Ефективну роботу сучасних ГІС важко уявити без супутникових методів дослідження територій нашої планети. Дистанційне супутникове зондування знайшло широко застосування в геоінформаційних технологіях як у зв'язку зі швидким розвитком та вдосконаленням космічної техніки, так і зі згортанням авіаційних та наземних методів моніторингу.

Дистанційне зондування(ДЗ) – науковий напрямок, заснований на збиранні інформації про Землі без фактичного контактування з нею.

Процес отримання даних про поверхню включає зондування і запис інформації про відображеної або випускається об'єктами енергії з метою подальшої обробки, аналізу та практичного використання. Процес ДЗ представлений і складається з наступних елементів:

Мал. . Етапи ДЗ.

Наявність джерела енергії чи освітлення (A) - це перша вимога дистанційного зондування, т.е. повинен бути джерело енергії, який висвітлює або підживлює енергією електромагнітного поля об'єкти, що становлять інтерес для дослідження.

Випромінювання та атмосфера (B) – випромінювання, що поширюється від джерела до об'єкта, частина шляху проходить крізь атмосферу Землі. Ця взаємодія дуже важливо враховувати, оскільки характеристики атмосфери впливають на параметри енергетичних випромінювань.

Взаємодія з об'єктом дослідження (C) – характер взаємодії падаючого на об'єкт випромінювання залежить від параметрів, як об'єкта, так і випромінювання.

Реєстрація енергії сенсором (D) – випромінювання, що випускається об'єктом дослідження, потрапляє на віддалений високочутливий сенсор, потім отримана інформація записується на носій.

Передача, прийом та обробка інформації (E) – інформація, зібрана чутливим сенсором передається в цифровому вигляді на станцію, що приймає, де дані трансформуються в зображення.

Інтерпретація та аналіз (F) – оброблене зображення інтерпретується візуально або за допомогою ЕОМ, після чого з нього витягується інформація щодо об'єкта, що досліджується.

Застосування отриманої інформації (G) – процес дистанційного зондування сягає завершення, ми одержуємо необхідну інформацію щодо об'єкта спостереження для кращого розуміння його показників і поведінки, т.е. коли вирішено якесь практичне завдання.

Виділяють такі сфери застосування супутникового дистанційного зондування (СДЗ):

Отримання інформації про стан навколишнього середовища та землекористування;
‣‣‣ оцінка врожаю сільгоспугідь;

Вивчення флори та фауни;

Оцінка наслідків стихійних лих (землетруси, повені, пожежі, епідемії, виверження вулканів);

Оцінка збитків при забрудненні суші та водойм;

Океанологія.

Кошти СДЗ дозволяють отримувати інформацію про стан атмосфери у локальному, а й у глобальному масштабі. Дані зондування надходять у вигляді зображень, як правило, у цифровій формі. Подальша обробка здійснюється комп'ютером. З цієї причини проблематика СДЗ тісно пов'язана із завданнями цифрової обробки зображень.

Варто сказати, що для спостереження нашої планети з космосу використовують дистанційні методи, при яких дослідник має можливість на відстані отримувати інформацію про об'єкт, що вивчається. Дистанційні методи зондування, як правило, є непрямими, тобто з їх допомогою вимірюють параметри, що не цікавлять спостерігача, а деякі пов'язані з ними величини. Наприклад, нам дуже важливо оцінити стан лісових масивів Уссурійської тайги. Апаратура супутника, задіяна в моніторингу, реєструватиме лише інтенсивність світлового потоку від об'єктів, що вивчаються в декількох ділянках оптичного діапазону. Щоб розшифрувати такі дані, потрібні попередні дослідження, що включають різні експерименти з вивчення стану окремих дерев контактними методами. Далі дуже важливо визначити, як виглядають ті ж об'єкти з літака, і лише після цього судити про стан лісів за супутниковими даними.

Методи вивчення Землі із космосу не випадково відносять до високотехнологічних. Це пов'язано не лише з використанням ракетної техніки, складних оптико-електронних приладів, комп'ютерів, швидкісних інформаційних мереж, а й з новим підходом до отримання та інтерпретації результатів вимірів. Супутникові дослідження проводяться на невеликій площі, але вони дають можливість узагальнювати дані на величезні простори і навіть на всю земну кулю.
Розміщено на реф.
Супутникові методи зазвичай дозволяють отримувати результат за порівняно короткий інтервал часу. Наприклад, для безкрайньої Сибіру супутникові способи найбільш прийнятні.

До особливостей дистанційних методів належить вплив середовища (атмосфери), якою проходить сигнал із супутника. Наприклад, наявність хмарності, що закриває об'єкти, робить їх невидимими в оптичному діапазоні. Але навіть за відсутності хмарності атмосфера послаблює випромінювання від об'єктів. З цієї причини супутниковим системам доводиться працювати в так званих вікнах прозорості, враховуючи, що в них має місце поглинання та розсіювання газами та аерозолем. У радіодіапазоні можливе спостереження Землі та крізь хмарність.

Інформація про Землю та її об'єкти надходить із супутників у цифровому вигляді. Наземне цифрове оброблення зображень проводиться за допомогою комп'ютерів. Сучасні супутникові методи дозволяють як отримувати зображення Землі. Використовуючи чутливі прилади, вдається виміряти концентрацію атмосферних газів, зокрема. викликають парниковий ефект. Супутник “Метеор-3” із встановленим на ньому приладом TOMS дозволяв за добу оцінити стан всього озонового шару Землі. Супутник NOAA окрім отримання зображень поверхні дає можливість досліджувати озоновий шар та вивчати вертикальні профілі параметрів атмосфери (тиск, температуру, вологість).

Дистанційні методи поділяються на активні та пасивні. При використанні активних методів супутник посилає Землю сигнал власного джерела енергії (лазера, радіолокаційного передавача), реєструє його відбиток, рис.3.4а. Пасивні способи передбачають реєстрацію відбитої поверхні об'єктів сонячної енергії чи теплового випромінювання Землі.

Мал. . Активний (а) та пасивний (б) методи ДЗ.

При дистанційному зондуванні Землі з космосу використовуються оптичний діапазон електромагнітних хвиль та мікрохвильова ділянка радіодіапазону. Оптичний діапазон включає ультрафіолетовий (УФ) ділянку спектра; видима ділянка - синю (B), зелену (G) і червону (R) смуги; інфрачервона ділянка (ІЧ) – ближня (БІК), середня та теплова.

При пасивних методах зондування в оптичному діапазоні джерелами електромагнітної енергії є розігріті до високої температури тверді, рідкі, газоподібні тіла.

На хвилях довжиною понад 4 мкм власне теплове випромінювання Землі перевищує випромінювання Сонця. Реєструючи інтенсивність теплового випромінювання Землі з космосу, можна досить точно оцінити температуру суші та водної поверхні, яка є найважливішою екологічною характеристикою. Вимірявши температуру верхньої межі хмарності, можна визначити її висоту, якщо врахувати, що в тропосфері з висотою температура зменшується в середньому на 6.5 o / км. При реєстрації теплового випромінювання із супутників використовується інтервал довжин хвиль 10-14 мкм, у якому поглинання в атмосфері невелике. При температурі земної поверхні (хмар), що дорівнює –50o, максимум випромінювання посідає 12 мкм, при +50o – на 9 мкм.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНА ДЕРЖАВНА БЮДЖЕТНА ОСВІТАЛЬНА УСТАНОВА ВИЩОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ «ВОРОНІЗЬКИЙ ДЕРЖАВ

ДИСТАНЦІЙНЕ

ЗОНДУВАННЯ ЗЕМЛІ ПРИ ГЕОЛОГІЧНИХ

ДОСЛІДЖЕННЯХ

Навчальний посібник для вузів

Укладачі: А. І. Трегуб, О. В. Жаворонкін

Видавничо-поліграфічний центр Воронезького державного університету

Рецензент кандидат геолого-мінералогічних наук, доцент кафедри корисних копалин та надрокористування Ю. Н. Стрик

Навчальний посібник підготовлено на кафедрі загальної геології та геодинаміки геологічного факультету Воронезького державного університету.

Рекомендується для студентів очної та заочної форм навчання геологічного факультету Воронезького державного університету щодо курсів: «Дистанційне зондування Землі», «Аерокосмічні дослідження літосфери», «Аерокосмічні методи».

Для спрямування: 020300 – Геологія


ВСТУП ................................................. .................................................. ....
1. ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ
Аерокосмозйомки................................................................................
1.1. Аерозйомка................................................. ........................................
1.2. Космічна зйомка................................................ ...........................
1.3. Коротка характеристика космічних знімальних систем
деяких країн................................................ ......................................
2. МАТЕРІАЛИ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ
ЗЕМЛІ У ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ............................
2.1. Фізичні основи дистанційного зондування Землі.
2.2. Матеріали дистанційного зондування Землі........................
2.3. Обробка та перетворення матеріалів дистанційного
зондування Землі................................................ ................................
2.4. Обробка та перетворення цифрового рельєфу........................
2.5. Пакети програм для обробки та аналізу матеріалів
дистанційного зондування Землі............................................... ....
3. МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ДЕШИФРУВАННЯ
МАТЕРІАЛІВ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ
ЗЕМЛІ ................................................. .................................................. ..........
3.1. Загальні принципи дешифрування матеріалів
дистанційного зондування................................................ ..............
3.2. Дешифрувальні ознаки................................................ ..............
3.3. Методи дешифрування................................................ ................
4. ГЕОЛОГІЧНЕ ДЕШИФРУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ
ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ...............................................
4.1. Дешифрування корінних порід............................................... ..
4.2. Дешифрування четвертинних утворень..............................
4.3. Геоморфологічне дешифрування..........................................
5. ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕРІАЛІВ ДИСТАНЦІЙНОГО
ЗОНДУВАННЯ ЗЕМЛІ ПРИ ГЕОЛОГІЧНОМУ
КАРТУВАННЯ ТА ПОШУКОВИХ РОБОТАХ.....................................
5.1. Матеріали дистанційного зондування при геологічному
картуванні................................................. ..........................................
5.2. Матеріали дистанційного зондування
при прогнозно-пошукових дослідженнях............................................
ЛІТЕРАТУРА ................................................. ................................................

ВСТУП

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) - Це вивчення нашої планети за допомогою повітряних і космічних літальних апаратів, на яких встановлені різні сенсори (датчики), що дозволяють отримати інформацію про характер поверхні Землі, стан її повітряної та водної оболонок, про її геофізичні поля. Матеріали дистанційного зондування використовуються в різних галузях народного господарства. Найважливіше значення мають і при геологічних дослідженнях.

Історію розвитку методів дистанційного зондування

(МДЗ) зазвичай починають з 1783 року, з першого запуску аеростату братів Монгольф'є, який започаткував аеровізуальні спостереження поверхні Землі. У 1855 році перші фотографії і повітряної кулі, отримані з висоти близько 300 м, були використані для складання точного плану м. Парижа. Для геологічних цілей фотографування Альп з найвищих вершин вперше застосував французький геолог Емме Цивільє (1858–1882).

Початок використання аерофотозйомки у Росії датується

1866 року, коли поручик А. М. Ковалько з повітряної кулі на висотах від 600 до 1000 метрів зробив зйомку Санкт-Петербурга і Кронштадта. p align="justify"> Систематичні зйомки в Росії для складання топографічних карт і досліджень природних ресурсів почалися з 1925 року, з моменту зародження цивільної авіації. З цією метою в 1929 році

в Ленінграді було створено інститут аерофотозйомки. Ініціатором його створення та першим директором був академік Олександр Євгенович Ферсман. З 1938 використання матеріалів аерофотозйомки стало обов'язковим при проведеннігеолого-знімальних робіт. У сорокових роках при Геологічному комітеті було створено Аерофотогеологічну експедицію, перетворену в 1949 році на Всесоюзний аерогеологічний трест (ВАГТ), який пізніше був реорганізований.

в науково-виробничегеологічне об'єднання «Аерогеологія» (нині ФГУНВП «Аерогеологія»). Паралельно водночас було утворено Лабораторію аерометодів «ЛАЕМ» (нині «Науково-дослідний інститут космоаерогеологічних методів» – ГУП «ВНІІКАМ»). В результаті їх діяльності до 1957 року було проведено дрібномасштабну зйомку всієї території СРСР і складено Державну геологічну карту в масштабі 1: 1 000 000. У шістдесяті-сімдесяті роки розроблено і впроваджено в произ-

водство нові види регіональних досліджень: групова геологічна зйомка (ГГС) та аерофотогеологічне картування (АФГК); з'явилися спектрозональні, теплові, радіолокаційні зйомки. Розвиток аерометодів зумовило перехід дистанційного зондування Землі нового якісний рівень – вивчення Землі з космосу.

Розвиток космонавтикипочиналося з розробки балістичних ракет, які використовувалися, зокрема, для зйомки поверхні Землі з великих (близько 200 км) висот. Перші знімки були отримані 24 жовтня 1946 за допомогою ракети V-2 (німецької ракети Fau-2), запущеної з полігону White Sands (США) на суборбітальну траєкторію. Здійснено зйомку земної поверхні 35-міліметровою кінокамерою на чорно-білу фотоплівку з висоти близько 120 км. До кінця п'ятдесятих років фотографування земної поверхні переважно у військових цілях проводилося різними країнами за допомогою балістичних ракет.

був запущений перший у світі штучний супутник Землі (ІСЗ) – ПС-1 (Простий супутник – 1). Для виведення на орбіту було використано балістичну ракету Р-7 («Супутник»). Маса супутника становила 83,6 кг, діаметр - 0,58 м, період обертання 96,7 хв. Перігей - 228 км, апогей - 947 км. Супутник мав форму кулі, був забезпечений двома антенами та радіопередавачем – маяком. Він здійснив 1440 витків навколо Землі, а 4 січня 1958 р. увійшов у щільні верстви атмосфери та припинив існування. За час його польоту було отримано нову інформацію про структуру верхніх верств атмосфери.

Перша спроба запуску ІЗ З Vangard-1 за допомогою ракети Jpiter-C в США 6 грудня 1957 року закінчилася аварією. З другої спроби (1 лютого 1958 року) такою ж ракетою на орбіту було виведено ШСЗ Explorer-1. Супутник мав форму сигари, важив 13 кг. На борту мав обладнання для реєстрації мікрометеоритів та рівня радіації. З його допомогою було відкрито радіаційні пояси Землі. Супутник здійснив 58 тисяч витків навколо Землі та згорів в атмосфері 31 березня 1970 року. Параметри його орбіти: апогей - 2548 км, перигей 356 км. В активному режимі працював до 23 травня 1958 р. 7 серпня 1959 р. у США було запущено "Explorer-6", який передав перше телевізійне зображення Землі з космосу. Перший ШСЗ для метеоспостережень (Tiros-1) був запущений у США 1 квітня 1960 року. Супутник з аналогіч-

26 листопада 1965 р. Франція запустила свій ШСЗ «Астерікс-1». 11 лютого 1970 р. вивела на орбіту ШСЗ «Осумі» Японія. 24 квітня того ж року космічною державою став Китай (ШСЗ «Дунфанхун»). Англія запустила свій перший ШСЗ «Просперо» 28 жовтня 1971, а 18 липня 1980 - Індія (ШСЗ «Рохіні»).

Початків пилотованих польотів в космосположено 12 квітня 1961 року Юрієм Олексійовичем Гагаріним на кораблі «Схід», а 6 серпня того ж рокуГерман Степанович Тітов вперше зробив фотозйомку Землі з пілотованого космічного корабля «Схід». У вітчизняній космонавтиці велике значення мали супутники серії "Космос". Перший запуск ШСЗ цієї серії було здійснено 16 березня 1962 року, а до 2007 року вже було запущено 2400 супутників різного призначення. Приблизно кожні три роки виводилося на орбіту по 250 ШСЗ серії «Космос». Значна частина з них була забезпечена обладнанням для виконання ресурсних досліджень. З їхньою допомогою для всієї території СРСР були отримані космічні фотознімки високої якості. Сучасне угруповання Російських супутників налічує понад 110 апаратів різного призначення. Економічний ефект лише від застосування ШСЗ серії«Ресурс-0» становив близько 1,2 млрд руб. на рік, а супутників серій "Метеор" та "Електро" - 10 млрд руб. на рік.

Нині свої супутникові системи, окрім Росії та США, мають Франція, Німеччина, Європейський Союз, Індія, Китай, Японія, Ізраїль та інші країни.

1. ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ ТА ТЕХНОЛОГІЇ АЕРОКОСМОЗЙОМКИ

Технології аерозйомок у розвитку дистанційних досліджень Землі передували технологіям космічних зйомок. На початкових етапах розвитку дистанційного зондування Землі з космосу в нього перейшли багато технологічних прийомів проведення аерозйомки, але в міру розвитку космічних досліджень виникали інові прилади, а також нові технології. У цьому найважливіше значення мало становлення та бурхливий розвиток комп'ютерних технологій, вкладених у обробку даних дистанційного зондування.

1.1. Аерозйомка

Аерозйомка земної поверхні може виконуватися залежно від поставлених завдань за допомогою літаків та гелікоптерів, аеростатів і навіть мотодельтапланів, а також безпілотних літальних апаратів. Розрізняють фотографічну, теплову, радіолокаційну та багатозональну аерозйомки. Фотографічна зйомка (аерофотозйомка) для цілей геологічного картування є найбільш важливою, не тільки тому, що має найбільшу інформативність, але й тому, що за час її проведення накопичено значну кількість аерофотоматеріалів різних масштабів та різних регіонів. Тому при проведенні геолого-знімальних робіт буває економічно більш доцільним використовувати вже наявні в фонді ерофотоматеріали, ніж замовляти виробництво нової аерофотозйомки.

Аерофотозйомка місцевості використовується в різних цілях, найважливішими з них є складання та коригування топографічних карт, геологічні дослідження. Аерофотозйомка може бути точковою, маршрутною та площею. Точкова зйомка виконується щодо точковихоб'єктів. Маршрутна зйомка проводиться по заданій лінії (лінії берега, вздовж русла річки тощо). Площа зйомки виконується в межах заданих площ, які зазвичай визначаються рамками топографічних планшетів. Важливою вимогою до зйомки є вимога щодо обов'язкового перекриття площ сусідніх знімків. По лінії маршруту – поздовжнє перекриття, воно має становити не менше 60%, а між маршрутами (поперечне перекриття) – не менше 30%. Повинна також витримуватись задана висота польоту. Дотримання цих параметрів необхідне можливості отримання стереоэффекта (об'ємного зображення місцевості).

Аерофотозйомка може бути плановою та перспективною. Планова аерофотозйомка, призначена для вирішення топографічних завдань, відрізняється підвищеними вимогами до граничних відхилень площині знімка від горизонтальної площини. Перспективні знімки в комплекті з плановими знімками дуже корисні щодо геологічної будови високогірних територій з крутими схилами.

Для аерофотозйомки в межах території Росії найчастіше використовуються літаки Ан-2, Ан-28 ФК, Ан-30, Ту-134 СГ.

Протягом більш ніж 60 років (рекорд у «Книзі Гіннеса»!) основним літаком був (залишається і зараз) Ан-2 (його аерофотознімальна модифікація Ан-2Ф). Він відрізняється високою надійністю,

технічними параметрами, що відповідають умовам проведення аерофотозйомки: можливість використання ґрунтових аеродромів із довжиною смуги розбігу при зльоті не більше 200 м, а при посадці – 120 м; гранична висота польоту 5200 м (при практичній стелі 4500 м); економічний поршневий двигун потужністю 1000 л. с.; швидкість польоту в межах 150 до 250 км/годинальність польоту (990 км), достатня для виконання зйомки на великих площах; великий обсяг фюзеляжу, що дозволяє вільно розміщувати обладнання та екіпаж із трьох осіб (разом з оператором).

З 1974 використовується спеціалізований літак Ан-30. Його силова установка складається з двох турбогвинтових двигунів потужністю по 2820 л. с., та додаткового реактивного двигуна потужністю 500 л. с. Крейсерська швидкість літака – 435 км/год, максимальна висота польоту – 8300 м. Дальність дії – 1240 км, довжина розбігу по злітно-посадковій смузі з бетонним покриттям – 720 м, середня витрата палива – 855 кг/год. Максимальна злітна вага літака – 23 т. Вага фотообладнання – 650 кг. Екіпаж (включно з оператором) складається з 7 осіб. Аерофотозйомка виконується в масштабах від 1: 3 000 до 1: 200 000. В даний час у розпорядженні військово-повітряних сил (ВПС) залишилося не більше 10 машин цього типу. Подібними характеристиками мають літаки Ан-28 ФК.

Сільськогосподарський літак Ту-134 СГ розроблений 1984 р. На літаку встановлено радіолокаційну станцію бокового огляду (РЛСБО). Спеціальний навігаційний комплекс «Маяк» та система автоматичного управління підтримують заданий курс та здійснюють фотозйомку місцевості відповідно до заданої програми. П'ять бортових фотоапаратів дозволяють проводити зйомку у радіочастотному, видимому та інфрачервоному діапазонах. У салоні – 9 робочих місць зі спеціальною апаратурою, пультами управління та фотолабораторією (для обробки фотоматеріалів у польоті). Заодінрейс (4,5 години) може бути знята на території 100 × 100 км (10 000 км² – приблизна площа двох топографічних планшетів у масштабі 1: 200 000).

Аерофотознімання виконується за допомогою спеціальних широко-

вугільних фотоапаратів, які встановлюються у люку фюзеляжу літака. Для фіксації фотоапарата у горизонтальній площині використовуються гіросистеми. Фотоплівка міститься в спеціальних касетах ємністю по 30 або 60 м. Ширина плівки, залежно від параметрів фотоапарата, становить 18 см або 30 см.

рудування входить також реле часу (годинний механізм), що забезпечує задану експозицію зйомки та режим перемотування плівки. В даний час найчастіше використовуються фотоапарати з об'єктивами серії «Уран»: з фокусною відстанню 250 мм, кутом поля зору 54º, розміром кадру 180 × 180 мм («Уран-9»), а також з фокусною відстанню 750 мм та розміром кадру 300 х 300 мм ("Уран-16").

В останні роки для виробництва аерофотозйомки все частіше застосовуються цифрові знімальні системи. . Загалом цифрові ка-

заходи більш надійні в експлуатації, значно скорочують тривалість технологічного процесу, цифрові знімки вільні від «зернистості». Вони забезпечують можливість отримання панхроматичних, кольорових та спектрозональних знімків у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах. Інтервал фотографування становить менше однієї секунди, що дозволяє виконувати великомасштабну зйомку з поздовжнім перекриттям до 80-90%. Серед загальних властивостей цифрових аерофотоапаратів різних систем слід зазначити використання приймачів випромінювання матричного чи лінійного типу; синтезований кадр (для широкоформатних камер) – результуючий кадр системи формується із набору субкадрів, відповідних матриць або лінійних приймачів; GPS/INS підтримка – просторові та кутові координати систем координат аерофотоапаратів (елементи зовнішнього орієнтування) визначаються за допомогою засобів інерційної навігації та систем супутникового геопозиціонування GPS або ГЛОНАС.

Радарна (радіолокаційна) аерозйомка виконується за допомогою

щу радіолокаційних систем бокового огляду (РЛСБО), встановлених на борту літака. Від джерела мікрохвильового випромінювання сигнал прямує до земної поверхні, відбивається від неї і повертається на приймальну антену. За допомогою спеціальних програм запис відбитих сигналів перетворюється на фотографічне зображення земної поверхні.

1.2. Космічна зйомка

Космічна зйомка земної поверхні в останні роки перетворилася на самостійну гілку дистанційного зондування Землі. Системи космічного зондування включають кілька найважливіших елементів: транспортні засоби доставки необхідного обладнання на навколоземну орбіту, космічні платформи – носії

засобів спостереження, сенсори (датчики), засоби передачі інформації та наземні центри прийому, обробки цієї інформації, доставки її споживачеві.

Основними транспортними засобами доставки необхідно-

го обладнання навколоземні орбіти є ракети різного класу. У найбільш ранніми з них були триступінчасті ракети легкого класу «Схід». З їхньою допомогою здійснювалися пілотовані польоти, запускалися штучні супутники Землі (ІСЗ) серії «Космос», місячні станції. Крім того, в цьому класі широко застосовуються багато носіїв, знятих з озброєння, зокрема ракета «Зеніт», призначена також як елемент розгінного блоку системи «Енергія – Буран».

Триступінчаста ракета середнього класу "Союз", вантажопідйомністю близько 7 тонн з успіхом використовується, так само як і створена на її основі чотириступінчаста ракета "Блискавка", для запусків ШСЗ "Прогноз", "Блискавка".

Створена майже півстоліття тому багатоступінчаста ракета важкого класу «Протон» вантажопідйомністю понад 20 тонн використовувалася і використовується зараз у різних цілях: для дослідження Місяця, планет Сонячної системи, для виведення на навколоземну орбіту станцій «Салют», «Світ», на геостаціонарні орбіти супутників «Обрій», «Райдуга», «Екран» та ін.

У травні 1987 року у зв'язку з розробкою програми створення багаторазового космічного корабля «Енергія – Буран» було введено

в експлуатацію двоступінчаста ракета надважкого класу «Енергія» зі стартовою масою понад 2000 тонн та вантажопідйомністю близько 200 тонн. Крім застосування цієї ракети для виведення на навколоземну орбіту багаторазових кораблів вона може бути використана і для доставки інших вантажів. Це вигідно відрізняє систему "Енергія - Буран" від схожої за призначенням американської системи "Space Shuttle".

Найчастіше застосовуваними зарубіжними ракетами є ракети серії Delta (США) і Arian (Франція).

Окрім ШСЗ для ресурсних досліджень у Росії використовувалися орбітальні станції («Салют-4, 5, 6», «Світ»), а також пілотовані кораблі серії «Союз».

У США важлива роль у космічних дослідженнях проводилася проекту «Space Shuttle». Проект спочатку розроблявся у військових ці-

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

1. Основні поняття дистанційного зондування Землі. Схема дистанційного зондування

дистанційний геодезичний зондування земля

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) - отримання інформації про поверхню Землі та об'єкти на ній, атмосферу, океан, верхній шар земної кори безконтактними методами, при яких реєструючий прилад віддалений від об'єкта досліджень на значну відстань.

Фізична основа дистанційного зондування - функціональна залежність між зареєстрованими параметрами власного чи відбитого випромінювання об'єкта та його біогеофізичними характеристиками та просторовим становищем.

За допомогою дистанційного зондування вивчають фізичні та хімічні властивості об'єктів.

У ДЗЗ виділяються два взаємопов'язані напрямки

Природно-наукове (дистанційні дослідження)

Інженерно-технічний (дистанційні методи)

Remote sensing

Remote sensing techniques

Предмет ДЗЗ, як науки - просторово-часові властивості та відносини природних та соціально-економічних об'єктів, що виявляються прямо чи опосередковано у власному чи відбитому випромінюванні, що дистанційно реєструється з космосу або з повітря у вигляді двовимірного зображення - знімка.

Методи ДЗ засновані на використанні сенсорів, які розміщуються на космічних апаратах та реєструють електромагнітне випромінювання у форматах, суттєво більш пристосованих для цифрової обробки, та у суттєво ширшому діапазоні електромагнітного спектру.

У ДЗ використовують інфрачервоний діапазон відбитого випромінювання, тепловий інфрачервоний та радіодіапазон електромагнітного спектра.

Процес збору даних дистанційного зондування та їх використання у географічних інформаційних системах (ГІС).

2. Види космічних зйомок

Космозйомка займає одне з провідних місць серед різних методів дистанційного зондування. Вона здійснюється за допомогою:

* Штучні супутники Землі (ІЗС),

* міжпланетні автоматичні станції,

* довгострокові орбітальні станції,

* пілотовані космічні кораблі.

Табл. Основні космодроми, які використовуються для запусків супутників-наймачів.

Космічні системи (комплекси) моніторингу навколишнього середовища включають (і виконують):

1. Супутникові системи на орбіті (центр управління польотами та зйомкою),

2. Прийом інформації наземними пунктами прийому, супутниками-ретрансляторами,

3. Зберігання та розповсюдження матеріалів (центри первинної обробки, архіви знімків). Розроблено інформаційну пошукову систему, що забезпечує накопичення та систематизацію матеріалів, одержуваних зі штучних супутників Землі.

Орбіти космічних літальних апаратів

Орбіти носіїв діляться на 3 типи:

* Екваторіальні,

* полярні (полюсні),

* похилі.

Орбіти поділяють на:

* Кругові (точніше, близькі до кругових). Космознімки, отримані з космічного носія, що рухався круговою орбітою, мають приблизно однаковий масштаб.

* еліптичні.

Орбіти розрізняють також за положенням щодо Землі або Сонця:

* геосинхронні (щодо Землі)

* геліосинхронні (щодо Сонця).

Геосинхронні - космічний літальний апарат рухається з кутовою швидкістю, що дорівнює швидкості обертання Землі. Це створює ефект "зависання" космічного носія в одній точці, що зручно для постійних зйомок однієї і тієї ж ділянки земної поверхні.

Геліосинхронні (або сонячно-синхронні) - космічний апарат проходить над певними ділянками земної поверхні в той самий місцевий час, що використовується при виробництві багаторазових зйомок за однакових умов освітлення. Геліосинхронні орбіти - орбіти, при зйомці з яких сонячна освітленість земної поверхні (висота Сонця) залишається практично незмінною досить тривалий час (майже протягом Сезону). Це досягається наступним шляхом. Оскільки площина будь-якої орбіти під впливом несферичності Землі трохи розгортається (прецесує), то виявляється можливим, підбираючи певне співвідношення способу і висоти орбіти, домогтися, щоб величина прецесії дорівнювала добовому повороту Землі навколо Сонця, тобто близько 1 ° на добу. Серед навколоземних орбіт вдається створити лише кілька сонячно-синхронних, спосіб яких завжди зворотний. Наприклад, при висоті орбіти 1000 км спосіб має бути 99°.

Види зйомок.

Космічну зйомку ведуть різними методами (рис. «Класифікація космічних знімків по спектральним діапазонам та технології зйомки»).

За характером покриття земної поверхні космічними знімками можна виділити такі зйомки:

* одиночне фотографування,

* маршрутну,

* прицільну,

* Глобальну зйомку.

Поодиноке (вибіркове) фотографування виконується космонавтами ручними камерами. Знімки зазвичай виходять перспективними із значними кутами нахилу.

Маршрутна зйомка земної поверхні провадиться вздовж траси польоту супутника. Ширина смуги зйомки залежить від висоти польоту та кута огляду знімальної системи.

Прицільна (вибіркова) зйомка призначена для отримання знімків спеціально заданих ділянок земної поверхні осторонь траси.

Глобальну зйомку виробляють із геостаціонарних та полярно-орбітальних супутників. супутників. Чотири-п'ять геостаціонарних супутників на екваторіальній орбіті забезпечують практично безперервне отримання дрібномасштабних оглядових знімків усієї Землі (космічне патрулювання) за винятком полярних шапок.

Аерокосмічний знімок

Аерокосмічний знімок - це двовимірне зображення реальних об'єктів, яке отримане за певними геометричними та радіометричними (фотометричними) законами шляхом дистанційної реєстрації яскравості об'єктів і призначене для дослідження видимих та прихованих об'єктів, явищ та процесів навколишнього світу, а також для визначення їх просторового становища.

Космічний знімок за своїми геометричними властивостями принципово не відрізняється від аерофотознімка, але має особливості, пов'язані з:

* Фотографуванням з великих висот,

* І великою швидкістю руху.

Аерокосмічна зйомка виконуються у видимому та невидимому діапазонах електромагнітних хвиль, де:

1. фотографічний – видимий діапазон;

2. Нефотографічний - видимий і невидимий діапазони, де:

· Видимий діапазон - спектрометричний заснований на відмінності спектральних коефіцієнтів відображення геологічних об'єктів. Результати записуються на магнітну стрічку та позначаються на карті. Можливе використання кіно- та фотокамер;

· Невидимий діапазон: радарна (радіотеплова РТ та радіолокаційна РЛ), ультрафіолетова УФ, інфрачервоний ІЧ, оптико-електронний (сканерний), лазерний (лідарний).

Видима та ближня інфрачервона область. Найповніший обсяг інформації виходить у найбільш освоєній видимій та ближній інфрачервоній областях. Аеро- та космозйомки у видимому та ближньому інфрачервоному діапазонах довжин хвиль здійснюються за допомогою наступних систем:

* Телевізійних,

* фотографічних,

* оптико-електронних скануючих,

3. Фотографічні системи

В даний час існує широкий клас систем ДЗЗ

формують зображення досліджуваної підстилаючої поверхні- В рамках даного класу апаратури можна виділити кілька підкласів розрізняються по спектральному діапазону використовуваного електромагнітного випромінювання і за типом приймача реєстрованого випромінювання також за методом активний або пасивний -механічні та оптико-електронні сканувальні радіометри та багатоспектральні сканери телевізійні оптичні системи: радіолокаційні системи бокового огляду (РЛСБО) скануючі НВЧ-радіометри.

Фотографічні знімки поверхні Землі отримують з пілотованих кораблів і орбітальних станцій або з автоматичних супутників- Відмінною рисою космічних знімків (КС) є високий ступінь

оглядовості охоплення одним знімком великих площ поверхні- Залежно від типу застосовуваної апаратури і фотоплівок фотографування може проводитися у всьому видимому діапазоні електромагнітного спектру в окремих його зонах а також у ближньому ІЧ (інфрачервоному) діапазоні

Масштаби зйомки залежать від двох найважливіших параметрів висоти зйомки і фокусної відстані об'єктива- Космічні фотоапарати в залежності від нахилу оптичної осі дозволяють отримувати планові та перспективні знімки земної поверхні. Спектральний діапазон фотографування охоплює видиму частину близької інфрачервоної зони (до 0,86 мкм). Відомі недоліки фотографічного методу пов'язані з необхідністю повернення плівки на Землю та обмеженим її запасом на борту. Однак фотографічна зйомка в даний час найінформативніший вид зйомки з космічного простору- Оптимальний розмір відбитка 18х18см, який, як показує досвід узгоджується з фізіологією людського зору дозволяючи бачити все зображення одночасно Для зручності користування з окремих КС мають перекриття монтуються фотосхеми топографічною прив'язкою опорних точок з точністю 0,1мм та точніше. Для монтажу фотосхем використовуються лише планові КС

Для приведення різномаштабного звичайно перспективного КС до планового використовується спеціальний процес, що називається трансформуванням. Трансформовані КС з успіхом використовуються для складання космофотосхем і космофотокарт і зазвичай легко прив'язуються до географічної сітки координат.

4. Телевізійні системи

Телевізійні та сканерні знімки. Телевізійна та сканерна зйомка дозволяє систематично отримувати зображення та передавати їх на Землю на приймальні станції. Використовуються кадрові та скануючі системи. У першому випадку, це мініатюрна телевізійна камера в якій оптичне зображення, побудоване об'єктивом на екрані переводиться у форму електросигналів і по радіоканалах передається на землю - У другому випадку дзеркало сканера, що коливається, на борту вловлює відбитий від Землі світловий потік, що надходить на фотопомножувач. Перетворені сигнали сканера по радіоканалах передаються Землю. На приймальних станціях записуються як зображень. Коливання дзеркала формує рядки зображення, рух носія дозволяє накопичувати рядки та формувати знімок. Телевізійні та сканерні знімки можуть передаватися у реальному масштабі часу, тобто. під час проходження супутника над об'єктом зйомки. Оперативність, це відмінність цього методу. Однак якість знімків дещо поступається фотографічним знімкам. Роздільна здатність сканерних знімків визначається елементом сканування і зараз становить 80-30 м. Знімки цього типу відрізняються рядково-сітчастою структурою помітною тільки при збільшенні на знімках високої роздільної здатності. Сканерні знімки великого охоплення мають суттєві геометричні спотворення. Сканерні знімки надходжу у цифровій формі, що полегшує комп'ютерну обробку.

Телевізійна та сканерна зйомка виконується з метеосупутників та ресурсних супутнів LandSat, «Метеор-Природа», Ресрурс 0. У багатозональному варіанті.

Навколоземні орбіти висотою 600-1400 км., масштаби від 1:10 000 000 до 1:1 000 000 і 1:100 000 при роздільній здатності від 1-2 км до 30 м. LandSat, наприклад, має 4 спектральні діапазони зйомки в видимому ближньому інфрачервоному діапазоні з роздільною здатністю 30 м. «Метеор-Природа» сканери дозволяють отримувати мале (1.5 км), середнє (230 м) та високу роздільну здатність до 80-40 м, Ресурс -0 сканери середнього (170 м) та високого (40м) .

Багатоелементні ПЗЗ знімки. Подальше підвищення дозволу під час оперативності зйомки пов'язані з використанням електронних камер. У них використовуються багатоелементні лінійні та матричні приймачі випромінювання, що складаються з приладів із зарядовим зв'язком (світлочутливі елементи-детектори). Лінійний ряд детекторів реалізує рядок знімка, накопичення рядків за рахунок носія. (як у сканера)., але немає дзеркал, що коливаються, і більш висока роздільна здатність. Ресурсні знімки високої роздільної здатності (40м) Ресурс і Французький супутник SPOT, до 10 м. Така технологія на K`mcR`s,6- Фототелевізійні знімки-У телевізійних знімків мале дозвіл. У фототелевізійних, фотографування за допомогою фотокамери (в результаті хороша якість), а передача по телевізійним каналам- Таким чином, поєднуються переваги фотографії з його високою роздільною здатністю та оперативна доставка зображень.

5. Сканерні системи

В даний час для зйомок з космосу найчастіше використовуються багатоспектральні (мультиспектральні). оптико-механічні системи – сканери, встановлені на ШСЗ різного призначення. За допомогою сканерів формуються зображення, що складаються з багатьох окремих, послідовно одержуваних елементів. Термін «сканування» позначає розгорнення зображення за допомогою скануючого елемента (качається або обертового дзеркала), що поелементно переглядає місцевість упоперек руху носія і посилає променистий потік в об'єктив і далі на точковий датчик, що перетворює світловий сигнал електричний.

Цей електричний сигнал надходить на приймальні станції каналами зв'язку. Зображення місцевості отримують безперервно на стрічці, що складається зі смуг - сканів, складених окремими елементами - пікселами. Сканерні зображення можна отримати у всіх спектральних діапазонах, але особливо ефективним є видимий та ІЧ-діапазони. При зйомці земної поверхні за допомогою систем сканування формується зображення, кожному елементу якого відповідає яскравість випромінювання ділянки, що знаходиться в межах миттєвого поля зору. Сканерне зображення впорядкований пакет яскравих даних, переданих по радіоканалах на Землю, які фіксуються на магнітну стрічку (у цифровому вигляді) і потім можуть бути перетворені на кадрову форму. Найважливішою характеристикою сканера є кут сканування (огляду) і миттєвий кут зору, від величини якого залежать ширина смуги, що знімається, і роздільна здатність. Залежно від величини цих кутів сканери ділять на точні та оглядові. У точних сканерів кут сканування зменшують до ±5°, а оглядових збільшують до ±50°. Величина дозволу при цьому обернено пропорційна ширині смуги, що знімається. Добре зарекомендував себе сканер нового покоління, названий тематичним картографом, яким були оснащені американські ШСЗ

Landsat 5 та Landsat 7. Сканер типу “тематичний картограф” працює у семи діапазонах з роздільною здатністю 30м у видимому діапазоні спектру та 120м в ІЧ-діапазоні. Цей сканер дає великий потік інформації, обробка якої потребує більшого часу; у зв'язку з чим уповільнюється швидкість передачі зображення (кількість пікселів на знімках досягає понад 36 млн. на кожному з каналів). Скануючі пристрої можуть бути використані не тільки для отримання зображень Землі, але і для вимірювання радіації радіометри, що сканують, і випромінювання скануючі - спектрометри.

6. Лазерні системи сканування

Ще буквально десять років тому було дуже складно навіть уявити, що створять прилад, який зможе проводити до півмільйона складних вимірів за одну секунду. Сьогодні ж такі прилади не тільки створені, а й дуже широко використовуються.

Лазерні скануючі системи - без них вже важко обійтися в багатьох галузях, таких як гірська галузь, промисловість, топографічна зйомка, архітектура, археологія, цивільне будівництво, моніторинг, моделювання міст та інше.

Основними технічними параметрами наземних лазерних сканерів є швидкість, точність і дальність вимірювань. Вибір моделі залежить від видів робіт і об'єктів, на яких сканери будуть використовуватися. Наприклад, на високих кар'єрах краще використовувати пристрої з підвищеною точністю і дальністю. Для архітектурних робіт цілком вистачить 100-150 метрів дальності, але знадобиться прилад з точністю до 1 см. Якщо говорити про швидкість роботи, то в цьому випадку чим вище, тим, звичайно, краще.

Останнім часом технологія наземного лазерного сканування все ширше використовується на вирішення завдань інженерної геодезії у різних галузях будівництва та промисловості. Зростаюча популярність лазерного сканування обумовлена цілою низкою переваг, які дає нова технологія в порівнянні з іншими методами вимірювань. Серед переваг хочеться виділити головні: підвищення швидкості робіт та зменшення трудовитрат. Поява нових більш продуктивних моделей сканерів, вдосконалення можливостей програмного забезпечення дозволяє сподіватися на подальше розширення сфер застосування наземного лазерного сканування.

Першим результатом сканування є хмара точок, яка й несе максимум інформації про досліджуваний об'єкт, будівлю, інженерну споруду, пам'ятку архітектури тощо. По хмарі точок надалі, можливо, вирішувати різні завдання:

· Отримання тривимірної моделі об'єкта;

· Отримання креслень, у тому числі, креслень перерізів;

· Виявлення дефектів і різних конструкцій за допомогою порівняння з проектною моделлю;

· Визначення та оцінка значень деформації за допомогою порівняння з раніше виробленими вимірами;

· Отримання топографічних планів методом віртуальної зйомки.

При топозйомці складних промислових об'єктів традиційними методами виконавці часто стикаються з тим, що під час польових робіт бувають пропущені окремі виміри. Велика кількість контурів, велика кількість окремих об'єктів призводять до неминучих помилок. Матеріали, отримані при лазерному скануванні, несуть повнішу інформацію про об'єкт зйомки. Перед початком процесу сканування лазерний сканер робить панорамну фотозйомку, яка значно підвищує інформативність результатів.

Технологія наземного лазерного сканування, що використовується для створення тривимірних моделей об'єктів, топографічних планів складних завантажених територій значно підвищує продуктивність праці і зменшує витрати часу. Розробка та впровадження нових технологій виробництва геодезичних робіт завжди велися з метою скорочення термінів польових робіт. Можна впевнено сказати, що лазерне сканування повністю відповідає цьому принципу.

Технологія наземного лазерного сканування перебуває у постійному розвитку. Це стосується і вдосконалення конструкції лазерних сканерів, та розвитку функцій програмного забезпечення, що використовується для керування приладами та обробки отриманих результатів.

7. Закон Стефана-Больцмана

Нагріті тіла випромінюють енергію як електромагнітних хвиль різної довжини. Коли ми говоримо, що тіло «розжарене до червона», це означає, що його температура досить висока, щоб теплове випромінювання відбувалося у видимій світловій частині спектру. На атомарному рівні випромінювання стає наслідком випромінювання фотонів збудженими атомами. Закон, який описує залежність енергії теплового випромінювання від температури, було отримано на основі аналізу експериментальних даних австрійським фізиком Йозефом Стефаном і теоретично обґрунтовано також австрійцем Людвігом Больцманом.

Щоб зрозуміти, як діє цей закон, уявіть собі атом, що випромінює світло в надрах Сонця. Світло відразу поглинається іншим атомом, випромінюється їм повторно - і таким чином передається по ланцюжку від атома до атома, завдяки чому вся система перебуває в стані енергетичної рівноваги. У рівноважному стані світло чітко визначеної частоти поглинається одним атомом в одному місці одночасно з випромінюванням світла тієї ж частоти іншим атомом в іншому місці. Через війну інтенсивність світла кожної довжини хвилі спектра залишається незмінною.

Температура всередині Сонця падає в міру віддалення його центру. Тому, у міру руху у напрямку поверхні, спектр світлового випромінювання виявляється відповідним вищим температурам, ніж температура навколишнього середовища. В результаті, при повторному випромінюванні, згідно із законом Стефана-Больцмана, воно відбуватиметься на нижчих енергіях і частотах, але при цьому, в силу закону збереження енергії, випромінюватиметься більше фотонів. Таким чином, на момент досягнення ним поверхні спектральний розподіл буде відповідати температурі поверхні Сонця (близько 5 800 К), а не температурі в центрі Сонця (близько 15 000 000 К). Енергія, що надійшла до поверхні Сонця (або поверхні будь-якого гарячого об'єкта), залишає його у вигляді випромінювання. Закон Стефана-Больцмана якраз і говорить нам, яка випромінювана енергія. Цей закон записується так:

де Т - температура (у кельвінах), а у - постійна Больцмана. З формули видно, що при підвищенні температури світність тіла не просто зростає - вона зростає значно більшою мірою. Збільшіть температуру вдвічі і світність зросте в 16 разів!

Отже, відповідно до цього закону, будь-яке тіло, що має температуру вище абсолютного нуля, випромінює енергію. То чому, питається, всі тіла давно не охолонули до абсолютного нуля? Чому, скажімо, особисто ваше тіло, постійно випромінюючи теплову енергію в інфрачервоному діапазоні, характерному для температури людського тіла (трохи більше 300 К), не остигає?

Відповідь на це питання насправді складається з двох частин. По-перше, з їжею ви отримуєте енергію ззовні, яка в процесі метаболічного засвоєння харчових калорій організмом перетворюється на теплову енергію, що заповнює втрати вашим тілом енергії через закон Стефана-Больцмана. Померла теплокровна дуже швидко остигає до температури навколишнього середовища, оскільки енергетичне підживлення його тіла припиняється.

Ще важливіше, однак, той факт, що закон поширюється на всі без винятку тіла з температурою вище за абсолютний нуль. Тому, віддаючи свою теплову енергію навколишньому середовищу, не забувайте, що й тіла, яким ви віддаєте енергію, наприклад, меблі, стіни, повітря, у свою чергу випромінюють теплову енергію, і вона передається вам. Якщо навколишнє середовище холодніше за ваше тіло (як найчастіше буває), його теплове випромінювання компенсує лише частину теплових втрат вашого організму, і він заповнює дефіцит за рахунок внутрішніх ресурсів. Якщо ж температура навколишнього середовища близька до температури вашого тіла або вище за неї, вам не вдасться позбутися надлишку енергії, що виділяється у вашому організмі в процесі метаболізму за допомогою випромінювання. І тут вмикається другий механізм. Ви починаєте потіти, і разом із крапельками поту через шкіру залишають ваше тіло надлишки теплоти.

У наведеному вище формулюванні закон Стефана-Больцмана поширюється тільки на абсолютно чорне тіло, що поглинає все випромінювання, що потрапляє на його поверхню. Реальні фізичні тіла поглинають лише частину променевої енергії, а частина, що залишилася ними відбивається, проте закономірність, згідно з якою питома потужність випромінювання з їх поверхні пропорційна Т 4, як правило, зберігається і в цьому випадку, проте постійну Больцмана в цьому випадку доводиться замінювати на інший коефіцієнт що відображатиме властивості реального фізичного тіла. Такі константи зазвичай визначаються експериментальним шляхом.

8. Історія розвитку методів ДЗЗ

-Поняття ДЗ з'явилося в XIX столітті.-Згодом, ДЗ почали використовувати у військовій області для збору інформації про противника і прийняття стратегічних рішень.-Після Другої світової війни ДЗ стали за довкіллям та оцінки розвитку територій, а також у цивільній картографії.

У 60-х роках XX століття, з появою космічних ракет і супутників, дистанційне зондування вийшло в космос.-1960 - запуск розвідувальних супутників у рамках програм CORONA, ARGON і LANYARD. -Програма Mercury – отримані знімки Землі. Проект Gemini (1965-1966 рр.) – систематичний збір даних дистанційного зондування. Програма Apollo (1968-1975 рр.) - дистанційне зондування земної поверхні та висаджування людини на Місяць-Запуск космічної станції Skylab (1973-1974 рр.), - дослідження земних ресурсів. Польоти космічних кораблів багаторазового використання (1981). Отримання багатозональних знімків з роздільною здатністю 100 метрів у видимому та близькому інфрачервоному діапазоні з використанням дев'яти спектральних каналів.

9. Елементи орієнтування космічних знімків

Положення знімка в момент фотографування визначають три елементи внутрішнього орієнтування - фокусна відстань фотокамери f, координати x0, y0 головної точки про (рис. 1) і шість елементів зовнішнього орієнтування - координати центру проекції S - XS, YS, ZS, поздовжній іпоперечний кути нахилу знімка щ і кут повороту год.

Між координатами точки об'єкта та її зображення на знімку існує зв'язок:

де X, Y, Z та XS, YS, ZS - координати точок М і S у системі OXYZ; X", Y", Z" - координати точки m в системі SXYZ, паралельної OXYZ, що обчислюються за плоскими координатами х і у:

a1 = cos бcosч - sinбsinщsinч

a2 = - cosбsinч - sinбsin щcosч

a3 = - sinбcos щ

b2 = cosщcosч (3)

c1 = sinбcosч + cosбsinщsinч,

c2 = - sinбcosч + cosбsinщcosч,

Напрямні косинуси.

Формули зв'язку між координатами точки М об'єкта (рис. 2) та координатами її зображень m1 та m2на стереопарі P1 - P2 мають вигляд:

BX, BY і BZ - проекції базису на осі координат. Якщо елементи зовнішнього орієнтування відомі стереопари, то координати точки об'єкта можна визначити за формулою (4) (метод прямої засічки). По одиночному знімку положення точки об'єкта можна знайти в окремому випадку, коли об'єкт плоский, наприклад, рівнинна місцевість (Z = const). Координати х і біля точок знімків вимірюються на монокомпараторі або Стереокомпараторі. Елементи внутрішнього орієнтування відомі з результатів калібрування фотоапарата, а елементи зовнішнього орієнтування можна визначити при фотографуванні об'єкта або в процесі фототріангуляції. Якщо елементи зовнішнього орієнтування знімків невідомі, координати точки об'єкта знаходять з використанням опорних точок (метод зворотної засічки). Опорна точка - упізнана на знімку контурна точка об'єкта, координати якої отримані в результаті геодезичних вимірів або фототріангуляції. Застосовуючи зворотну засічку, спочатку визначають елементи взаємного орієнтування знімків P1 - P2 (рис. 3) - б"1, ч"1, a"2, щ"2,ч"2 у системі S1X"Y"Z"; вісь Х якої збігається з базисом, а вісь Z лежить у головній базовій площині S1O1S2 знімка P1. Потім обчислюють координати точок моделі у тій же системі. Зрештою, використовуючи опорні точки, переходять. від координат точок моделі до координат точок об'єкта.

Елементи взаємного орієнтування дозволяють встановити знімки в положення відносно один одного, яке вони займали при фотографуванні об'єкта. У цьому випадку кожна пара відповідних променів, наприклад S1m1 і S2m2, перетинається та утворює точку (m) моделі. Сукупність променів, що належать знімку, називається зв'язкою, а центр проекції – S1 або S2 – вершиною зв'язки. Масштаб моделі залишається невідомим, т.к. відстань S1S2 між вершинами зв'язок вибирається довільно. Відповідні точки стереопари m1 і m2 знаходяться в одній площині, що проходить через базис S1S2.

Вважаючи, що наближені значення елементів взаємного орієнтування відомі, можна уявити рівняння (6) у лінійному вигляді:

a дб1" + b дб2" + з дщ2" + d дч1" + e дч2" + l = V, (7)

де дб1",... e дм2" - поправки до наближених значень невідомих, а,..., е - приватні похідні від функції (6) по змінним б1",... ч2", l - значення функції (6) , обчислене за наближеними значеннями мені відомих. Для визначення елементів взаємного орієнтування вимірюють координати не менше ніж п'ять точок стереопари, а потім складають рівняння (7) і вирішують їх способом послідовних наближень. Координати точок моделі обчислюють за формулами (4), вибравши довільно довжину базису і вважаючи

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

При цьому просторові координати точок m1 і m2 знаходять за формулами (2), а напрямні косинуси - за формулами (3): для знімка P1 елементами б1",

а для знімка P2 елементами б2", щ2", ч2".

За координатами X "Y" Z точки моделі визначають координати точки об'єкта:

де t – знаменник масштабу моделі. Напрямні косинуси отримують за формулами (3), підставляючи замість кутів б, щ і ч поздовжній кут нахилу моделі, поперечний кут нахилу моделі з кут повороту моделі і.

Для визначення семи елементів зовнішнього орієнтування моделі – Розміщено на http://www.allbest.ru/

Про, з, і, t - становлять рівняння (8) для трьох або більше опорних точок і вирішують їх. Координати опорних точок знаходять геодезичними способами чи методом фототріангуляції. Сукупність точок об'єкта, координати яких відомі, утворює цифрову модель об'єкта, що служить для складання карти та вирішення різних інженерних завдань, наприклад, для пошуку оптимальної траси дороги. Крім аналітичних методів обробки знімків застосовуються аналогові, засновані на використанні фотограмметричних приладів - Фототрансформатора, Стереографа, Стереопроектора та ін.

Щілинні та панорамні фотознімки, а також знімки, отримані із застосуванням радіолокаційних, телевізійних, інфрачервоно-теплових та інших знімальних систем, істотно розширюють можливості Ф., особливо при космічних дослідженнях. Але вони не мають єдиного центру проекції і елементи зовнішнього орієнтування їх безперервно змінюються в процесі побудови зображення, що ускладнює використання таких знімків для вимірювальних цілей.

10. Властивості аерокосмічних знімків

Аерокосмічні знімки - основний результат аерокосмічних зйомок, для виконання яких використовують різноманітні авіаційні та космічні носії. Це двовимірне зображення реальних об'єктів, яке отримано за певними геометричними та радіометричними (фотометричними) законами шляхом дистанційної реєстрації яскравості об'єктів і призначене для дослідження видимих та прихованих об'єктів, явищ та процесів навколишнього світу, а також для визначення їх просторового становища. Аерокосмічні зйомки ділять на пасивні, які передбачають реєстрацію відбитого сонячного чи власного випромінювання Землі; активні, у яких виконують реєстрацію відбитого штучного випромінювання. Діапазон масштабів аерокосмічних знімків: від 1:1000 до 1:100 000 000

Найбільш поширені масштаби: пташиного польоту 1:10 000--1:50 000, космічних - 1:200 000--1:10 000 000.

Аерокосмічні знімки: аналогові (зазвичай фотографічні), цифрові (електронні). Зображення цифрових знімків утворено з окремих однакових елементів - пікселів (від англ. Picture element - рixel); яскравість кожного пікселя характеризується одним числом. Властивості аерокосмічних знімків: образотворчі, радіометричні (фотометричні), геометричні.

Образотворчі властивості характеризують здатність знімків відтворювати дрібні деталі, кольори та тонові градації об'єктів.

Радіометричні свідчать про точність кількісної реєстрації знімком яскравостей об'єктів.

Геометричні характеризують можливість визначення знімків розмірів, довжин і площ об'єктів та їх взаємного становища.

11. Зміщення крапок на космічному знімку

Переваги космозйомки. Супутник, що летить, не відчуває вібрацій і різких коливань, тому космічні знімки вдається отримувати з більш високою роздільною здатністю і високою якістю зображення, ніж аерознімки. Знімки можуть бути переведені в цифрову форму для подальшої обробки комп'ютера.

Недоліки космозйомки: інформація не піддається автоматизованій обробці без попередніх перетворень. При космофотозйомці відбувається усунення точок (під впливом кривизни Землі), їх величина на краях знімка досягає 1,5 мм. У межах знімка порушено сталість масштабу, відмінність якого на краях та в центрі знімка може становити понад 3%.

Недоліком фотозйомки є неоперативність, т.к. контейнер із плівкою спускається на Землю не частіше, ніж один раз на кілька тижнів. Тому фотографічні космічні знімки рідко використовуються для оперативних цілей, а надають інформацію довготривалого використання.

Як відомо, знімок – це центральна проекція місцевості, а топографічна карта – ортогональна. Горизонтальний знімок плоскої місцевості відповідає ортогональній проекції, тобто проекції обмеженої ділянки топографічної карти. У зв'язку з цим, якщо перетворити похилий знімок на горизонтальний знімок заданого масштабу, то положення контурів на знімку буде відповідати положенню контурів на топографічній карті заданого масштабу. Рельєф місцевості також викликає зміщення точок на знімку щодо їхнього положення на ортогональній проекції відповідного масштабу.

12. Етапи дистанційного зондування та аналізу даних

Стереозйомка.

Багатозональна зйомка. Гіперспектральна зйомка.

Багаточасна зйомка.

Багаторівнева зйомка.

Багатополяризаційна зйомка.

Комбінований метод.

Міждисциплінарний аналіз.

Техніка отримання матеріалів дистанційного зондування

Аерокосмічну зйомку ведуть у вікнах прозорості атмосфери, використовуючи випромінювання у різних спектральних діапазонах - світловому (видимому, ближньому та середньому інфрачервоному), тепловому інфрачервоному та радіодіапазоні.

Фотозйомка

Високий рівень оглядовості, охоплення одним знімком великих площ поверхні.

Фотографування у всьому видимому діапазоні електромагнітного спектру, в окремих його зонах, а також у ближньому інфрачервоному діапазоні.

Масштаби зйомки залежать від

Висота зйомки

Фокусної відстані об'єктив.

Залежно від нахилу оптичної осі отримання планових та перспективних знімків земної поверхні.

КС із перекриттям 60% і більше. Спектральний діапазон фотографування охоплює видиму частину близької інфрачервоної зони (до 0,86 мкм).

Сканерна зйомка

Найчастіше використовуються багатоспектральні оптико-механічні системи - сканери, встановлені на ШСЗ різного призначення.

Зображення, що складаються з багатьох окремих, послідовно одержуваних елементів.

«сканування» - розгортка зображення за допомогою скануючого елемента, що поелементно переглядає місцевість упоперек руху носія і посилає променистий потік в об'єктив і далі на точковий датчик, що перетворює світловий сигнал на електричний. Цей електричний сигнал надходить на приймальні станції каналами зв'язку. Зображення місцевості отримують безперервно на стрічці, що складається зі смуг - сканів, складених окремими елементами - пікселами.

Сканерна зйомка

Сканерні зображення можна отримати у всіх спектральних діапазонах, але особливо ефективним є видимий та ІЧ-діапазони.

Найважливішою характеристикою сканера є кут сканування (огляду) і миттєвий кут зору, від величини якого залежать ширина смуги, що знімається, і роздільна здатність. Залежно від величини цих кутів сканери ділять на точні та оглядові.

У точних сканерів кут сканування зменшують до ±5°, а оглядових збільшують до ±50°. Величина дозволу при цьому обернено пропорційна ширині смуги, що знімається.

Радіолокаційна зйомка

Отримання зображень земної поверхні та об'єктів, розташованих на ній, незалежно від погодних умов, у денний та нічний час завдяки принципу активної радіолокації.

Технологія була розроблена у 1930-х роках.

Зйомка радіолокації Землі ведеться в декількох ділянках діапазону довжин хвиль (1 см - 1 м) або частот (40 ГГц-300 МГц).

Характер зображення на знімку радіолокації залежить від співвідношення між довжиною хвилі і розмірами нерівностей місцевості: поверхня може бути різною мірою шорсткою або гладкою, що проявляється в інтенсивності зворотного сигналу і, відповідно, яскравості відповідної ділянки на знімку. Теплові зйомки

Заснована на виявленні теплових аномалій шляхом фіксації теплового випромінювання об'єктів Землі, обумовленого ендогенним теплом або сонячним випромінюванням.

Інфрачервоний діапазон спектра електромагнітних коливань умовно ділиться на три частини (мкм): ближній (0,74-1,35), середній (1,35-3,50), далекий (3,50-1000).

Сонячне (зовнішнє) та ендогенне (внутрішнє) тепло нагріває геологічні об'єкти по-різному. ІЧ-випромінювання, проходячи через атмосферу, вибірково поглинається, у зв'язку з чим теплову зйомку можна вести тільки в зоні розташування так званих вікон прозорості - місцях пропускання ІЧ-променів.

Досвідченим шляхом виділено чотири основні вікна прозорості (мкм): 0,74-2,40; 3,40-4,20; 8,0-13,0; 30,0-80,0.

Космічні знімки

Три основних способи передачі даних із супутника на Землю.

Пряма передача даних на наземну станцію.

Отримані дані зберігаються на супутнику, а потім передаються з деякою затримкою часу на Землю.

Використання системи геостаціонарних супутників зв'язку TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System).

13. Комплекти постачання ERDAS IMAGINE

ERDAS IMAGINE - один із найпопулярніших у світі програмних продуктів у галузі роботи з геопросторовими даними. ERDAS IMAGINE поєднує в потужному і зручному програмному забезпеченні можливості обробки та аналізу різноманітної растрової та векторної геопросторової інформації, дозволяючи створювати такі продукти, як геоприв'язані знімки, ортомозаїки, карти класифікації рослинності, ролики польоту у «віртуальному світі» в результаті обробки аеро- та космічних зображень.

IMAGINE Essentials - продукт початкового рівня, що містить базові інструменти для візуалізації, корекції, складання карт. Дозволяє використовувати пакетну обробку.

IMAGINE Advantage включає всі можливості IMAGINE Essentials. Крім цього, надає розширені можливості спектральної обробки, аналізу змін, ортокорекції, мозаїки, аналізу зображень. Дозволяє проводити паралельну пакетну обробку.

IMAGINE Professional включає всі можливості IMAGINE Advantage. Крім того, пропонує набір передових інструментів для обробки спектральних, гіперспектральних та радіолокаційних даних, а також просторового моделювання. Включає в себе ERDAS ER Mapper.

Додаткові модулі, такі як SAR Interferometry, IMAGINE Objective та інші, розширюють функціональність програмного комплексу, роблячи його універсальним інструментом роботи з геопросторовою інформацією.

14. Цифрові дані. Схематичне подання перетворення вихідних даних на значення пікселів

Цифрові дані у процесі сканування сенсором генерується електричний сигнал, інтенсивність якого змінюється залежно від яскравості ділянки земної поверхні. При багатозональній зйомці різних спектральних діапазонів відповідають окремі незалежні сигнали. Кожен такий сигнал безперервно змінюється в часі, і для подальшого аналізу його необхідно перетворити на набір числових значень. Для перетворення безперервного аналогового сигналу цифрову форму його поділяють на частини, відповідні рівним інтервалам дискретизації (Малюнок 11). Сигнал у межах кожного інтервалу описується тільки середнім значенням його інтенсивності, тому вся інформація про варіації сигналу на цьому інтервалі втрачається. Таким чином, величина інтервалу дискретизації є одним із параметрів, від якого безпосередньо залежить роздільна здатність сенсора. Слід зазначити, що з цифрових даних зазвичай вибирають не абсолютну, а відносну шкалу яскравостей, тому ці дані не відбивають істинних радіометричних значень, отриманих цієї сцени.

15. Проектування техногенної системи

p align="justify"> При проектуванні будь-якої техногенної системи, включаючи інформаційні, в першу чергу визначають цілі, досягнення яких необхідно забезпечити, і першочергові завдання, що вирішуються при експлуатації системи.

Визначимо основну мету проекту ДВС «Каспій» таким чином: створити багатоцільову, розраховану на багато користувачів систему оперативного інформаційного обслуговування центральних і місцевих органів влади, державних органів екологічного контролю, агентства та його підрозділів з надзвичайних ситуацій, компаній нафтогазової промисловості, а також інших офіційних чи приватних організацій та осіб. зацікавлених у вирішенні територіальних проблем регіону.

Першочергові завдання можна сформулювати виходячи з короткої характеристики території. На наш погляд, ці завдання такі:

картування природних структур та об'єктів з аналізом та описом геологічних, ландшафтних та інших територіальних закономірностей;

тематичне картування інфраструктури нафтогазової промисловості з досить точною прив'язкою до топооснови та ландшафтних, геомофологічних, екологічних карт узбережжя;

оперативний контроль і прогноз динаміки берегової лінії з аналізом територіальних проблем, що виникають при цьому (руйнування дамб, затоплення нафтових свердловин, винесення нафтових розливів у море, замазування прибережних районів та ін.);

стеження за льодовою обстановкою, особливо у районах шельфу, де видобуток нафти здійснюється з морських платформ.

Виходячи зі списку першочергових завдань, сформулюємо змістовні вимоги до системи:

на першому етапі реалізації системи використовувати доступні космічні засоби NOAA/AVHRR та TERRA/MODIS та відповідно здійснювати моніторинг процесів великого та середнього масштабів – теплові поля, льодові покриття, водні поверхні. Передбачити можливість розвитку системи з використанням активних (RADARSAT-1, 2 ERS-1) та пасивних (Landsat-7. SPOT-4,1RS) зйомок високої роздільної здатності;

у системі мають бути передбачені прийом, архівація та обробка даних наземних спостережень, отриманих як на мережі агрометеостанцій, так і на підсупутникових полігонах та тестових ділянках. Склад апаратури визначається залежно від розв'язуваного завдання;

* Додатковим джерелом інформації можуть бути також експедиційні наземні та літакові спостереження. Залежно від оснащеності цих експедицій, інформація може надходити в оперативному режимі або після камеральної обробки.

Системні угоди щодо доступу до інформації, термінів її зберігання, ціноутворення первинних та оброблених даних та ін. повинні вироблятися спільно із зацікавленими міністерствами, обласними та районними акіматами та іншими державними споживачами даних моніторингу. У проекті системи має бути передбачена можливість включення відповідних керуючих та сервісних програм.

Ці базові вимоги визначають рамки, виходити які проектувальник немає права. Однак зазначимо, що чим уже ці рамки, чим жорсткіші обмеження, тим легше проектувати та програмувати. Тому грамотний проектувальник прагне тісній взаємодії із замовником при виробленні технічного завдання.

Доцільність створення такої системи доведена численними прикладами ефективного використання ГІС при вирішенні найрізноманітніших територіальних завдань. Особливість даної роботи полягає в проектуванні та реалізації ГІС моніторингу та моделювання територіальних процесів на території, що розглядається, з урахуванням існуючої, на даний момент, інфраструктури інформаційних технологій.

На першому етапі сформулюємо той мінімум обов'язкових умов, який пред'являється до інформаційної (вірніше, до будь-якої техногенної) системи для забезпечення її життєстійкості. Система може ефективно функціонувати та еволюціонувати, якщо:

її функціональне призначення відповідає потребам середовища (як правило, теж системи), в яке вона занурена;

її структура не суперечить архітектурі систем, з якими вона взаємодіє;

її структура внутрішньо не суперечлива і має високий рівень гнучкості і модифікованості;

процедури, вшиті до неї, ефективним способом об'єднуються у технологічні ланцюжки, що відповідають загальній технологічній схемі функціонування системи;

її скорочення чи розширення не призводить до руйнування структури, і кожен етап "життєвого циклу" системи, кожна її версія використовується для виконання

відповідних функцій.

Перелічені умови ефективності техногенних систем можна

проілюструвати багатьма прикладами. Осооенно наочно демонструють ці умови, звані, системи моніторингу. Серед них яскравим прикладом є потужна моніторингова система - всесвітня метеорологічна служба.

16. Методи дешифрування

При дешифруванні радіолокаційного аерокосмозображення, незалежно від обраного методу, необхідно:

виявити мету чи об'єкт місцевості на зображенні;

впізнати мету чи об'єкт місцевості;

проаналізувати виявлену мету чи об'єкт місцевості та визначити їх кількісні та якісні характеристики;

оформити результати дешифрування як графічного чи текстового документа.

Залежно від умов та місця виконання дешифрування радіолокаційних знімків може бути поділено на польове, аеровізуальне, камеральне та комбіноване.

Нульове дешифрування

Мрі польовому дешифруванні дешифровщик безпосередньо на місцевості орієнтується за характерними і легко пізнаваними об'єктами місцевості і, порівнюючи контури об'єктів з їх радіолокаційними зображеннями, наносить результати розпізнавання умовними знаками на знімок або топографічну карту.

При польовому дешифруванні попутно, безпосередніми вимірами, визначаються числові та якісні характеристики об'єктів (характеристики рослинності, водойм, споруд при них, характеристики населених пунктів тощо). При цьому на знімок або карту можуть бути нанесені об'єкти, які не зобразилися на знімку внаслідок своїх малих розмірів або тому, що вони не існували під час зйомки. При польовому дешифруванні спеціально чи попутно створюються зразки (ключі), з допомогою яких у камеральних умовах надалі полегшується впізнавання об'єктів однотипної місцевості.

Недоліками польового дешифрування знімків є його трудомісткість за часом і витратами і складність організації.

Аеровізуальне дешифрування аерокосмознімків

Останнім часом у практиці аерофотографічних робіт все більше застосування отримує аеровізуальний метод дешифрування аерофотознімків. Цей метод успішно може бути застосований при дешифруванні радіолокаційних зображень місцевості.

Сутність аеровізуального методу полягає у розпізнаванні зображень об'єкта з літака чи вертольота. Спостереження може вестись через оптичні та інфрачервоні прилади. Аеровізуальне дешифрування зображень радіолокацій дозволяє збільшити продуктивність і знизити вартість робіт польового дешифрування.

Отримані в результаті дешифрування даного знімка дані дозволять визначити розташування джерел забруднень і оцінити їх інтенсивність (рис. 12).

Камеральне дешифрування аерокосмознімків

При камеральному дешифруванні знімків пізнання об'єктів та їх інтерпретація проводиться без звіряння зображень з натурою шляхом вивчення зображень об'єктів за їх дешифрувальними ознаками. Камеральне дешифрування знімків широко застосовується при складанні контурних карт радіолокацій, оновленні топографічних карт, геологічних дослідженнях, при виправленні і доповненні картографічних матеріалів у важкодоступних районах.

Однак камеральне дешифрування має суттєвий недолік - неможливо повністю отримати всі необхідні відомості про місцевість. З іншого боку, результати камерального дешифрування знімків відповідають часу виконання дешифрування, а моменту зйомки. Тому є доцільним поєднання камерального і польового або аеровізуального дешифрування знімків, тобто їх комбінування.

При комбінованому дешифруванні знімків основна робота з виявлення та розпізнавання об'єктів виконується в камеральних умовах, а в полі або в польоті виконуються та впізнаються об'єкти або їх характеристики які неможливо впізнати камерально.

Камеральне дешифрування поділяється на два методи:

безпосереднє чи напівінструментальне дешифрування;

інструментальне дешифрування.

Безпосередній метод дешифрування

При безпосередньому методі дешифрування виконавець візуально, без приладів або за допомогою збільшувальних приладів, розглядає знімок і, ґрунтуючись на дешифрувальних ознаках зображення та своєму досвіді, пізнає та інтерпретує об'єкти.

При безпосередньому методі дешифрування знімків прилади, що застосовуються, є допоміжними, що покращують умови спостереження. Деякі прилади дозволяють дешифрувальнику визначати кількісні характеристики об'єктів, що дешифруються. Але основну роль у виявленні, розпізнаванні та інтерпретації грає людина.

До допоміжних приладів та інструментів відносяться набори луп з різним збільшенням, вимірювальні шкали, стереоскопи, паралактичні лінійки, паралаксометри, спеціальні прилади для дешифрування, проекційні екрани, телевізійні та електронно-оптичні замкнуті системи, що покращують умови дешифрування.

17. Спотворення космічних знімків

Аналіз підсистеми реального космічного знімка призводить до висновку про те, що джерела спотворень (шумів) при космічній зйомці можуть бути представлені трьома підсистемами факторів, що спотворюють:

похибки роботи знімальної та реєструючої апаратури;

«шуми» середовища поширення електромагнітного випромінювання та особливості поверхні об'єкта зйомки;

зміна орієнтації носія під час зйомки.

Така систематизація дозволяє виробити стратегію вивчення та корекції спотворень космічних знімків, оскільки вона призводить до таких висновків:

характер спотворень, що викликаються джерелами другого і третього типу з невеликими модифікаціями, пов'язаними переважно з спектральним діапазоном, буде однаковий для будь-яких знімальних систем. Тому такі спотворення можна вивчати, абстрагуючись певною мірою від конкретного типу знімальної апаратури;

характер спотворень, що викликаються джерелами першої групи, встановлюється шляхом всебічного дослідження апаратури, при цьому необхідна розробка методів її калібрування та контролю під час роботи на орбіті, що має дозволити коригувати більшість спотворень, викликаних недосконалістю функціонування апаратури.

Спотворюючі фактори можуть бути підрозділені також за способом обліку спотворень, що викликаються тим чи іншим джерелом шумів:

фактори, вплив яких можна порівняно просто і з достатньою точністю врахувати шляхом введення поправок до координат точок на знімку, причому ці поправки розраховуються за кінцевими математичними формулами;

фактори, облік яких потребує застосування сучасних методів математичної статистики та теорії обробки вимірів.

У зарубіжних публікаціях про космічну зйомку зазначені підсистеми спотворюючих факторів називають відповідно передбачуваними та вимірюваними, тобто такими, що вимагають виробництва вимірювань та математико-статистичної обробки їх результатів.

...

Подібні документи

Моніторинг об'єктів населених пунктів: сутність та завдання, інформаційне забезпечення. Сучасні системи дистанційного зондування: авіаційні, космічні, наземні. Застосування аеро- та космічних зйомок під час моніторингу об'єктів населеного пункту.

дипломна робота , доданий 15.02.2017

Переваги методів дистанційного зондування Землі із космосу. Види зйомок, методи обробки знімків. Види ерозійних процесів та їх прояв на космічних зображеннях. Моніторинг процесів фільтрації та підтоплення від промислових відстійників.

курсова робота , доданий 07.05.2015

Проведення досліджень гідрографічних об'єктів. Вимоги до апаратури дистанційного зондування Землі під час проведення геоекологічних досліджень нафтогазового комплексу. Характеристика знімальної апаратури, що встановлена на космічних апаратах.

курсова робота , доданий 15.03.2016

Особливості дешифрування даних дистанційного зондування з метою структурно-геоморфологічного аналізу. Генетичні типи зон нефтегазонакопления та його дешифрування. Схема структурно-геоморфологічного дешифрування Іловлінського родовища.

реферат, доданий 24.04.2012

Дешифрування - аналіз матеріалів аеро- та космічних зйомок з метою вилучення з них інформації про поверхню Землі. Отримання інформації шляхом безпосередніх спостережень (контактний спосіб), недоліки способу. Класифікація дешифрування.

презентація , додано 19.02.2011

Прикладні завдання, які вирішуються за допомогою методів та засобів дистанційного зондування. Розрахунок параметрів зйомки з метою землеустрою та земельного кадастру. Основні вимоги до точності результатів дешифрування під час створення базових карт земель.

контрольна робота , доданий 21.08.2015

Причини використання методу дешифрування знімків. Вплив льодовиків на планету природи. Оцінка сніжно-льодових ресурсів Землі із космосу. Значення космічних знімків. Етапи програми "космічної допомоги". Необхідність застосування рекреаційних карток.

реферат, доданий 17.11.2011

Методи вивчення океанів та морів з космосу. Необхідність дистанційного зондування: супутники та датчики. Характеристики океану, що досліджуються з космосу: температура та солоність; морські течії; рельєф дна; біопродуктивність. Архіви супутникових даних.

курсова робота , доданий 06.06.2014

Аерозйомка та космічна зйомка – отримання зображень земної поверхні з літальних апаратів. Схема одержання первинної інформації. Вплив атмосфери на електромагнітне випромінювання під час зйомок. Оптичні властивості об'єктів земної поверхні.

презентація , додано 19.02.2011

Дешифрувальні ознаки основних геологічних та геоморфологічних елементів. Прямі дешифрувальні ознаки. Контрастно-аналоговий спосіб проти еталонними знімками і показниками і зіставленню і порівнянню об'єктів не більше одного знімка.

ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
збирання інформації про об'єкт або явище за допомогою реєструючого приладу, що не перебуває у безпосередньому контакті з даним об'єктом або явищем. Термін "дистанційне зондування" зазвичай включає реєстрацію (запис) електромагнітних випромінювань за допомогою різних камер, сканерів, мікрохвильових приймачів, радіолокаторів та інших приладів такого роду. Дистанційне зондування використовується для збору та запису інформації про морський день, про атмосферу Землі, про Сонячну систему. Воно здійснюється із застосуванням морських суден, літаків, космічних літальних апаратів та наземних телескопів. Науки, орієнтовані польові роботи, до яких належать такі, як геологія, лісівництво і географія, також зазвичай використовують дистанційне зондування для збору даних з метою проведення своїх досліджень.
Див. також
СУПУТНИК ЗВ'ЯЗКУ;
ЕЛЕКТРОМАГНІТНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ .

ТЕХНІКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ
Дистанційне зондування охоплює теоретичні дослідження, лабораторні роботи, польові спостереження та збирання даних з борту літаків та штучних супутників Землі. Теоретичні, лабораторні та польові методи важливі також для отримання інформації про Сонячну систему, і колись їх почнуть використовувати для вивчення інших планетних систем Галактики. Деякі найрозвиненіші країни регулярно запускають штучні супутники для сканування Землі та міжпланетні космічні станції для досліджень далекого космосу.
Див. також
ОБСЕРВАТОРІЯ;
СОНЯЧНА СИСТЕМА ;
Позаатмосферна астрономія;
КОСМОСУ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ВИКОРИСТАННЯ.
Системи дистанційного зондуванняУ системі такого типу є три основні компоненти: пристрій для формування зображення, середовище для реєстрації даних та база для проведення зондування. Як простий приклад такої системи можна навести фотографа-аматора (база), який використовує для зйомки річки 35-мм фотоапарат (прилад-візуалізатор, що формує зображення), який заряджений високочутливою фотоплівкою (реєструюче середовище). Фотограф знаходиться на певній відстані від річки, проте реєструє інформацію про неї і зберігає її на фотоплівці.
Пристрої формування зображень, реєструюче середовище та база.Прилади, що формують зображення, діляться на чотири основні категорії: фото- та кінокамери, багатоспектральні сканери, радіометри та активні радіолокатори. Сучасні однооб'єктивні дзеркальні фотокамери створюють зображення, фокусуючи ультрафіолетове, видиме або інфрачервоне випромінювання, що надходить від об'єкта, на фотоплівці. Після прояву плівки виходить постійне (здатне зберігатися тривалий час) зображення. Відеокамера дозволяє отримувати зображення на екрані; постійним записом у цьому випадку буде відповідний запис на відеострічці або фотографію, зроблену з екрана. У всіх інших системах візуалізації зображень використовуються детектори або приймачі, що мають чутливість на певних довжинах хвиль спектру. Фотоелектронні помножувачі та напівпровідникові фотоприймачі, що використовуються у поєднанні з оптико-механічними сканерами, дозволяють реєструвати енергію ультрафіолетової, видимої, а також ближньої, середньої та далекої ІЧ-ділянок спектру та перетворювати її на сигнали, які можуть давати зображення на плівці. Енергія мікрохвиль (діапазон надвисоких частот, НВЧ) подібним чином трансформується радіометрами або радіолокаторами. У сонарах для отримання зображень на фотоплівці використається енергія звукових хвиль.
Див. також
Надвисоких частот Діапазон;
РАДІОЛОКАЦІЯ;
Гідролокатор . Прилади, що використовуються для візуалізації зображень, розміщують на різних базах, у тому числі на землі, суднах, літаках, повітряних кулях та космічних літальних апаратах. Спеціальні камери і телевізійні системи повсякденно використовуються для зйомки фізичних і біологічних об'єктів, що представляють інтерес на землі, на морі, в атмосфері і космосі. Спеціальні камери уповільненої кінозйомки застосовуються для реєстрації таких змін земної поверхні, як ерозія морських берегів, рух льодовиків та еволюція рослинності.
Архіви даних.Фотографії та зображення, зроблені в рамках програм аерокосмічної зйомки, належним чином обробляються та зберігаються. У США та Росії архіви для таких інформаційних даних створюються урядами. Один із основних архівів такого роду в США, EROS (Earth Resources Obsevation Systems) Data Center, підпорядкований Міністерству внутрішніх справ, зберігає прибл. 5 млн. аерофотознімків та прибл. 2 млн. зображень, отриманих із супутників "Лендсат", а також копії всіх аерофотознімків та космічних знімків поверхні Землі, що зберігаються в Національному управлінні з аеронавтики та дослідження космічного простору (НАСА). До цієї інформації є відкритий доступ. Великі фотоархіви та архіви інших ізоматеріалів є у різних військових та розвідувальних організацій.
Аналіз зображень. Найважливіша частина дистанційного зондування – аналіз зображень. Такий аналіз може виконуватися візуально, візуальними методами, посиленими застосуванням комп'ютера, і повністю комп'ютером; останні два включають аналіз даних у цифровій формі. Спочатку більшість робіт з аналізу даних, отриманих дистанційним зондуванням, виконували візуальне дослідження індивідуальних аерофотознімків або шляхом використання стереоскопа та накладання фотографій з метою створення стереомоделі. Фотографії були зазвичай чорно-білими та кольоровими, іноді чорно-білими та кольоровими в ІЧ-променях або – в окремих випадках – багатозональними. Основні користувачі даних, одержуваних при аерофотозйомці, - це геологи, географи, лісівники, агрономи і, звісно, картографи. Дослідник аналізує аерофотознімок у лабораторії, щоб безпосередньо витягти з нього корисну інформацію, нанести її потім на одну з базових карт та визначити області, в яких треба буде побувати під час польових робіт. Після проведення польових робіт дослідник ще раз оцінює аерофотознімки та використовує отримані з них та в результаті польових зйомок дані для остаточного варіанту карти. Такими методами готують до випуску безліч різних тематичних карт: геологічних, карт землекористування та топографічних, карт лісів, ґрунтів та посівів. Геологи та інші вчені ведуть лабораторні та польові дослідження спектральних характеристик різних природних та цивілізаційних змін, що відбуваються на Землі. Ідеї таких досліджень знайшли застосування в конструкції багатоспектральних сканерів MSS, які використовуються на літаках та КЛА. Штучні супутники Землі "Лендсат" 1, 2 та 4 мали на борту MSS із чотирма спектральними смугами: від 0,5 до 0,6 мкм (зелена); від 0,6 до 0,7 мкм (червона); від 0,7 до 0,8 мкм (ближня ІЧ); від 0,8 до 1,1 мкм (ІЧ). На супутнику "Лендсат 3" використовується також смуга від 10,4 до 12,5 мкм. Стандартні складові зображення із застосуванням методу штучного фарбування виходять при комбінованому використанні MSS з першою, другою та четвертою смугами у поєднанні з синім, зеленим та червоним фільтрами відповідно. На супутнику "Лендсат 4" з удосконаленим сканером MSS тематичний картобудівник дозволяє отримувати зображення в семи спектральних смугах: трьох - в області видимого випромінювання, однієї - у ближній ІЧ-області, двох - в середній ІЧ-області та однієї - в тепловій ІЧ-області . Завдяки цьому приладу просторова роздільна здатність була покращена майже втричі (до 30 м) порівняно з тим, що давав супутник "Лендсат", на якому використовувався лише сканер MSS. Оскільки чутливі датчики супутників не призначалися для стереоскопічної зйомки, диференціювати ті чи інші особливості та явища в межах конкретного зображення довелося, використовуючи спектральні відмінності. Сканери MSS дозволяють розрізняти п'ять широких категорій земних поверхонь: вода, сніг та лід, рослинність, оголена порода та ґрунт, а також об'єкти, пов'язані з діяльністю людини. Науковий працівник, добре знайомий з областю, що досліджується, може виконати аналіз зображення, отриманого в одній широкій смузі спектру, яким, наприклад, є чорно-білий аерофотознімок, який у типовому випадку виходить при реєстрації випромінювань з довжинами хвиль від 0,5 до 0,7 мкм (зелена та червона області спектру). Однак зі збільшенням числа нових спектральних смуг очам людини стає все важче проводити різницю між важливими особливостями схожих тонів у різних ділянках спектра. Так, наприклад, тільки один знімальний план, знятий із супутника "Лендсат" за допомогою MSS у смузі 0,5-0,6 мкм, містить прибл. 7,5 млн. пікселів (елементів зображення), кожен з яких може бути до 128 відтінків сірого в межах від 0 (чорний колір) до 128 (білий колір). При порівнянні двох зображень однієї й тієї ж області, зроблених із супутника "Лендсат", доводиться мати справу із 60 млн. пікселів; одне зображення, отримане з "Лендсат 4" та оброблене картопобудівником, містить близько 227 млн. пікселів. Звідси очевидно, що для аналізу таких зображень необхідно використовувати комп'ютери.
Цифрова обробка зображень. При аналізі зображень комп'ютери використовуються для порівняння значень шкали сірого (діапазону дискретних чисел) кожного піксела знімків, зроблених в один і той же день або кілька днів. Системи аналізу зображень виконують класифікацію специфічних особливостей знімального плану з метою складання тематичної карти місцевості. Сучасні системи відтворення зображень дають змогу відтворювати на кольоровому телевізійному моніторі одну або кілька спектральних смуг, відпрацьованих супутником зі сканером MSS. Рухомий курсор встановлюють при цьому на один із пікселів або на матрицю пікселів, що знаходяться в межах деякої конкретної особливості, наприклад водойми. Комп'ютер виконує кореляцію всіх чотирьох MSS-смужок та класифікує всі інші частини зображення, отриманого з супутника, які характеризуються аналогічними наборами цифрових чисел. Дослідник може помітити кольоровим кодом ділянки "води" на кольоровому моніторі, щоб скласти "карту", що показує всі водойми на супутниковому знімку. Ця процедура, відома під назвою регульованої класифікації, дозволяє систематично класифікувати всі частини знімка, що аналізується. Існує можливість ідентифікації всіх основних типів земної поверхні. Описані схеми класифікації за допомогою комп'ютера досить прості, проте навколишній світ складний. Вода, наприклад, не обов'язково має єдину спектральну характеристику. У межах одного знімального плану водоймища можуть бути чистими або брудними, глибокими або дрібними, частково покритими водоростями або замерзлими, і кожен з них має власну спектральну відбивну здатність (а значить, і свою цифрову характеристику). У системі інтерактивного аналізу цифрового зображення IDIMS використовується схема нерегульованої класифікації. IDIMS автоматично поміщає кожен піксел в один із кількох десятків класів. Після комп'ютерної класифікації такі класи (наприклад, п'ять чи шість водних класів) можуть бути зібрані в один. Однак багато ділянок земної поверхні мають досить складні спектри, що ускладнює однозначне встановлення відмінностей між ними. Дубовий гай, наприклад, може виявитися на зображеннях, отриманих з супутника, спектрально не відрізняється від кленового гаю, хоча на землі це завдання вирішується дуже просто. За спектральними характеристиками дуб і клен ставляться до широколистяних пород. Комп'ютерна обробка алгоритмами ідентифікації змісту зображення дозволяє помітно покращити MSS зображення порівняно зі стандартним.
ЗАСТОСУВАННЯ
Дані дистанційного зондування є основним джерелом інформації при підготовці карт землекористування та топографічних карт. Метеорологічні та геодезичні супутники NOAA та GOES використовуються для спостереження за зміною хмарності та розвитком циклонів, у тому числі таких, як урагани та тайфуни. Зображення, отримані з супутників NOAA, також використовуються для картування сезонних змін снігового покриву в північній півкулі з метою кліматичних досліджень та вивчення змін морських течій, знання яких дозволяє скоротити тривалість морських перевезень. Мікрохвильові прилади на супутниках "Німбус" використовуються для картування сезонних змін у стані льодового покриву у морях Арктики та Антарктики.
Див. також
ГОЛЬФСТРІМ;
МЕТЕОРОЛОГІЯ І КЛІМАТОЛОГІЯ. Дані дистанційного зондування з літаків та штучних супутників у дедалі ширших масштабах використовуються для спостереження за природними пасовищами. Аерофотознімки дуже ефективні в лісівництві завдяки високому дозволу, що досягається на них, а також точному виміру рослинного покриву і його зміни з часом.

І все ж таки саме в геологічних науках дистанційне зондування отримало найбільш широке застосування. Дані дистанційного зондування використовуються при складанні геологічних карт із зазначенням типів порід, а також структурних та тектонічних особливостей місцевості. В економічній геології дистанційне зондування є цінним інструментом для пошуку родовищ корисних копалин та джерел геотермальної енергії. Інженерна геологія користується даними дистанційного зондування для вибору місць будівництва, що відповідають заданим вимогам, визначення місць залягання будівельних матеріалів, контролю за проведенням гірських робіт з поверхні та за рекультивацією земель, а також для проведення інженерних робіт у приморській зоні. Крім того, ці дані використовуються при оцінках сейсмічної, вулканічної, гляціологічної та інших небезпек геологічного походження, а також у таких ситуаціях як лісові пожежі та промислові аварії.

Дані, отримані дистанційним зондуванням, становлять важливу частину досліджень у гляціології (що мають відношення до характеристик льодовиків та снігового покриву), у геоморфології (форми та характеристики рельєфу), у морській геології (морфологія дна морів та океанів), у геоботаніці (через залежність рослинності від лежать під нею родовищ корисних копалин) та в археологічній геології. У астрогеології дані дистанційного зондування мають першорядне значення вивчення інших планет і місяців Сонячної системи, і навіть у порівняльної планетології вивчення історії Землі. Однак найбільш захоплюючий аспект дистанційного зондування полягає в тому, що супутники, виведені на навколоземні орбіти, вперше надали вченим можливість спостерігати, відслідковувати та вивчати нашу планету як цілісну систему, включаючи її динамічну атмосферу та вигляд суші, що змінюється під впливом природних факторів та діяльності людини. Можливо, зображення з супутників допоможуть знайти ключ до передбачення змін клімату, викликаних у тому числі природними та техногенними факторами. Хоча США та Росія з 1960-х років ведуть дистанційне зондування, інші країни також роблять свій внесок. Японська та Європейська космічні агентства планують вивести на навколоземні орбіти велику кількість супутників, призначених для дослідження суші, морів та атмосфери Землі.
ЛІТЕРАТУРА
Бурша М. Основи космічної геодезії. М., 1971-1975 Дистанційне зондування в метеорології, океанології та гідрології. М., 1984 Зейболд Е., Бергер Ст Дно океану. М., 1984 Мішев Д. Дистанційні дослідження Землі із космосу. М., 1985

Енциклопедія Кольєра. - Відкрите суспільство. 2000 .

Дивитись що таке "ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ" в інших словниках:

дистанційне зондування- - EN remote sensing 1) Зовнішнє виявлення, відкриття, огляди і аналітики району і води з використанням необмежених сенсорів або реагування пристроїв так, як ..., ... Довідник технічного перекладача

дистанційне зондування- Процес отримання інформації про поверхню Землі та інших небесних тіл та розташованих на них об'єктах неконтактними методами – зі штучних супутників, літаків, зондів та ін. Словник з географії

дистанційне зондування

дистанційне зондування- nuotolinis tyrimas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Tyrimas (pvz., vandens telkinių, kraštovaizdžio), kai tyrimo prietaisas (įrenginys) nesiliečia su tiriamuoju objektu (pvz. pan … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Неконтактна зйомка Землі (або інших небесних тіл) з наземних, літальних повітряних, космічних апаратів, а також надводних і підводних суден. Об'єктами зондування є поверхня суші та океану, геологічні структури, ґрунтово… Географічна енциклопедія

Дистанційне зондування Землі- процес отримання інформації про поверхню Землі шляхом спостереження та вимірювання з космосу власного та відбитого випромінювання елементів суші, океану та атмосфери в різних діапазонах електромагнітних хвиль з метою визначення місцезнаходження, … Офіційна термінологія

Для покращення цієї статті бажано?: Знайти та оформити у вигляді виносок посилання на авторитетні джерела, що підтверджують написане. Виправити статтю згідно з стилістичними правилами Вікіпедії.

Зондування дистанційне- Дистанційне зондування (ДЗ) процес отримання за допомогою аерокосмічних зондувальних технічних засобів, що працюють у різних діапазонах електромагнітного спектру, різноманітної інформації про об'єкти, явища та процеси, що відбуваються на… Офіційна термінологія

- (дистанційне зондування), будь-який спосіб отримання та запису інформації з відстані. Найбільш поширеним датчиком є фотокамера; такі камери використовуються в літальних апаратах, супутниках та космічних зондах для збору інформації. Науково-технічний енциклопедичний словник

дистанційний вимір- nuotolinis matavimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matavimas до nuotolį nuotolinio ryšio průmonėmis. atitikmenys: англ. distance measurement; remote measurement; remote sensing; telemetry vok. Fernerkundung, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

ДЗЗ:

Що таке ДЗЗ?

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ)- це спостереження та вимірювання енергетичних та поляризаційних характеристик власного та відображеного випромінювання елементів суші, океану та атмосфери Землі в різних діапазонах електромагнітних хвиль, що сприяють опису місцезнаходження, характеру та тимчасової мінливості природних параметрів та явищ, природних ресурсів Землі, навколишнього середовища, а також антропогенних об'єктів та утворень.

При вивченні земної поверхні дистанційними методами джерелом інформації про об'єкти служить їх випромінювання (власне та відображене).
Випромінювання також поділяється на природне та штучне. Під природним випромінюванням розуміють природне освітлення земної поверхні Сонцем чи теплове – своє випромінювання Землі. Штучне випромінювання, це випромінювання, що створюється при опроміненні місцевості джерелом, розташованим на носії пристрою, що реєструється.

Випромінювання є електромагнітними хвилями різної довжини, спектр яких змінюється в діапазоні від рентгенівського до радіовипромінювання. Для досліджень довкілля використовують вужчу частину спектра від оптичних хвиль до радіохвиль у діапазоні довжин 0,3мкм – 3 м.
Важливою особливістю ДЗЗє наявність між об'єктами та реєструючими приладами проміжного середовища, що впливає на випромінювання: це товща атмосфери та хмарність.

Атмосфера поглинає частину відбитих променів. В атмосфері є кілька "вікон прозорості", які пропускають електромагнітні хвилі з мінімальним ступенем спотворень.

З цієї причини, логічно припустити, що всі знімальні системи працюють тільки в спектральних діапазонах, які відповідають вікнам прозорості.

Системи ДЗЗ

В даний час існує широкий клас систем ДЗЗ, що формують зображення досліджуваної поверхні, що підстилає. В рамках даного класу апаратури можна виділити кілька підкласів, що розрізняються за спектральним діапазоном електромагнітного випромінювання, що використовується, і за типом приймача реєстрованого випромінювання, а також за методом (активний або пасивний) зондування:

фотографічніта фототелевізійні системи;
скануючі системи видимого та ІЧ-діапазону(телевізійні оптико-механічні та оптико-електронні, скануючі радіометри та багатоспектральні сканери);
телевізійні оптичні системи;
радіолокаційні системи бокового огляду (РЛСБО);
скануючі НВЧ-радіометри.

У той самий час триває експлуатація і розробка апаратури ДЗЗ, орієнтованої отримання кількісних характеристик електромагнітного випромінювання, просторово-інтегральних чи локальних, але з формують зображення. У даному класі систем ДЗЗ можна виділити кілька підкласів: радіометри, що не сканують, і спектрорадіометри, лідари.

Дозвіл даних ДЗЗ: просторовий, радіометричний, спектральний, тимчасовий

Цей тип класифікації даних ДЗ пов'язаний з характеристиками, що залежать від типу та орбіти носія, знімальної апаратури та зумовлюють масштаб, охоплення території та роздільну здатність знімків.
Існує просторовий, радіометричний, спектральний, тимчасовий дозвіл, на основі яких відбувається класифікація даних ДЗ.

Спектральний дозвіл визначається характерними інтервалами довжин хвиль електромагнітного спектра, яких чутливий датчик.
Найбільш широке застосування в методах ДЗЗ з космосу знаходить вікно прозорості, що відповідає оптичному діапазону (він також називається світловим), що поєднує видиму (380...720 нм), ближню інфрачервону (720...1300 нм) і середню інфрачервону (1). .3000 нм) області. Використання короткохвильової ділянки видимої області спектра утруднено внаслідок значних варіацій пропускання атмосфери цьому спектральному інтервалі залежно від параметрів її стану. Тому практично при ДЗЗз космосу в оптичному діапазоні застосовують спектральний інтервал довжин хвиль, що перевищують 500 нм. У далекому інфрачервоному (ІЧ) діапазоні (3...1000 мкм) є лише три щодо вузьких вікнах прозорості: 3...5 мкм, 8...14 мкм та 30...80 мкм, з яких поки що у методах ДЗЗ з космосу використовують лише перші два. У ультракороткохвильовому діапазоні радіохвиль (1мм...10м) є відносно широке вікно прозорості від 2 см до 10 м. У методах ДЗЗ з космосу застосовують його короткохвильову частину (до 1м), звану надвисокочастотним (НВЧ) діапазоном.

Характеристики спектральних діапазонів

Область спектра

Ширина області спектру
Видима область, мкм
колірні зони
фіолетова	0.39-0.45
синя	0.45-0.48
блакитна	0.48-0.51
зелена	0.51-0/55
жовто-зелена	0.55-0.575
жовта	0.575-0.585
помаранчева	0.585-0.62
червона	0.62-0.80
Область ІЧ випромінювання, мкм
ближня	0.8-1.5
середня	1.5-3.0
дальня	>3.0
Радіволнова область,см
X	2.4-3.8
C	3.8-7.6
L	15-30
P	30-100

Просторовий дозвіл - Величина, що характеризує розмір найменших об'єктів, помітних на зображенні.

Класифікація знімків за просторовим дозволом:

знімки дуже низької роздільної здатності 10 000 - 100 000 м.;
знімки низької роздільної здатності 300 - 1 000 м.;
знімки середньої роздільної здатності 50 - 200 м.;
знімки високої роздільної здатності :
1. щодо високого 20 – 40 м.;
2. високого 10 – 20 м.;
3. дуже високого 1 – 10 м.;
4. знімки надвисокої роздільної здатності менше 0,3 - 0,9 м.

Співвідношення масштабу карток з просторовим дозволом знімків.

Датчик

Розмір пікселу

Можливий масштаб

Landsat 7 ETM+

15 м

1:100 000

SPOT 1-4

10 м

1:100 000

IRS-1C та IRS-1D

6 м

1:50 000

SPOT 5

5 м

1:25 000

EROS

1,8 м

1:10 000

OrbView-3 pan

4 м

1:20 000

OrbView-3

1 м

1:5 000

IKONOS pan

4 м

1:20 000

IKONOS*

1 м

1:5 000

QUICKBIRD pan

2.44 м

1:12 500

QUICKBIRD

0.61 м

1:2 000

Радіометрична роздільна здатність визначається кількістю градацій значень кольору, що відповідають переходу від яскравості абсолютно «чорного» до абсолютно «білого», і виражається у кількості біт на пікселі зображення. Це означає, що у випадку радіометричної роздільної здатності 6 біт на піксел маємо всього 64 градації кольору (2(6) = 64); у разі 8 біт на піксел – 256 градацій (2(8) = 256), 11 біт на піксел – 2048 градацій (2(11) = 2048).

Тимчасовий дозвіл визначається частотою одержання знімків конкретної області.

Методи обробки космічних знімків

Методи обробки космічних знімків поділяють на методи попередньої та тематичної обробки.
Попередня обробкаКосмічні знімки - це комплекс операцій зі знімками, спрямований на усунення різних спотворень зображення. Спотворення можуть бути обумовлені: недосконалістю реєструючої апаратури; впливом атмосфери; перешкодами, пов'язаними з передачею зображень каналами зв'язку; геометричними спотвореннями, пов'язаними з методом космічної зйомки; умовами освітлення підстилаючої поверхні; процесами фотохімічної обробки та аналого-цифрового перетворення зображень (при роботі з матеріалами фотографічної зйомки) та іншими факторами.
Тематична обробкакосмічних знімків - це комплекс операцій зі знімками, який дозволяє витягти з них інформацію, що становить інтерес з погляду рішень різних тематичних завдань.

Рівень обробки супутникових даних.

Вид обробки

Рівні обробки

Зміст операцій

Попередня обробка

Розпакування бітового потоку по приладах та каналах

Прив'язка бортового часу до наземного

Нормалізація

Поділ на кадри

Радіометрична корекція за паспортними даними датчика

Оцінка якості зображень (% збійних пікселів)

Геометрична корекція за паспортними даними датчика

Географічна прив'язка за орбітальними даними та кутовим положенням КА

Географічна прив'язка за інформацією БД опорних точок (ЦКМ)

Оцінка якості зображень (% хмарності)

Стандартна міжгалузева обробка

Перетворення на задану картографічну проекцію

Повна радіометрична корекція

Повна геометрична корекція

Замовна тематична обробка

Редагування зображень (сегментація, зшивка, повороти, зв'язування та ін.)

Поліпшення зображень (фільтрація, гістограмні операції, контрастування та ін.)

Операції спектральної обробки та синтез багатоканальних зображень

Математичні перетворення зображень

Синтез різночасових зображень та зображень з різною роздільною здатністю

Конвертація зображень у простір дешифрувальних ознак

Ландшафтна класифікація

Виділення контурів

Просторовий аналіз, формування векторів та тематичних шарів

Вимірювання та розрахунок структурних ознак (площі, периметр, довжини, координати)

Формування тематичних карт