bieden om de juiste controle- en serviceprogramma's op te nemen.

Deze basisvereisten definiëren de grenzen waarboven de ontwerper geen recht heeft. We merken echter op dat hoe smaller dit raamwerk, hoe strenger de beperkingen, hoe gemakkelijker het is om te ontwerpen en te programmeren. Daarom streeft een competente ontwerper naar een nauwe interactie met de klant bij het ontwikkelen van technische specificaties.

De doelmatigheid van het creëren van een dergelijk systeem is bewezen door talrijke voorbeelden van het effectieve gebruik van GIS bij het oplossen van een verscheidenheid aan territoriale problemen. De eigenaardigheid van dit werk is het ontwerp en de implementatie van GIS-monitoring en modellering van territoriale processen in het beschouwde gebied, rekening houdend met de momenteel bestaande informatietechnologie-infrastructuur.

In de eerste fase zullen we de minimale verplichte voorwaarden formuleren die van toepassing zijn op een informatiesysteem (of liever, op elk technogeen) systeem om de "levensvatbaarheid" ervan te waarborgen. Een systeem kan effectief functioneren en evolueren als:

het functionele doel beantwoordt aan de behoeften van de omgeving (in de regel ook het systeem) waarin het is ondergedompeld;

zijn structuur is niet in tegenspraak met de architectuur van de systemen waarmee het samenwerkt;

de structuur is niet intern tegenstrijdig en heeft een hoge mate van flexibiliteit en aanpasbaarheid;

de daarin ingebedde procedures worden op efficiënte wijze gecombineerd tot technologische ketens die overeenkomen met het algemene technologische schema van het functioneren van het systeem;

de vermindering of uitbreiding ervan leidt niet tot de vernietiging van de structuur, en elke fase van de "levenscyclus" van het systeem, elke versie ervan wordt gebruikt om te presteren

relevante functies.

De genoemde voorwaarden voor de effectiviteit van technogene systemen kunnen zijn:

geïllustreerd met vele voorbeelden. Deze voorwaarden worden vooral duidelijk aangetoond door de zogenaamde monitoringsystemen. Onder hen is een krachtig monitoringsysteem, de World Meteorological Service, een sprekend voorbeeld.

16. Decoderingsmethoden

Bij het ontcijferen van een radarbeeld van de ruimtevaart, ongeacht de gekozen methode, is het noodzakelijk:

een doel of terreinobject in de afbeelding detecteren;

het doel of object van het terrein identificeren;

het gedetecteerde doelwit of terreinobject analyseren en hun kwantitatieve en kwalitatieve kenmerken bepalen;

rangschik de resultaten van de decodering in de vorm van een grafisch of tekstdocument.

Afhankelijk van de omstandigheden en plaats van optreden kan de interpretatie van radarbeelden worden onderverdeeld in veld-, luchtvisueel, camera- en gecombineerd.

Nul decodering

Bij veldinterpretatie wordt de decoder direct op de grond geleid door karakteristieke en gemakkelijk herkenbare objecten van het terrein en, door de contouren van objecten te vergelijken met hun radarbeelden, zet hij de resultaten van identificatie met conventionele tekens op een foto of een topografische kaart.

Tijdens veldinterpretatie worden onderweg door directe metingen de numerieke en kwalitatieve kenmerken van objecten bepaald (kenmerken van vegetatie, waterlichamen, aangrenzende structuren, kenmerken van nederzettingen, enz.). Tegelijkertijd kunnen objecten die niet in de afbeelding waren afgebeeld vanwege hun kleine formaat of omdat ze niet bestonden op het moment van fotograferen, op de afbeelding of kaart worden geplot. Bij veldinterpretatie worden speciaal of incidenteel standaarden (sleutels) gemaakt, met behulp waarvan in de toekomst, in kantooromstandigheden, de identificatie van objecten van hetzelfde type terrein wordt vergemakkelijkt.

De nadelen van veldinterpretatie van afbeeldingen zijn de bewerkelijkheid in termen van tijd en kosten, en de complexiteit van de organisatie.

Aerovisuele interpretatie van ruimtevaartbeelden

De laatste tijd wordt in de praktijk van luchtfotografisch werk steeds meer gebruik gemaakt van de aerovisuele methode voor het ontcijferen van luchtfoto's. Deze methode kan met succes worden toegepast bij het ontcijferen van radarbeelden van het gebied.

De essentie van de aerovisuele methode is het identificeren van beelden van een object vanuit een vliegtuig of helikopter. Observatie kan worden uitgevoerd via optische en infraroodapparaten. Aerovisuele interpretatie van radarbeelden kan de productiviteit verhogen en de kosten van veldinterpretatie verlagen.

De gegevens die zijn verkregen als resultaat van de interpretatie van dit beeld, stellen ons in staat om de locatie van vervuilingsbronnen te bepalen en hun intensiteit te beoordelen (Fig. 12).

Camerale interpretatie van ruimtevaartbeelden

Bij camerale interpretatie van afbeeldingen wordt identificatie van objecten en hun interpretatie uitgevoerd zonder afbeeldingen met de natuur te vergelijken, door afbeeldingen van objecten te bestuderen op basis van hun decoderingskenmerken. Camera-interpretatie van afbeeldingen wordt veel gebruikt bij het opstellen van contourradarkaarten, het bijwerken van topografische kaarten, geologisch onderzoek en bij het corrigeren en aanvullen van cartografische materialen in moeilijk bereikbare gebieden.

Camerale interpretatie heeft echter een belangrijk nadeel: het is onmogelijk om alle benodigde informatie over het gebied volledig te verkrijgen. Bovendien komen de resultaten van camera-interpretatie van beelden niet overeen met het moment van interpretatie, maar met het moment van fotograferen. Daarom lijkt het zeer geschikt om camera- en veld- of luchtvisuele interpretatie van beelden te combineren, d.w.z. hun combinatie.

Met gecombineerde interpretatie van afbeeldingen wordt het belangrijkste werk voor de detectie en identificatie van objecten uitgevoerd in kantooromstandigheden, en in het veld of tijdens de vlucht worden die objecten of hun kenmerken die niet kunnen worden geïdentificeerd in kantoor uitgevoerd en geïdentificeerd.

Camera-decodering is verdeeld in twee methoden:

directe of semi-instrumentele ontcijfering;

instrumentale decodering.

Directe decoderingsmethode:

Met de directe methode van decoderen onderzoekt de uitvoerder visueel, zonder apparaten of met behulp van vergrotingsapparaten, het beeld en, op basis van de decoderingskenmerken van het beeld en zijn ervaring, identificeert en interpreteert hij de objecten.

Met de directe methode om afbeeldingen te ontcijferen, zijn de gebruikte instrumenten hulpinstrumenten, waardoor de observatieomstandigheden worden verbeterd. Sommige apparaten stellen de decryptor in staat om de kwantitatieve kenmerken van de gedecodeerde objecten te bepalen. Maar de hoofdrol bij detectie, herkenning en interpretatie wordt gespeeld door een persoon.

Hulpapparaten en gereedschappen zijn onder meer sets vergrootglazen met verschillende vergrotingen, meetschalen, stereoscopen, parallax-linialen, parallaxometers, speciale apparaten voor interpretatie, projectieschermen, televisie en elektro-optische gesloten systemen die de voorwaarden voor het ontcijferen van afbeeldingen verbeteren.

17. Vervorming van satellietbeelden

Analyse van het subsysteem van een reëel ruimtebeeld leidt tot de conclusie dat de bronnen van vervorming (ruis) in satellietbeelden kunnen worden weergegeven door drie subsystemen van verstorende factoren:

fouten in de bediening van film- en opnameapparatuur;

"geluiden" van de omgeving van voortplanting van elektromagnetische straling en kenmerken van het oppervlak van het te fotograferen object;

mediarichting wijzigen tijdens het fotograferen.

Een dergelijke systematisering maakt het mogelijk om een ​​strategie te ontwikkelen voor het bestuderen en corrigeren van satellietbeeldvervormingen, aangezien dit leidt tot de volgende conclusies:

de aard van de vervormingen die worden veroorzaakt door bronnen van het tweede en derde type met kleine wijzigingen, voornamelijk gerelateerd aan het gebruikte spectrale bereik, zal hetzelfde zijn voor alle beeldvormingssystemen. Om deze reden kunnen dergelijke vervormingen worden bestudeerd door tot op zekere hoogte te abstraheren van een specifiek type filmapparatuur;

de aard van de vervormingen veroorzaakt door de bronnen van de eerste groep wordt vastgesteld door een uitgebreide studie van de apparatuur, en het is noodzakelijk om methoden te ontwikkelen voor de kalibratie en controle ervan tijdens bedrijf in een baan om de aarde, die het mogelijk moeten maken de meeste vervormingen te corrigeren die worden veroorzaakt door de gebrekkige werking van de apparatuur.

Verstoringsfactoren kunnen ook worden onderverdeeld naar de manier waarop rekening wordt gehouden met de vervormingen die door deze of gene geluidsbron worden veroorzaakt:

factoren waarvan de invloed relatief eenvoudig en met voldoende nauwkeurigheid in aanmerking kan worden genomen door correcties in de coördinaten van punten in het beeld aan te brengen, en deze correcties worden berekend volgens definitieve wiskundige formules;

factoren, waarvan de overweging het gebruik van moderne methoden van wiskundige statistiek en de theorie van het verwerken van metingen vereist.

In buitenlandse publicaties over satellietbeelden worden deze subsystemen van verstorende factoren respectievelijk voorspelbaar en meetbaar genoemd, d.w.z. ze vereisen metingen en wiskundige en statistische verwerking van hun resultaten.

...

Vergelijkbare documenten

Bewaking van objecten van nederzettingen: essentie en taken, informatieondersteuning. Moderne teledetectiesystemen: luchtvaart, ruimte, grond. Het gebruik van lucht- en ruimteonderzoek bij het bewaken van de objecten van de nederzetting.

proefschrift, toegevoegd 15-02-2017


Voordelen van methoden voor teledetectie van de aarde vanuit de ruimte. Soorten filmen, methoden voor het verwerken van afbeeldingen. Soorten erosieprocessen en hun manifestatie op ruimtebeelden. Monitoring van filtratie- en overstromingsprocessen vanuit industriële sedimentatietanks.

scriptie, toegevoegd 05/07/2015


Onderzoek doen naar hydrografische objecten. Eisen aan apparatuur voor teledetectie van de aarde tijdens geo-ecologische studies van het olie- en gascomplex. Kenmerken van de beeldapparatuur die op ruimtevaartuigen is geïnstalleerd.

scriptie, toegevoegd 15-03-2016


Eigenaardigheden van teledetectiegegevensdecodering ten behoeve van structureel-geomorfologische analyse. Genetische soorten olie- en gasaccumulatiezones en hun interpretatie. Schema van structureel-geomorfologische interpretatie van het Ilovlinskoye-veld.

samenvatting, toegevoegd 24/04/2012


Decodering - analyse van materialen uit lucht- en ruimteonderzoeken om er informatie over het aardoppervlak uit te halen. Informatie verkrijgen door directe observaties (contactmethode), nadelen van de methode. Classificatie decoderen.

presentatie, toegevoegd 19/02/2011


Toegepaste problemen opgelost met behulp van methoden en middelen van teledetectie. Berekening van onderzoeksparameters voor landbeheer en landkadaster. Basisvereisten voor de nauwkeurigheid van interpretatieresultaten bij het maken van basiskaarten van land.

controle werk, toegevoegd 21-08-2015


Redenen voor het gebruik van de beelddecoderingsmethode. De invloed van gletsjers op de aard van de planeet. Schatting van de sneeuw- en ijsbronnen van de aarde vanuit de ruimte. De waarde van satellietbeelden. Stadia van het programma "ruimtehulp". De behoefte aan recreatiekaarten.

samenvatting, toegevoegd 17-11-2011


Methoden voor het bestuderen van oceanen en zeeën vanuit de ruimte. De behoefte aan teledetectie: satellieten en sensoren. Kenmerken van de oceaan bestudeerd vanuit de ruimte: temperatuur en zoutgehalte; zeestromingen; onderste topografie; biologische productiviteit. Archieven van satellietgegevens.

scriptie, toegevoegd 06/06/2014


Luchtfotografie en ruimtefotografie - het verkrijgen van beelden van het aardoppervlak vanuit vliegtuigen. Regeling voor het verkrijgen van primaire informatie. Invloed van de atmosfeer op elektromagnetische straling tijdens het filmen. Optische eigenschappen van objecten op het aardoppervlak.

presentatie, toegevoegd 19/02/2011


Het ontcijferen van tekens van de belangrijkste geologische en geomorfologische elementen. Directe ontcijfering van tekens. Contrast-analoge methode voor het vergelijken met referentiebeelden en indicatoren en het vergelijken en vergelijken van objecten binnen één beeld.

het verzamelen van informatie over een object of fenomeen met behulp van een opnameapparaat dat niet in direct contact staat met dit object of fenomeen. De term "remote sensing" omvat meestal de registratie (opname) van elektromagnetische straling via verschillende camera's, scanners, microgolfontvangers, radars en andere dergelijke apparaten. Remote sensing wordt gebruikt om informatie over de zeebodem, de atmosfeer van de aarde en het zonnestelsel te verzamelen en vast te leggen. Het wordt uitgevoerd met behulp van schepen, vliegtuigen, ruimtevaartuigen en telescopen op de grond. Veldgerichte wetenschappen zoals geologie, bosbouw en geografie gebruiken ook vaak teledetectie om gegevens voor hun onderzoek te verzamelen. zie ook COMMUNICATIESATELIET; ELECTROMAGNETISCHE STRALING.

Bursha M. Grondbeginselen van ruimtegeodesie. M., 1971-1975
Teledetectie in meteorologie, oceanologie en hydrologie. M., 1984
Seybold E., Berger W. zeebodem. M., 1984
Misjev D. Teledetectie van de aarde vanuit de ruimte. M., 1985

Vinden " AFSTANDSSENSOREN" op de

Het verkrijgen en verwerken van gegevens voor GIS is de belangrijkste en tijdrovende stap bij het opzetten van dergelijke informatiesystemen. Op dit moment wordt de methode voor het verkrijgen van gegevens over objecten op basis van aardse remote sensing (ERS) en GPS-metingen beschouwd als de meest veelbelovende en economisch haalbare methode.

In brede zin is teledetectie de ontvangst door middel van contactloze methoden van informatie over het aardoppervlak, objecten erop of in de diepten. Traditioneel omvatten teledetectiegegevens alleen die methoden die het mogelijk maken om vanuit de ruimte of vanuit de lucht een beeld van het aardoppervlak te verkrijgen in elk deel van het elektromagnetische spectrum.

Er zijn verschillende soorten beeldvorming die gebruik maken van de specifieke eigenschappen van straling met verschillende golflengten. Bij het uitvoeren van een geografische analyse worden, naast de teledetectie zelf, noodzakelijkerwijs ruimtelijke gegevens uit andere bronnen gebruikt - digitale topografische en thematische kaarten, infrastructuurschema's, externe databases. Afbeeldingen laten niet alleen toe om verschillende fenomenen en objecten te identificeren, maar ook om ze kwantitatief te evalueren.

De voordelen van de methode van teledetectie van de aarde zijn als volgt:

Relevantie van gegevens op het moment van onderzoek (de meeste cartografische materialen zijn hopeloos verouderd);

Hoge efficiëntie van data-acquisitie;

Hoge nauwkeurigheid van gegevensverwerking door het gebruik van GPS-technologieën;

Hoge informatie-inhoud (door het gebruik van spectrale zone-, infrarood- en radarbeeldvorming kunt u details zien die niet te onderscheiden zijn in gewone afbeeldingen);

Economische haalbaarheid (de kosten van het verkrijgen van informatie via teledetectie zijn aanzienlijk lager dan veldwerk op de grond);

Het vermogen om een ​​driedimensionaal terreinmodel (reliëfmatrix) te verkrijgen door het gebruik van stereomodus of lidar-geluidsmethoden en, als resultaat, het vermogen om driedimensionale modellering uit te voeren van een deel van het aardoppervlak (virtual reality-systemen) .

Methoden op afstand worden gekenmerkt door het feit dat het opnameapparaat aanzienlijk verwijderd is van het bestudeerde object. In dergelijke studies van verschijnselen en processen op het aardoppervlak kunnen afstanden tot objecten worden gemeten van eenheden tot duizenden kilometers. Deze omstandigheid geeft het nodige overzicht van het oppervlak en maakt het mogelijk om de meest algemene beelden te verkrijgen.

Er zijn verschillende classificaties van teledetectie. Laten we het belangrijkste noemen vanuit het oogpunt van praktische gegevensverzameling in de olie- en gasindustrie.

Zelfstraling van objecten en gereflecteerde straling van andere bronnen kan worden geregistreerd. Deze bronnen kunnen de zon zijn of de beeldapparatuur zelf. In het laatste geval wordt coherente straling (radar, sonars en lasers) gebruikt, waardoor niet alleen de stralingsintensiteit kan worden vastgelegd, maar ook de polarisatie, fase en Dopplerverschuiving, wat aanvullende informatie oplevert. Het is duidelijk dat de werking van zelf-emitterende (actieve) sensoren niet afhankelijk is van het tijdstip van de dag, maar een aanzienlijke hoeveelheid energie vereist. Dus de soorten klinken door signaalbron:

Actief (gestimuleerde emissie van objecten geïnitieerd door een kunstmatige bron van gerichte actie);

Passief (intrinsieke, natuurlijke gereflecteerde of secundaire thermische straling van objecten op het aardoppervlak als gevolg van zonneactiviteit).

Filmapparatuur kan op verschillende platforms worden geplaatst. Het platform kan een ruimtevaartuig (SC, satelliet), een vliegtuig, een helikopter en zelfs een eenvoudig statief zijn. In het laatste geval hebben we te maken met landmetingen van de zijkanten van objecten (bijvoorbeeld voor architecturale en restauratietaken) of schuine metingen van natuurlijke of kunstmatige objecten op grote hoogte. Het derde type platform wordt niet overwogen vanwege het feit dat het tot specialiteiten behoort die ver verwijderd zijn van die waarvoor deze lezingen zijn geschreven.

Eén platform biedt plaats aan verschillende beeldvormende apparaten, instrumenten of sensoren genoemd, wat gebruikelijk is voor ruimtevaartuigen. Resurs-O1-satellieten dragen bijvoorbeeld MSU-E- en MSU-SK-sensoren en SPOT-satellieten dragen twee identieke HRV-sensoren (SPOT-4 - HRVIR). Het is duidelijk dat hoe verder het platform met de sensor van het bestudeerde object is, hoe groter de dekking en hoe minder detail de resulterende beelden zullen hebben.

Daarom worden momenteel de volgende soorten onderzoeken onderscheiden voor het verkrijgen van teledetectiegegevens:

1. Ruimtefotografie (fotografisch of opto-elektronisch):

Panchromatisch (vaker in een breed zichtbaar deel van het spectrum) - het eenvoudigste voorbeeld is zwart-witfotografie;

Kleur (opnamen in meerdere, vaker echte kleuren op één medium);

Multizone (gelijktijdige, maar aparte beeldfixatie in verschillende zones van het spectrum);

Radar (radar);

2. Luchtfotografie (fotografisch of optisch-elektronisch):

Dezelfde soorten teledetectie als bij ruimtefotografie;

Lidar (laser).

Beide soorten enquêtes worden veel gebruikt in de olie- en gasindustrie bij het creëren van een GIS voor ondernemingen, terwijl elk van hen zijn eigen niche inneemt. Space Imagery (CS) heeft een lagere resolutie (van 30 tot 1 m, afhankelijk van het type onderzoek en het type ruimtevaartuig), maar bestrijkt hierdoor grote gebieden. Satellietbeelden worden gebruikt om grote gebieden te onderzoeken om operationele en actuele informatie te verkrijgen over het gebied van voorgestelde geologische exploratie, de basis voor het creëren van een wereldwijd GIS voor het mijngebied, milieumonitoring van olielozingen, enz. . In dit geval worden zowel gewoon zwart-wit (zwart-wit-opnamen) als spectrale zonale gebruikt.

Met luchtfotografie (AFS) kunt u een afbeelding met een hogere resolutie krijgen (van 1-2 m tot 5-7 cm). Luchtfotografie wordt gebruikt om zeer gedetailleerde materialen te verkrijgen voor het oplossen van de problemen van het landkadaster met betrekking tot de verhuurde gebieden van mijnbouw, boekhouding en vastgoedbeheer. Bovendien lijkt het gebruik van luchtfotografie tegenwoordig de beste optie om gegevens te verkrijgen voor het maken van een GIS voor lineair verlengde objecten (olie-, gaspijpleidingen, enz.) vanwege de mogelijkheid om een ​​"corridor" -onderzoek te gebruiken.

De kenmerken van de resulterende afbeeldingen (zowel APS als CS), d.w.z. het vermogen om een ​​bepaald fenomeen, object of proces te detecteren en te meten, hangt af van respectievelijk de kenmerken van de sensoren. Het belangrijkste kenmerk is de resolutie.

Remote sensing-systemen worden gekenmerkt door verschillende soorten resoluties: ruimtelijk, spectraal, radiometrisch en temporeel. De term "resolutie" verwijst gewoonlijk naar ruimtelijke resolutie.

Ruimtelijke resolutie (Figuur 1) kenmerkt de grootte van de kleinste objecten die zichtbaar zijn in de afbeelding. Afhankelijk van de op te lossen taken kunnen gegevens van lage (meer dan 100 m), gemiddelde (10 - 100 m) en hoge (minder dan 10 m) resoluties worden gebruikt. Beelden met een lage ruimtelijke resolutie zijn algemeen en maken eenmalige dekking van grote gebieden mogelijk - tot het hele halfrond. Dergelijke gegevens worden het meest gebruikt in de meteorologie, bij het monitoren van bosbranden en andere grootschalige natuurrampen. Tegenwoordig zijn beelden met een gemiddelde ruimtelijke resolutie de belangrijkste gegevensbron voor het bewaken van de natuurlijke omgeving. Satellieten met beeldvormingsapparatuur die in dit bereik van ruimtelijke resoluties werken, zijn gelanceerd en worden gelanceerd door vele landen - Rusland, de VS, Frankrijk, enz., wat de constantheid en continuïteit van observatie garandeert. Tot voor kort werden hoge resolutie-onderzoeken vanuit de ruimte bijna uitsluitend uitgevoerd in het belang van de militaire inlichtingendienst, en vanuit de lucht - voor topografische kartering. Tegenwoordig zijn er echter al verschillende commercieel beschikbare ruimtesensoren met hoge resolutie (KVR-1000, IRS, IKONOS) die het mogelijk maken om ruimtelijke analyses nauwkeuriger uit te voeren of analyseresultaten te verfijnen met een gemiddelde of lage resolutie.

Spectrale resolutie geeft aan welke delen van het spectrum van elektromagnetische golven (EMW) door de sensor worden geregistreerd. Bij analyse van de natuurlijke omgeving, bijvoorbeeld voor milieumonitoring, is deze parameter het belangrijkst. Conventioneel kan het hele golflengtebereik dat bij teledetectie wordt gebruikt, worden onderverdeeld in drie secties: radiogolven, thermische straling (IR-straling) en zichtbaar licht. Deze verdeling komt door het verschil in de interactie van elektromagnetische golven en het aardoppervlak, het verschil in de processen die de reflectie en straling van EMW bepalen.

Het meest gebruikte EMW-bereik is zichtbaar licht en kortegolf-infraroodstraling ernaast. In dit bereik draagt ​​gereflecteerde zonnestraling voornamelijk informatie over de chemische samenstelling van het oppervlak. Net zoals het menselijk oog stoffen onderscheidt op kleur, legt een teledetectiesensor 'kleur' ​​vast in de bredere zin van het woord. Terwijl het menselijk oog slechts drie secties (zones) van het elektromagnetische spectrum registreert, kunnen moderne sensoren tientallen tot honderden van dergelijke zones onderscheiden, wat het mogelijk maakt om objecten en fenomenen betrouwbaar te detecteren uit hun eerder bekende spectrogrammen. Voor veel praktische problemen zijn dergelijke details niet altijd nodig. Als de interessante objecten van tevoren bekend zijn, kunt u een klein aantal spectrale zones kiezen waarin ze het meest opvallen. Het nabij-infraroodbereik is bijvoorbeeld zeer effectief bij het beoordelen van de staat van de vegetatie en het bepalen van de mate van onderdrukking. Voor de meeste toepassingen wordt een voldoende hoeveelheid informatie geleverd door multi-zone beeldvorming van LANDSAT (VS), SPOT (Frankrijk), Resurs-O (Rusland) satellieten. Zonlicht en helder weer zijn essentieel voor succesvolle beeldvorming in dit golflengtebereik.

Meestal wordt optische beeldvorming ofwel onmiddellijk in het gehele zichtbare bereik (panchromatisch) of in verschillende smallere zones van het spectrum (multizonaal) uitgevoerd. Ceteris paribus, panchromatische afbeeldingen hebben een hogere ruimtelijke resolutie. Ze zijn het meest geschikt voor topografische taken en voor het verduidelijken van de grenzen van objecten die zijn geïdentificeerd op afbeeldingen met meerdere zones met een lagere ruimtelijke resolutie.

Thermische IR-straling (Figuur 2) geeft voornamelijk informatie over de oppervlaktetemperatuur. Naast de directe bepaling van de temperatuurregimes van zichtbare objecten en fenomenen (zowel natuurlijke als kunstmatige), maken thermische beelden het mogelijk om indirect te onthullen wat er ondergronds verborgen is - ondergrondse rivieren, pijpleidingen, enz. Omdat thermische straling door de objecten zelf wordt gecreëerd, is zonlicht niet nodig om foto's te maken (de kans is zelfs groter dat er interferentie optreedt). Dergelijke beelden maken het mogelijk om de dynamiek van bosbranden, olie- en gasfakkels en ondergrondse erosieprocessen te volgen. Opgemerkt moet worden dat het technisch moeilijk is om thermische ruimtebeelden met een hoge ruimtelijke resolutie te verkrijgen, daarom zijn er tegenwoordig beelden beschikbaar met een resolutie van ongeveer 100 m. Thermische fotografie vanuit vliegtuigen levert ook veel nuttige informatie op.

Het centimeterbereik van radiogolven wordt gebruikt voor radaronderzoek. Het belangrijkste voordeel van afbeeldingen van deze klasse is dat ze bestand zijn tegen alle weersomstandigheden. Omdat de radar zijn eigen straling registreert die door het aardoppervlak wordt weerkaatst, heeft hij geen zonne-energie nodig
licht. Bovendien gaan radiogolven van dit bereik vrij door continue wolken en kunnen ze zelfs tot op een bepaalde diepte in de bodem doordringen. De reflectie van centimeters radiogolven vanaf het oppervlak wordt bepaald door de textuur (“ruwheid”) en de aanwezigheid van verschillende films erop. Radars kunnen bijvoorbeeld de aanwezigheid van een oliefilm van 50 micron of meer op het oppervlak van waterlichamen detecteren, zelfs met aanzienlijke golven. Met radaronderzoek vanuit vliegtuigen kunnen in principe ondergrondse objecten zoals pijpleidingen en lekkages worden opgespoord.

De radiometrische resolutie bepaalt het helderheidsbereik dat in een afbeelding kan worden gezien. De meeste sensoren hebben een radiometrische resolutie van 6 of 8 bits, wat het dichtst in de buurt komt van het momentane dynamische bereik van het menselijk zicht. Maar er zijn sensoren met een hogere radiometrische resolutie (10 bits voor AVHRR en 11 bits voor IKONOS), waardoor je meer details kunt zien in zeer lichte of zeer donkere delen van het beeld. Dit is belangrijk bij het fotograferen van objecten in de schaduw, maar ook als het beeld grote wateroppervlakken bevat en tegelijkertijd landt. Bovendien zijn sensoren zoals de AVHRR radiometrisch gekalibreerd, waardoor nauwkeurige kwantitatieve metingen mogelijk zijn.

Ten slotte bepaalt de temporele resolutie hoe vaak dezelfde sensor een bepaald deel van het aardoppervlak kan vastleggen. Deze parameter is erg belangrijk voor het monitoren van noodsituaties en andere zich snel ontwikkelende verschijnselen. De meeste satellieten (meer precies, hun families) bieden na een paar dagen opnieuw beeldvorming, sommige - na een paar uur. In kritieke gevallen kunnen beelden van verschillende satellieten worden gebruikt voor dagelijkse observatie, maar houd er rekening mee dat het bestellen en bezorgen op zich behoorlijk wat tijd in beslag kan nemen. Een oplossing is om een ​​ontvangststation aan te schaffen waarmee je direct data van de satelliet kunt ontvangen. Deze handige oplossing voor continue bewaking wordt gebruikt door sommige organisaties in Rusland die gegevensontvangststations hebben van Resurs-O-satellieten. Om veranderingen in elk gebied te volgen, is de mogelijkheid om archiefbeelden (retrospectief) te verkrijgen ook belangrijk.

Hoogte satellietbanen kunnen in drie groepen worden verdeeld: 1) lage hoogten: 100-500 km (bemande schepen en orbitale stations); 2) gemiddelde hoogte: 500-2000 km (bronnen en meteorologische satellieten); 3) Grote Hoogten: 36000-40000 km (geostationaire satellieten - de snelheid van de satelliet is gelijk aan de rotatiesnelheid van de aarde - constante monitoring van een bepaald gebied op het oppervlak).

De positie van de baan ten opzichte van de zon. Voor ruimteonderzoek is het vermogen van de baan om een ​​constante oriëntatie op de zon te behouden van groot belang. Banen waarin de hoek tussen het vlak van de baan en de richting naar de zon constant blijft, worden zon-synchroon genoemd. Het voordeel van dergelijke banen is dat ze dezelfde verlichting van het aardoppervlak bieden langs de vliegbaan van het ruimtevaartuig.

BA Dvorkin, SA Dudkin

Revolutionaire ontwikkeling van computer, ruimte, informatietechnologieën in de late XX - vroege XXI eeuw. leidde tot kwalitatieve veranderingen in de industrie van teledetectie van de aarde (ERS): er zijn ruimtevaartuigen verschenen met nieuwe generatie beeldvormingssystemen die het mogelijk maken om beelden te verkrijgen met een ultrahoge ruimtelijke resolutie (tot 41 cm voor de GeoEye-1-satelliet). Het filmen wordt uitgevoerd in hyperspectrale en multikanaals multispectrale (momenteel tot 8 kanalen op de WorldView-2-satelliet) modi. De belangrijkste trends van de afgelopen jaren zijn de opkomst van nieuwe ultrahoge resolutie satellieten met verbeterde eigenschappen (Frans Pleiaden systeem), de ontwikkeling van een concept voor operationele en wereldwijde hoge resolutie beeldvorming van het aardoppervlak met behulp van constellaties van kleine satellieten (de Duitse RapidEye-constellatie, aanvulling van de DMC-constellatie met een satelliet met hoge resolutie, geavanceerde satellieten SkySat, NovaSAR, enz.). In teledetectietechnologieën zijn er, naast traditionele gebieden (verbetering van ruimtelijke resolutie, toevoegen van nieuwe spectrale kanalen, automatisering van verwerkingsprocessen en snelle gegevensverstrekking), ontwikkelingen met betrekking tot operationele video-opname van objecten vanuit de ruimte (bijvoorbeeld ontwikkelingen door SkyBox Imaging, VERENIGDE STATEN VAN AMERIKA).

In deze review zullen we enkele van de meest interessante remote sensing-satellieten met hoge en ultrahoge resolutie karakteriseren die in de afgelopen twee jaar in een baan om de aarde zijn gelanceerd en die naar verwachting in de komende 3-4 jaar zullen worden gelanceerd.

RUSLAND

In overeenstemming met het Federale Ruimteprogramma werd in 2012 een klein ruimtevaartuig (SC) gelanceerd "Kanopus-V". Het is ontworpen om afdelingen van Roskosmos, het Russische Ministerie van Noodgevallen, het Russische Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen, Roshydromet, de Russische Academie van Wetenschappen en andere geïnteresseerde afdelingen te voorzien van operationele informatie. Enkele van de taken waarmee de satelliet wordt geconfronteerd, zijn:

• detectie van bosbranden, grote uitstoot van verontreinigende stoffen in het milieu;
• monitoring van door de mens veroorzaakte en natuurlijke noodsituaties, met inbegrip van natuurlijke hydrometeorologische verschijnselen;
• monitoring van landbouwactiviteiten, natuurlijke hulpbronnen (inclusief water en kust);
• landgebruik;
• operationele observatie van bepaalde gebieden van het aardoppervlak .

Een voorbeeldafbeelding van het Kanopus-V-ruimtevaartuig wordt getoond in Fig. een.

Belangrijkste kenmerkenKA "Kanopus-V"

KA "Kanopus-V"

Naast de Kanopus-V-satelliet worden momenteel de satellieten Resurs-DK1 (gelanceerd in 2006) en Monitor-E (gelanceerd in 2005) voltooid als onderdeel van de Russische orbitale teledetectieconstellatie. De kenmerken van het Resurs-DK1-ruimtevaartuig zijn verhoogde operationele en nauwkeurigheidskenmerken van de verkregen afbeeldingen (resolutie 1 m in panchromatische modus, 2-3 m in multispectrale modus). Satellietgegevens worden actief gebruikt voor het maken en actualiseren van topografische en speciale kaarten, informatieondersteuning voor rationeel natuurbeheer en economische bedrijvigheid, inventarisatie van bossen en landbouwgronden en andere taken.

Het opto-elektronische ruimtevaartuig zal een voortzetting zijn van de missie van binnenlandse satellieten voor doeleinden van natuurlijke hulpbronnen "Resource-P", die gepland staat voor lancering in 2013. Bij het maken van de satelliet worden technische oplossingen gebruikt die zijn ontwikkeld tijdens de creatie van het Resurs-DK1-ruimtevaartuig. Het gebruik van een cirkelvormige zonsynchrone baan met een hoogte van 475 km zal de waarnemingsomstandigheden aanzienlijk verbeteren. Van zes tot drie dagen zal de observatiefrequentie verbeteren. Er wordt geschoten in panchromatische en 5-kanaals multispectrale modi. Naast optisch-elektronische apparatuur met hoge resolutie, zal de satelliet worden uitgerust met een hyperspectrale spectrometer (HSA) en een groothoek multispectraal beeldvormingscomplex met een hoge (SHMSA-VR) en gemiddelde (SHMSA-SR) resolutie (SHMSA-SR). ).

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuig "Resurs-P"

In de nabije toekomst zal de Russische orbitale constellatie van teledetectie worden uitgebreid met de lancering van satellieten van de Obzor-serie.

Groepering van vier optisch-elektronische ruimtevaartuigen "Obzor-O" is ontworpen voor operationele multispectrale beeldvorming van Rusland, aangrenzende gebieden van aangrenzende staten en individuele regio's van de aarde. In de 1e fase (2015-2017) is het de bedoeling om twee ruimtevaartuigen te lanceren, in de 2e fase (2018-2019) - nog twee. Het Obzor-O-systeem zal dienen om satellietbeelden te verstrekken aan het Russische Ministerie van Noodsituaties, het Russische Ministerie van Landbouw, de Russische Academie van Wetenschappen, Rosreestr, andere ministeries en departementen, evenals regio's van Rusland. Het is de bedoeling om prototypen van hyperspectrale apparatuur te installeren op de Obzor-O-ruimtevaartuigen nr. 1 en nr. 2.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuig "Obzor-O"

De belangrijkste technische kenmerken van de onderzoeksapparatuur van het ruimtevaartuig Obzor-O

Schiet mode	multispectraal
	Fase 1	Stage 2
spectraalgebied, micron	7 gelijktijdige spectrale kanalen:	8 gelijktijdige spectrale kanalen:
m	niet meer dan 7 (voor kanaal 0,50-0,85); niet meer dan 14 (voor andere kanalen)	niet meer dan 5 (voor kanaal 0,50-0,85); niet meer dan 20 (voor kanaal 0,55-1,70); niet meer dan 14 (voor andere kanalen)
radiometrische resolutie, bits per pixel	12
m	30–45	20–40
Schieten bandbreedte, km	minimaal 85	minimaal 120
Leg de prestaties van elk ruimtevaartuig vast, miljoen vierkante km/dag	6	8
schietfrequentie, dag	30	7
Mbps	600

radar ruimtevaartuig "Obzor-R" is ontworpen om op elk moment van de dag (ongeacht de weersomstandigheden) in de X-band te fotograferen in het belang van de sociaaleconomische ontwikkeling van de Russische Federatie. Obzor-R zal dienen om radaronderzoeksgegevens te verstrekken aan het Russische Ministerie van Noodsituaties, het Russische Ministerie van Landbouw, Rosreestr, andere ministeries en departementen, evenals regio's van Rusland.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuig"Obzor-R"

"Obzor-R"

Spectraalgebied	X-band (3,1 cm)
schietfrequentie, dag	2 (in de breedtegraad van 35 tot 60°N)
Modus	m	gezichtsveld, km	Schieten bandbreedte, km	Polarisatie
High Detail Frame-modus (VDC)	1	2×470	10	Enkel (optioneel - H/H, V/V, H/V, V/H)
Gedetailleerde framemodus (DC)	3	2×600	50	Enkel (optioneel - H/H, V/V, H/V, V/H); dubbel (optioneel - V/(V+H) en H/(V+H))
Smalle Band Route-modus (BM)	5	2×600	30
	3	2×470
Routemodus	20	2×600	130
	40		230
Breedbandroute-modus	200	2×600	400
	300		600
	500	2×750	750

WIT-RUSLAND

Gelanceerd in 2012 samen met de Russische Kanopus-V-satelliet BKA(Wit-Russisch ruimtevaartuig), biedt volledige dekking van het grondgebied van het land met satellietbeelden. Volgens de internationale classificatie behoort het ruimtevaartuig tot de klasse van kleine satellieten (het is volledig identiek aan het ruimtevaartuig Kanopus-V). Het laadvermogen van de SKA omvat panchromatische en multispectrale camera's met een opnamebandbreedte van 20 km. Met de resulterende beelden kunnen objecten op het aardoppervlak worden bekeken met een resolutie van 2,1 m in panchromatische modus en 10,5 m in multispectrale modus. Dit is voldoende om verschillende monitoringtaken uit te voeren, zoals het identificeren van branden, enz. In de toekomst kan het land echter een satelliet met een hogere resolutie nodig hebben. Wit-Russische wetenschappers zijn klaar om te beginnen met de ontwikkeling van een ruimtevaartuig met een resolutie tot 0,5 m. De definitieve beslissing over het project van de nieuwe satelliet zal blijkbaar in 2014 worden genomen en de lancering ervan kan niet eerder dan 2017 worden verwacht.

OEKRAÏNE

SC lancering "Sich-2" werd uitgevoerd in het kader van het nationale ruimteprogramma van Oekraïne om het systeem van ruimtemonitoring en geo-informatieondersteuning voor de nationale economie van het land verder te ontwikkelen. De satelliet is uitgerust met een optisch-elektronische sensor met drie spectrale en één panchromatische kanalen, evenals een mid-infraroodscanner en het Potential wetenschappelijke apparatuurcomplex. Een van de belangrijkste taken waarmee de missie "Sich-2" wordt geconfronteerd: monitoring van landbouw- en landbronnen, waterlichamen, de staat van bosvegetatie, controle van gebieden met noodsituaties. Een voorbeeldafbeelding van het Sich-2-ruimtevaartuig wordt getoond in Fig. 2.

Belangrijkste kenmerkenKA "Sich-2"

Lanceringsdatum: 17 augustus 2011
Draagraket: RN "Dnepr"
Ontwikkelaar: GKB "Zuidelijk" hen. MK Yangel
Operator: Staatsruimtevaartorganisatie van Oekraïne
massa van ruimtevaartuigen, kg		176
Baan	Type	Zon-synchroon
	Hoogte, km	700
	Stemming, graden	98,2
jaar		5

Belangrijkste technische kenmerken van filmapparatuur:KA "Sich-2"

Het State Space Agency van Oekraïne is van plan om in de nabije toekomst het Sich-3-O-ruimtevaartuig te lanceren met een resolutie van meer dan 1 m. De satelliet wordt gemaakt bij Yuzhnoye Design Bureau.

In de VS ontwikkelt de teledetectie-industrie zich actief, voornamelijk in de sector met ultrahoge resolutie. Op 1 februari 2013 hebben twee toonaangevende Amerikaanse bedrijven DigitalGlobe en GeoEye, de wereldleiders op het gebied van het leveren van ultrahoge resolutie data, zich verenigd. Het nieuwe bedrijf behield de naam DigitalGlobe. De totale marktwaarde van het bedrijf is $ 2,1 miljard.

Als gevolg van de fusie bevindt DigitalGlobe zich nu in een unieke positie om een ​​breed scala aan satellietbeelden en geografische informatiediensten te leveren. Ondanks de monopoliepositie in het meest winstgevende segment van de markt, komt het grootste deel van de inkomsten (75-80%) van het gecombineerde bedrijf uit een defensieorder in het kader van het 10-jarige EnhanctdView (EV)-programma ter waarde van $ 7,35 miljard, dat voor de staatsaanbesteding van commerciële satellietbronnen in het belang van de National Geospatial Intelligence Agency (NGA).

Op dit moment is DigitalGlobe de exploitant van de WorldView-1 (resolutie - 50 cm), WorldView-2 (46 cm), QuickBird (61 cm), GeoEye-1 (41 cm) en IKONOS (1 m) ultrahoge resolutie satellieten voor teledetectie. De totale dagelijkse prestatie van het systeem is meer dan 3 miljoen vierkante meter. kilometer.

In 2010 sloot DigitalGlobe een contract met Ball Aerospace om een ​​satelliet te ontwikkelen, bouwen en lanceren Wereldweergave-3. Het contract heeft een waarde van 180,6 miljoen dollar en Exelis VIS kreeg een contract van 120,5 miljoen dollar voor de bouw van een onboard imaging-systeem voor de WorldView-3-satelliet. Het WorldView-3-beeldvormingssysteem zal vergelijkbaar zijn met dat geïnstalleerd op het ruimtevaartuig WoldView-2. Bovendien wordt er geschoten in de modi SWIR (8 kanalen; 3,7 m resolutie) en CAVIS (12 kanalen; 30 m resolutie).

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigWereldweergave-3

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:Wereldweergave-3

Schiet mode	Panchromatisch	multispectraal
spectraalgebied, micron	0,50–0,90	0,40-0,45 (paars of kust) 0,45-0,51 (blauw) 0,51-0,58 (groen) 0,585-0,625 (geel) 0,63-0,69 (rood) 0,63-0,69 (extreem rood of rode rand) 0,77-0,895 (in de buurt van IR-1) 0,86-1,04 (in de buurt van IR-2)
Ruimtelijke resolutie (in nadir), m	0,31	1,24
wees gegroet	40
radiometrische resolutie, bits per pixel	11
Geolocatie nauwkeurigheid, m	CE90 mono = 3,5
Schieten bandbreedte, km	13,1
schietfrequentie, dag	1
	Ja
Bestandsformaat	GeoTIFF, NITF

Veelbelovend ruimtevaartuig GeoEye-2 begon te worden ontwikkeld in 2007. Het zal de volgende specificaties hebben: resolutie in panchromatische modus - 0,25-0,3 m, verbeterde spectrale kenmerken. De sensorfabrikant is Exelis VIS. Aanvankelijk was de lancering van de satelliet gepland in 2013, maar na de fusie van DigitalGlobe en GeoEye werd besloten om de creatie van de satelliet te voltooien, op te slaan voor de daaropvolgende vervanging van een van de satellieten in een baan om de aarde, of tot het moment waarop de vraag de lancering winstgevend maakt voor het bedrijf.

Op 11 februari 2013 werd een nieuw ruimtevaartuig gelanceerd Landsat-8(LDCM-project - Landsat Data Continuity Mission). De satelliet zal de beeldenbank die met behulp van Landsat-satellieten is verkregen gedurende 40 jaar blijven aanvullen en het hele aardoppervlak bestrijken. Er zijn twee sensoren geïnstalleerd op het Landsat-8-ruimtevaartuig: opto-elektronisch (Operational Land Imager, OLI) en thermisch (Thermal InfraRed Sensor, TIRS).

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigLandsat-8

Lanceringsdatum 11 februari 2013
Lanceerplaats: Vandenberg Air Force Base
Draagraket: RN Atlas 5
Ontwikkelaar: Orbital Sciences Corporation (OSC) (voorheen General Dynamics Advanced Information Systems) (platform); Ball Aerospace (lading)
Operators: NASA en USGS
Gewicht, kg		2623
Baan	Type	Zon-synchroon
	Hoogte, km	705
	Stemming, graden	98,2
Geschatte gebruiksduur, jaar		5

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:Landsat-8

FRANKRIJK

In Frankrijk is Astrium GEO-Information Services, een geo-informatiedivisie van het internationale bedrijf Astrium Services, de belangrijkste commerciële exploitant van teledetectiesatellieten. Het bedrijf is in 2008 ontstaan ​​uit de fusie van het Franse bedrijf SpotImage en de Infoterra-bedrijvengroep. Astrium Services-GEO-Information is de exploitant van SPOT en Pleiades optische satellieten met hoge en ultrahoge resolutie, TerraSAR-X en TanDEM-X nieuwe generatie radarsatellieten. Astrium Services-GEO-Information heeft haar hoofdkantoor in Toulouse en heeft 20 kantoren en meer dan 100 distributeurs wereldwijd. Astrium Services is onderdeel van de European Aeronautic Defence and Space Company (EADS).

Het SPOT-satellietsysteem (Satellite Pour L'Observation de la Terre) voor het observeren van het aardoppervlak is ontworpen door de Franse National Space Agency (CNES) samen met België en Zweden. Het SPOT-systeem omvat een aantal ruimtevaartuigen en grondfaciliteiten. De satellieten die momenteel in een baan om de aarde zijn, zijn SPOT-5 (gelanceerd in 2002) en SPOT-6(gelanceerd in 2012; Fig. 3). De SPOT-4-satelliet werd in januari 2013 buiten gebruik gesteld. SPOT-7 de lancering is gepland in 2014. SPOT-6- en SPOT-7-satellieten hebben identieke kenmerken.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigSPOT-6 en PLEK-7

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:SPOT-6 en PLEK-7

Gelanceerd in 2011-2012 KA Pleiaden-1EEN en Pleiaden-1B(Fig. 4), lanceerde Frankrijk een ultrahoge resolutie Earth-beeldvormingsprogramma in concurrentie met Amerikaanse commerciële teledetectiesystemen.

Het Pleiades High Resolution-programma is een integraal onderdeel van het Europese teledetectiesatellietsysteem en wordt sinds 2001 geleid door de Franse ruimtevaartorganisatie CNES.

De Pleiades-1A- en Pleiades-1B-satellieten worden in dezelfde baan gesynchroniseerd om dagelijkse beelden van hetzelfde gebied van het aardoppervlak te kunnen leveren. Door gebruik te maken van ruimtetechnologieën van de volgende generatie, zoals glasvezel-gyrostabilisatiesystemen, hebben ruimtevaartuigen die zijn uitgerust met ultramoderne systemen een ongekende manoeuvreerbaarheid. Ze kunnen overal in een strook van 800 km in minder dan 25 seconden meten met een geolocatienauwkeurigheid van minder dan 3 m (CE90) zonder grondcontrolepunten en 1 m met grondpunten. Satellieten kunnen meer dan 1 miljoen vierkante meter vastleggen. km per dag in panchromatische en multispectrale modi.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigPleiaden-1EEN en Pleiaden-1B

Belangrijkste technische kenmerken van filmapparatuur:Pleiaden-1EEN en Pleiaden-1B

Schiet mode	Panchromatisch	multispectraal
spectraalgebied, micron	0,48–0,83	0,43-0,55 (blauw) 0,49-0,61 (groen) 0,60-0,72 (rood) 0,79 - 0,95 (in de buurt van IR)
Ruimtelijke resolutie (in nadir), m	0,7 (na verwerking - 0,5)	2.8 (na verwerking - 2)
Maximale afwijking van het dieptepunt, wees gegroet	50
Geolocatie nauwkeurigheid, m	CE90=4,5
Schieten bandbreedte, km	20
schietprestaties, miljoen vierkante km/dag	meer dan 1
schietfrequentie, dag	1 (afhankelijk van de breedtegraad van het opnamegebied)
Bestandsformaat	GeoTIFF
Gegevensoverdrachtsnelheid naar het grondsegment, Mbps	450

JAPAN

De bekendste Japanse teledetectiesatelliet was ALOS (optisch-elektronisch onderzoek met een resolutie van 2,5 m in panchromatische modus en 10 m in multispectrale modus, evenals radaronderzoek in de L-band met een resolutie van 12,5 m). Het ALOS-ruimtevaartuig is gemaakt als onderdeel van het Japanse ruimteprogramma en wordt gefinancierd door het Japanse ruimteagentschap JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency).

Het ALOS-ruimtevaartuig werd in 2006 gelanceerd en op 22 april 2011 ontstonden er problemen met de besturing van de satelliet. Na drie weken van mislukte pogingen om de werking van het ruimtevaartuig te herstellen, werd op 12 mei 2011 het bevel gegeven om de stroom naar de satellietapparatuur uit te schakelen. Momenteel zijn alleen archiefbeelden beschikbaar.

De ALOS-satelliet zal worden vervangen door twee ruimtevaartuigen tegelijk - een optisch-elektronische, de tweede - radar. Zo weigerden de specialisten van het JAXA-bureau optische en radarsystemen te combineren op één platform, dat werd geïmplementeerd op de ALOS-satelliet, waarop twee optische camera's (PRISM en AVNIR) en één radar (PALSAR) zijn geïnstalleerd.

radar ruimtevaartuig ALO-2 gepland voor lancering in 2013

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuig ALO-2

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen: ALO-2

Lancering van opto-elektronisch ruimtevaartuig ALO-3 gepland voor 2014. Het zal in staat zijn tot panchromatische, multispectrale en hyperspectrale beeldvorming.

Belangrijkste kenmerkenKAALO-3

Belangrijkste technische kenmerken van filmapparatuur:KAALO-3

Vermeldenswaard is ook het Japanse project ASNARO (Advanced Satellite with New system ARchitecture for Observation), dat in 2008 werd geïnitieerd door USEF (Institute for Unmanned Space Experiment Free Flyer) Het project is gebaseerd op innovatieve technologieën voor het creëren van mini-satellietplatforms (met een gewicht van 100-500 kg) en filmsystemen. Een van de doelen van het ASNARO-project is het creëren van een nieuwe generatie minisatelliet met ultrahoge resolutie die kan concurreren met satellieten van andere landen met vergelijkbare kenmerken vanwege goedkopere gegevens en de mogelijkheid om apparaten in kortere tijd te ontwerpen en te produceren. Satelliet ASNARO ontworpen om het aardoppervlak te onderzoeken in het belang van overheidsorganisaties in Japan en staat gepland voor lancering in 2013.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigASNARO

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:ASNARO

INDIA

Een van de meest effectieve teledetectieprogramma's is in het land opgezet op basis van een gepland systeem van staatsfinanciering van de ruimtevaartindustrie. India exploiteert met succes een constellatie van ruimtevaartuigen voor verschillende doeleinden, waaronder de KA RESOURCESAT- en СARTOSAT-series.

Naast de satellieten die al in een baan om de aarde draaien, werd in april 2011 een ruimtevaartuig gelanceerd MIDDELENAT-2, ontworpen om de problemen op te lossen van het voorkomen van natuurrampen, het beheer van water- en landbronnen (Fig. 5).

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigMIDDELENAT-2

Op 26 april 2012 werd het ruimtevaartuig gelanceerd RISAT-1 met een multifunctionele C-band radar (5,35 GHz). De satelliet is ontworpen voor 24 uur per dag en bij alle weersomstandigheden beeldvorming van de aarde in verschillende modi. Onderzoek van het aardoppervlak wordt uitgevoerd in het C-bereik van golflengten met variabele polarisatie van straling (HH, VH, HV, VV).

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigRISAT-1

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:RISAT-1

Spectraalgebied	C-band
Modus	Nominale ruimtelijke resolutie, m	Breedte enquêtestrook, km	Opnamehoekbereik, gr.	Polarisatie
Ultrahoge resolutie (Hoge resolutie SpotLight - HRS)	<2	10	20–49	Enkel
hoge resolutie (Fijne resolutie Stripmap-1 - FRS-1)	3	30	20–49
hoge resolutie (Fijne resolutie Stripmap-2 - FRS-2)	6	30	20–49	verviervoudigen
Gemiddelde resolutie / lage resolutie (ScanSAR-MRS met gemiddelde resolutie / ScanSAR met grove resolutie - CRS)	25/50	120/240	20–49	Enkel

Een constellatie van optisch-elektronische ruimtevaartuigen van de cartografische reeks CARTOSAT draait in een baan om de aarde. De lancering van de volgende satelliet van de CARTOSAT-3-serie staat gepland voor 2014. Hij zal worden uitgerust met optisch-elektronische apparatuur met een ongekende ruimtelijke resolutie van 25 cm.

CHINA

China heeft de afgelopen 6 jaar een multifunctionele orbitale constellatie van teledetectiesatellieten gecreëerd, bestaande uit verschillende ruimtesystemen - satellieten voor specifieke verkenning, maar ook ontworpen voor oceanografie, cartografie, monitoring van natuurlijke hulpbronnen en noodsituaties.

In 2011 lanceerde China meer teledetectiesatellieten dan andere landen: twee Yaogan (YG) - 12 bewakingssatellieten (met een opto-elektronisch systeem met submeterresolutie) en Yaogan (YG) -13 (met een synthetische apertuurradar); KA Hai Yang (HY) - 2A met een microgolfradiometer lkx voor het oplossen van oceanografische problemen; Zi Yuan (ZY) - 1-02C multifunctionele satelliet voor het monitoren van natuurlijke hulpbronnen voor het ministerie van Land en Natuurlijke Hulpbronnen (resolutie 2,3 m in panchromatische modus en 5/10 m in multispectrale modus in een onderzoeksstrook van 54 km en 60 km breed) ; optische microsatelliet (35 kg) TianXun (TX) met een resolutie van 30 m.

In 2012 werd China opnieuw de leider in termen van het aantal lanceringen - de nationale teledetectieconstellatie (meteorologische satellieten niet meegerekend) werd aangevuld met nog vijf satellieten: Yaogan (YG) - 14 en Yaogan (YG) -15 (speciesverkenning ), Zi Yuan (ZY) - 3 en Tian Hui (TH) - 2 (kaartsatellieten), Huan Jing (HJ) radar - 1C.

ruimtevaartuig TH-1 en TH-2- de eerste Chinese satellieten die stereobeelden in de vorm van een triplet kunnen ontvangen voor geodetische metingen en cartografisch werk. Ze zijn identiek in hun technische kenmerken en werken volgens één programma. Elke satelliet is uitgerust met drie camera's - een stereo triplet-stereocamera, een panchromatische camera met hoge resolutie en een multispectrale camera - die het hele aardoppervlak kunnen vastleggen voor wetenschappelijk onderzoek, landmonitoring, geodesie en cartografie.

Satellieten zijn ontworpen om veel problemen op te lossen:

• het maken en bijwerken van topografische kaarten;
• creatie van digitale hoogtemodellen;
• creatie van 3D-modellen;
• monitoring van landschapsveranderingen;
• toezicht op het landgebruik;
• het monitoren van de staat van landbouwgewassen, het voorspellen van opbrengsten;
• monitoring van bosbeheer en monitoring van de staat van bossen;
• monitoring van irrigatievoorzieningen;
• monitoring van de waterkwaliteit;

De belangrijkste kenmerken van ruimtevaartuigen:

Lanceringsdata		24 augustus 2010 (TH-1), 6 mei 2012 (TH-2)
draagraket		CZ-2D
Ontwikkelaar		China Aerospace Science and Technology Corporation, Chinese Academie voor Ruimtetechnologie (CAST)
Operator: Beijing Space Eye Innovation Technology Company (BSEI)
Gewicht, kg			1000
Baan	Type		Zon-synchroon
	Hoogte, km		500
	Stemming, graden		97,3
Geschatte gebruiksduur, jaar		3

Belangrijkste technische kenmerken van filmapparatuur:

Schiet mode		Panchromatisch	multispectraal	Stereo (triplet)
spectraalgebied, micron		0,51–0,69	0,43-0,52 (blauw) 0,52-0,61 (groen) 0,61-0,69 (rood) 0,76-0,90 (in de buurt van IR)	0,51–0,69
Ruimtelijke resolutie (in nadir), m		2	10	5
Geolocatie nauwkeurigheid, m	CE90=25
Schieten bandbreedte, km		60	60	60
schietfrequentie, dag		9
De mogelijkheid om een ​​stereopaar te verkrijgen		Ja

CANADA

Op 9 januari 2013 kondigde MDA aan dat het een contract van $ 706 miljoen had getekend met de Canadian Space Agency om een ​​constellatie van drie radarsatellieten te bouwen en te lanceren. RADARSAT Constellatie Missie (RCM). De looptijd van het contract is 7 jaar.

De RCM-constellatie zal 24 uur per dag radardekking van het grondgebied van het land bieden. De gegevens kunnen herhaalde afbeeldingen van dezelfde gebieden op verschillende tijdstippen van de dag bevatten, wat de monitoring van kustgebieden, gebieden in het noorden, de Arctische waterwegen en andere gebieden met strategische en defensiebelangen aanzienlijk zal verbeteren. Het RCM-systeem zal ook een reeks geautomatiseerde beeldinterpretatie bevatten, die, in combinatie met de snelle verwerving van gegevens, schepen over de oceanen van de wereld onmiddellijk zal detecteren en identificeren. Er wordt een aanzienlijke versnelling van de gegevensverwerking verwacht - klanten ontvangen de benodigde informatie bijna in realtime.

De RCM-constellatie zal het aardoppervlak in de C-band (5,6 cm) onderzoeken, met variabele polarisatie van straling (HH, VH, HV, VV).

De belangrijkste kenmerken van RCM-ruimtevaartuigen:

Belangrijkste technische kenmerken van RCM-beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:

Spectraalgebied	C-band (5,6 cm)
schietfrequentie, dag	12
Modus	Nominale ruimtelijke resolutie, m	Schieten bandbreedte, km	schiethoek bereik, graden	Polarisatie
Lage resolutie	100 x 100	500	19–54	Single (optioneel - HH of VV of HV of VH); dubbel (optioneel - HH/HV of VV/VH)
Medium resolutie (Medium Resolution - Maritiem)	50 x 50	350	19–58
	16 x 16	30	20–47
Gemiddelde resolutie (gemiddelde resolutie - land)	30x30	125	21–47
Hoge resolutie (Hoge resolutie)	5 x 5	30	19–54
Superhoge resolutie (zeer hoge resolutie)	3 x 3	20	18–54
IJs/Olie Geluidsarme modus	100 x 100	350	19–58
Scheepsdetectiemodus	Ander	350	19–58

KOREA

Sinds het begin van de werkzaamheden aan de uitvoering van het ruimteprogramma in 1992 is in de Republiek Korea een nationaal teledetectiesysteem opgezet. Het Korea Aerospace Research Institute (KARI) heeft een reeks KOMPSAT-aardobservatiesatellieten (Korean Multi-Purpose Satellite) ontwikkeld. Het ruimtevaartuig KOMPSAT-1 werd tot eind 2007 voor militaire doeleinden gebruikt. In 2006 werd de KOMPSAT-2-satelliet in een baan om de aarde gelanceerd.

Ruimtevaartuig gelanceerd in 2012 KOMPSAT-3 is een voortzetting van de KOMPSAT-missie en is ontworpen om digitale beelden van het aardoppervlak te verkrijgen met een ruimtelijke resolutie van 0,7 m in panchromatische modus en 2,8 m in multispectrale modus.

Belangrijkste kenmerkenKA KOMPSAT-3

Belangrijkste technische kenmerken van filmapparatuur:KA KOMPSAT-3

Het KOMPSAT-5-project maakt deel uit van het Korean National Development Plan MEST (Ministry of Education, Science and Technology), dat in 2005 van start is gegaan. KA KOMPSAT-5 het Korea Aerospace Research Institute (KARI) wordt ook ontwikkeld. De belangrijkste taak van de toekomstige missie is het creëren van een radarsatellietsysteem voor het oplossen van monitoringproblemen. Onderzoek van het aardoppervlak zal worden uitgevoerd in de C-band met variabele polarisatie van straling (HH, VH, HV, VV).

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigKOMPSAT-5

Lanceringsdatum: 2013 (gepland)
Lanceerplatform: Yasny-lanceerbasis (Rusland)
Draagraket: Dnepr draagraket (Rusland)
Ontwikkelaar: KARI (Korea Aerospace Research Institute), Thales Alenia Space (Italië; radarbeeldvormingssysteem in de lucht - SAR)
Operator: KARI
Gewicht (kg		1400
Baan	Type	Zon-synchroon
	Hoogte, km	550
	Helling, gr.	97,6
Geschatte gebruiksduur, jaren		5

Belangrijkste technische kenmerken van filmapparatuur:KOMPSAT-5

VERENIGD KONINKRIJK

Het Britse bedrijf DMC International Imaging Ltd (DMCii) is de exploitant van de satellietconstellatie Disaster Monitoring Constellation (DMC) en werkt zowel in het belang van de regeringen van de landen die eigenaar zijn van de satellieten als in het leveren van ruimtebeelden voor commercieel gebruik.
De DMC-constellatie biedt realtime dekking van rampgebieden voor overheidsinstanties en commercieel gebruik. De satellieten schieten ook voor het oplossen van de problemen van landbouw, bosbouw, enz. en omvatten 8 mini-teledetectiesatellieten van Algerije, Groot-Brittannië, Spanje, China en Nigeria. De satellietontwikkelaar is het Britse bedrijf Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL). Alle satellieten bevinden zich in een zonsynchrone baan om dagelijkse wereldwijde dekking te bieden.

De Britse satelliet UK-DMC-2, onderdeel van de DMC-constellatie, werd gelanceerd in 2009. Het onderzoekt in een multispectrale modus met een resolutie van 22 m in een 660 m brede band. In 2014 zullen drie nieuwe satellieten worden gelanceerd DMC-3a, b, c met verbeterde functies. Ze zullen onderzoeken in een 23 km brede band met een resolutie van 1 m in panchromatische modus en 4 m in 4-kanaals multispectrale modus (inclusief infraroodkanaal).

SSTL voltooit momenteel de ontwikkeling van een nieuwe budgetradarsatelliet: een SC . van 400 kilogram NovaSAR-S wordt het SSTL-300-platform met een innovatieve S-bandradar. SSTL's benadering van engineering en ontwerp zorgt ervoor dat de NovaSAR-S-missie binnen 24 maanden na bestelling volledig kan worden ingezet.

NovaSAR-S zal radaronderzoeken uitvoeren in vier modi met een resolutie van 6-30 m in verschillende polarisatiecombinaties. De technische parameters van de satelliet zijn geoptimaliseerd voor een breed scala aan toepassingen, waaronder monitoring van overstromingen, gewasbeoordeling, bosmonitoring, classificatie van landbedekking, rampenbeheer en bewaking op zee, zoals het volgen van schepen en het opsporen van olierampen.

SPANJE

Er wordt een nationale Spaanse constellatie van teledetectiesatellieten gevormd. In juli 2009 werd de Deimos-1-satelliet, die deel uitmaakt van de internationale DMC-constellatie, in een baan om de aarde gelanceerd. Het legt in multispectrale modus vast met een resolutie van 22 m in een brede band van 660 m. De operator van de satelliet, Deimos Imaging, is ontstaan ​​als resultaat van een samenwerking tussen het Spaanse lucht- en ruimtevaarttechniekbedrijf Deimos Space en het Remote Sensing Laboratory van de Universiteit van Valladolid (LATUV)). Het hoofddoel van het nieuwe bedrijf is de ontwikkeling, implementatie, exploitatie en commercieel gebruik van remote sensing-systemen. Het bedrijf is gevestigd in Valladolid (Spanje).

Deimos Imaging ontwikkelt momenteel een satelliet met hoge resolutie Deimos-2, waarvan de lancering is gepland voor 2013. Het Deimos-2-ruimtevaartuig is ontworpen om goedkope, hoogwaardige multispectrale teledetectiegegevens te verkrijgen. Samen met het Deimos-1-ruimtevaartuig zal de Deimos-2-satelliet een enkel Deimos Imaging-satellietsysteem vormen.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigDeimos-2

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:Deimos-2

In de komende twee jaar begint de uitvoering van het nationale programma voor observatie van de aarde vanuit de ruimte PNOTS (Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite). KA paza(uit het Spaans vertaald als "vrede"; een andere naam is SEOSAR - Satélite Español de Observación SAR) - de eerste Spaanse radarsatelliet voor tweeërlei gebruik - is een van de componenten van dit programma. De satelliet zal in alle weersomstandigheden kunnen fotograferen, dag en nacht, en zal voornamelijk de bevelen van de Spaanse regering uitvoeren met betrekking tot veiligheids- en defensiekwesties. Het Paz-ruimtevaartuig zal worden uitgerust met een door Astrium GmbH ontwikkelde synthetische apertuurradar op het radarplatform van de TerraSAR-X-satelliet.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigpaza

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen:paza

Spectraalgebied	X-band (3,1 cm)
Modus	Nominale ruimtelijke resolutie, m	Schieten bandbreedte, km	schiethoek bereik, graden	Polarisatie
Ultrahoge resolutie (Hoge resolutie SpotLight - HS)	<(1 х 1)	5x5	15–60	Single (optioneel - VV of HH); dubbel (VV/HH)
hoge resolutie (SpotLight-SL)	1 x 1	10x10	15–60
High Definition Breedband (StripMap - SM)	3x3	30	15–60	Single (optioneel - VV of HH); dubbel (optioneel - VV/HH of HH/HV of VV/VH)
Gemiddelde resolutie (ScanSAR - SC)	16x6	100	15–60	Single (optioneel - VV of HH)

In 2014 is het de bedoeling om een ​​ander onderdeel van het PNOTS KA-programma te lanceren Ingenio(een andere naam is SEOSat; Satélite Español de Observación de la Tierra). De satelliet zal in staat zijn tot multispectrale beeldvorming met hoge resolutie voor de behoeften van de Spaanse overheid en commerciële klanten. De missie wordt gefinancierd en gecoördineerd door de CDTI (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial). Het project wordt gecontroleerd door de European Space Agency.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuig Ingenio

Belangrijkste technische kenmerken van beeldvormingsapparatuur voor ruimtevaartuigen: Ingenio

EUROPEES RUIMTEAGENTSCHAP

In 1998 hebben de bestuursorganen van de Europese Unie besloten om, om een ​​alomvattende monitoring van het milieu te garanderen, het GMES-programma (Global Monitoring for Environment and Security) in te voeren, dat onder auspiciën van de Europese Commissie zou moeten worden uitgevoerd in samenwerking met het Europees Ruimteagentschap (European Space Agency, ESA) en het Europees Milieuagentschap (EEA). Als 's werelds grootste programma voor aardobservatie tot nu toe, zal GMES regeringen en andere gebruikers voorzien van zeer nauwkeurige, actuele en toegankelijke informatie om milieuveranderingen beter te beheersen, de oorzaken van klimaatverandering te begrijpen, mensen te beschermen en meer.

In de praktijk zal GMES bestaan ​​uit een complexe set van waarnemingssystemen: teledetectiesatellieten, grondstations, schepen, atmosferische sondes, enz.

De GMES-ruimtecomponent zal steunen op twee soorten teledetectiesystemen: Sentinel-satellieten die speciaal zijn ontworpen voor het GMES-programma (de exploitant zal ESA zijn), en nationale (of internationale) teledetectiesystemen per satelliet die deel uitmaken van de zogenaamde GMES-bijstandsmissies ( bijdragende GMES-missies; GCM's).

De lancering van Sentinel-satellieten zal in 2013 beginnen. Ze zullen metingen uitvoeren met behulp van verschillende technologieën, zoals radar en opto-elektronische multispectrale sensoren.

Om het GMES-programma onder de algemene leiding van ESA uit te voeren, worden vijf typen teledetectiesatellieten Sentinel ontwikkeld, die elk een specifieke missie met betrekking tot aardobservatie zullen uitvoeren.

Elke Sentinel-missie zal een dual-satellietconstellatie bevatten om de beste gebiedsdekking te bieden en snellere heronderzoeken om de betrouwbaarheid en volledigheid van gegevens voor GMES te verbeteren.

Missie Sentinel-1 zal een constellatie zijn van twee radarsatellieten in een polaire baan, uitgerust met een synthetische apertuurradar (SAR) voor C-bandonderzoeken.

Het fotograferen van radarsatellieten Sentinel-1 is niet afhankelijk van het weer en het tijdstip van de dag. De lancering van de eerste satelliet van de missie is gepland in 2013 en de tweede in 2016. De Sentinel-1-missie is speciaal ontworpen voor het GMES-programma en zal de C-bandradaronderzoeken voortzetten die zijn geïnitieerd en voortgezet door de ERS-1, ERS-2, Envisat-satellietsystemen (operator ESA) en RADARSAT-1,2 (geëxploiteerd door MDA, Canada).

De Sentinel-1-constellatie zal naar verwachting elke 1-3 dagen heel Europa, Canada en de belangrijkste scheepvaartroutes bestrijken, ongeacht de weersomstandigheden. Radargegevens worden binnen een uur na het onderzoek geleverd - een grote verbetering ten opzichte van bestaande radarsatellietsystemen.

De belangrijkste kenmerken van het ruimtevaartuigSentinel-1

Lanceerdata satelliet (gepland): 2013 (Sentinel-1A), 2016 (Sentinel-1B)
Draagraket: Sojoez draagraket (Rusland)
Ontwikkelaars: Thales Alenia Space Italië (Italië), EADS Astrium GmbH (Duitsland), Astrium UK (VK)
Gewicht, kg		2280
Baan	Type	Polar zon-synchroon
	Hoogte, km	693
Geschatte gebruiksduur, jaar		7

Belangrijkste technische kenmerken van filmapparatuur:KASentinel-1

paar satellieten Sentinel-2 zal regelmatig satellietbeelden met hoge resolutie leveren aan de hele aarde, waardoor de continuïteit van de gegevensverzameling wordt gegarandeerd met kenmerken die vergelijkbaar zijn met die van de SPOT- en Landsat-programma's.

Sentinel-2 zal worden uitgerust met een opto-elektronische multispectrale sensor voor beeldvorming met een resolutie van 10 tot 60 m in de zichtbare, nabij-infrarood (VNIR) en kortegolf infrarood (SWIR) spectrale zones, inclusief 13 spectrale banden, die de weergave garanderen van verschillen in de staat van vegetatie, met inbegrip van veranderingen in de tijd, en minimaliseert de impact op de atmosferische kwaliteit.

Een baan met een gemiddelde hoogte van 785 km, de aanwezigheid van twee satellieten in de missie, maakt het mogelijk om elke 5 dagen opnieuw te schieten op de evenaar en elke 2-3 dagen op middelste breedtegraden. De lancering van de eerste satelliet staat gepland voor 2013.

Door de zwadbreedte te vergroten en de herhaalbaarheid van de onderzoeken te vergroten, kunnen snel veranderende processen worden gevolgd, bijvoorbeeld veranderingen in de aard van de vegetatie tijdens het groeiseizoen.

Het unieke van de Sentinel-2-missie wordt geassocieerd met een combinatie van grote territoriale dekking, frequente heronderzoeken en, als resultaat, de systematische verwerving van volledige dekking van de hele aarde door multispectrale beeldvorming met hoge resolutie.

De belangrijkste kenmerken van de satelliet van het ruimtevaartuig:Sentinel-2

Lanceerdata satelliet (gepland): 2013 (Sentinel-2A), 2015 (Sentinel-2B)
Lanceerplatform: Kourou-ruimtehaven (Frankrijk)
Draagraket: RN "Rokot" (Rusland)
Ontwikkelaar: EADS Astrium Satellites (Frankrijk)
Exploitant: Europees Ruimteagentschap
Gewicht, kg		1100
Baan	Type	Zon-synchroon
	Hoogte, km	785
Geschatte gebruiksduur, jaar		7

Het belangrijkste doel van de missie: Sentinel-3 is de observatie van de topografie van het oceaanoppervlak, de temperatuur van het zee- en landoppervlak, de kleur van de oceaan en het land met een hoge mate van nauwkeurigheid en betrouwbaarheid om oceaanvoorspellingssystemen te ondersteunen, evenals om het milieu en het klimaat te bewaken.

Sentinel-3 is de opvolger van de gevestigde ERS-2- en Envisat-satellieten. Een paar Sentinel-3-satellieten heeft een hoge herhaalbaarheid van het onderzoek. Satellietbanen (815 km) zullen elke 27 dagen een compleet datapakket leveren. De lancering van de eerste satelliet van de Sentinel-3-missie staat gepland voor 2013, direct na Sentinel-2. De lancering van de Sentinel-3B-satelliet staat gepland voor 2018.

De Sentinel-4- en Sentinel-5-missies zijn ontworpen om gegevens over de atmosferische samenstelling te leveren voor hun respectieve GMES-services. Beide missies zullen worden uitgevoerd op een meteorologisch satellietplatform dat wordt beheerd door de Europese Organisatie voor Satellietmeteorologie EUMETSAT. De lancering van de satellieten is gepland in 2017-2019.

BRAZILIË

De lucht- en ruimtevaartindustrie is een van de meest innovatieve en belangrijke takken van de Braziliaanse economie. Het Braziliaanse ruimtevaartprogramma zal gedurende vier jaar (2012-2015) $ 2,1 miljard aan federale investeringen ontvangen.

Het National Institute for Space Research (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE) werkt samen met het ministerie van Wetenschap en Technologie en is onder meer verantwoordelijk voor het uitvoeren van ruimtemonitoring.

In samenwerking met China ontwikkelt INPE de CBERS-familie van satellieten. Dankzij de succesvolle missie van de CBERS-1- en CBERS-2-satellieten hebben de regeringen van de twee landen besloten een nieuwe overeenkomst te ondertekenen om nog twee gezamenlijke satellieten te ontwikkelen en te lanceren. CBERS-3 en CBERS-4 noodzakelijk om de ontbossing en branden in de Amazone onder controle te houden, en om de problemen op te lossen met betrekking tot het toezicht op watervoorraden, landbouwgrond, enz. De Braziliaanse deelname aan dit programma zal worden verhoogd tot 50%. De lancering van CBERS-3 staat gepland voor 2013 en CBERS-4 in 2014. De nieuwe satellieten zullen beter in staat zijn dan hun voorgangers. Als nuttige lading zullen op de satellieten 4 beeldvormingssystemen met verbeterde geometrische en radiometrische kenmerken worden geïnstalleerd. De MUXCam (Multispectral Camera) en WFI (Wide-Field Imager) camera's zijn ontwikkeld door de Braziliaanse kant, en de PanMUX (Panchromatic and Multispectral Camera) en IRS (Infrared System) camera's zijn ontwikkeld door de Chinezen. De ruimtelijke resolutie (in nadir) in de panchromatische modus is 5 m, in de multispectrale modus - 10 m.

Ook wordt een serie eigen kleine satellieten ontwikkeld op basis van het standaard multifunctionele middenklasse ruimteplatform Multimission Platform (MMP). De eerste van de satellieten is een kleine teledetectiesatelliet in een baan om de aarde Amazonië-1. Het is de bedoeling om de Advanced Wide Field Imager (AWFI) multispectrale camera, gemaakt door Braziliaanse specialisten, erop te plaatsen. Vanaf een hoogte van 600 km zal het camerabereik 800 km zijn, de ruimtelijke resolutie zal 40 m zijn. Het Amazonia-1-ruimtevaartuig zal ook worden uitgerust met het Britse opto-elektronische systeem RALCam-3, dat beelden zal vastleggen met een resolutie van 10 m in een strook van 88 km. Kleine radarsatelliet KaartSAR(Multi-Application Purpose) is een gezamenlijk project van INPE en het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR). De satelliet is ontworpen om in drie modi te werken (resolutie - 3, 10 en 20 m). De lancering ervan staat gepland voor 2013.

Als onderdeel van onze beoordeling hebben we niet de taak gesteld om alle nieuwe en veelbelovende nationale teledetectiesystemen met hoge en ultrahoge resolutie te analyseren. Inmiddels hebben meer dan 20 landen hun eigen aardobservatiesatellieten. Naast de landen die in het artikel worden genoemd, Duitsland (de RapidEye optisch-elektronische satellietconstellatie, TerraSAR-X en TanDEM-X radarruimtevaartuigen), Israël (EROS-A, B), Italië (COSMO-SkyMed-1-radar-ruimtevaartuig ) dergelijke systemen hebben 4), enz. Elk jaar wordt deze unieke ruimteclub aangevuld met nieuwe landen en teledetectiesystemen. In 2011-2012 Nigeria (Nigeriasat-X en Nigeriasat-2), Argentinië (SAC-D), Chili (SSOT), Venezuela (VRSS-1) en anderen hebben hun satellieten verworven. 2,5 m, in multispectrale beeldvorming - 10 m) zetten de Turkse afstandsbediening voort detectieprogramma (de lancering van de derde satelliet van de Gokturk-serie is gepland voor 2015). In 2013 zijn de Verenigde Arabische Emiraten van plan om hun eigen ultrahoge resolutie satelliet Dubaisat-2 te lanceren (resolutie in panchromatische modus 1 m, in multispectrale beeldvorming - 4 m)

Er wordt gewerkt aan fundamenteel nieuwe ruimtebewakingssystemen. Zo werkt het Amerikaanse bedrijf Skybox Imaging, gevestigd in Silicon Valley, aan de creatie van 's werelds meest hoogwaardige innovatieve constellatie van teledetectie-minisatellieten - SkySat. Het zal het mogelijk maken om meerdere keren per dag satellietbeelden met een hoge resolutie van elk deel van de aarde te verkrijgen. De gegevens zullen worden gebruikt voor noodhulp, milieumonitoring, enz. Het onderzoek zal worden uitgevoerd in panchromatische en multispectrale modi. De lancering van de eerste satelliet van het sterrenbeeld, SkySat-1, staat gepland voor 2013. Nadat het sterrenbeeld volledig is ingezet (en het is de bedoeling dat er tot 20 satellieten in een baan om de aarde zullen zijn), kunnen gebruikers elk punt op het sterrenbeeld bekijken. Aarde in realtime. Het is ook de bedoeling om video-opnamen te maken vanuit de ruimte.