Методы дистанционного зондирования кратко

Обновлено: 05.07.2024

Многообразие как по физической природе, так и по пространственным и временным масштабам явлений и процессов в атмосфере и на ее подстилающей поверхности определяется с помощью измерительных средств, используемых для получения метеорологической информации.

Многие из них были заимствованы из смежных областей науки, ряд других специально разработаны для метеорологического применения. Хотя в науке и технике существуют строгие терминологические стандарты различных типов измерений, в метеорологической литературе нашла распространение следующая классификация различных методов измерений.

Прямые измерения — измерения, в которых используются эталоны интересующих нас характеристик (величин) состояния окружающей среды. Это, например, измерения длин объектов с помощью эталонов расстояний или массы — с помощью эталонов массы и т. д. Можно отметить, что прямых измерений, в таком понимании, в метеорологии и физике атмосферы осталось мало.

Косвенные измерения — измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям. Это определение соответствует терминологическому стандарту, и при его широком толковании все рассматриваемые нами дистанционные методы измерений относятся к косвенным измерениям, как и такие традиционные измерения (часто называемые прямыми), как измерения температуры, влажности, скорости ветра, осуществляемые, например, с помощью радиозондов.

Локальные измерения — измерения, при которых датчик (как прямых, так и косвенных измерений) находится в непосредственном контакте с исследуемой средой.

Дистанционные измерения — измерения параметров физического состояния среды, осуществляемые на различных расстояниях от нее с помощью регистрации характеристик различных полей (гравитационных, электромагнитных, акустических и т. д.).

Можно предложить целый ряд схем классификации дистанционных методов измерений, основанных на использовании различных признаков. Рассмотрим основные из них.

1. Классификация по природе поля:

а) гравитационные методы;

б) электрические и магнитные методы;

в) методы электромагнитного (ЭМ) излучения;

г) ядерные методы;

д) акустические методы.

2. Классификация по источнику поля:

а) пассивные методы.

б) активные методы.

В первом случае измеряются естественные поля, присутствующие в природе вне всякой связи с самими измерениями (гравитационные поля Земли и планет; солнечное, тепловое и т. д. излучения; естественная радиоактивность и т. д.). Во втором случае используются искусственные источники, например, ЭМ излучения — лазеры, прожекторы, радиолокаторы.

Имеется целый ряд классификаций косвенных электромагнитных методов.

3. По области спектра:

а) ультрафиолетового диапазона спектра;

б) видимого диапазона спектра;

4. По основному процессу взаимодействия (или генерации) излучения:

а) прозрачности (поглощения);

в) теплового излучения;

5. По геометрии или положению измерительного прибора:

б) самолетные и аэростатные;

Эти типы классификаций можно детализировать. Например, методы рассеяния (4б) иногда подразделяют на методы релеевского рассеяния, методы аэрозольного рассеяния, методы комбинационного рассеяния и т.д.

В последнее десятилетие особое внимание уделялось разработке дистанционных методов, использующих измерения целого ряда характеристик электромагнитного излучения в различных областях спектра.

1. Дистанционность. Измерения осуществляются на различных расстояниях от исследуемого объекта. В случае спутниковых косвенных методов эти расстояния могут достигать тысяч километров.

2. Отсутствие внешнего влияния на объект исследования. Все пассивные косвенные методы в принципе не могут оказывать влияние на состояние изучаемого объема атмосферы, так как эти методы используют измерения характеристик естественных ЭМ полей, существующих вне зависимости от того, производятся измерения или нет. В большинстве случаев это справедливо и для активных косвенных методов, хотя для лазерных методов может наблюдаться и другая картина при значительных мощностях генерируемого излучения.

Отсутствие влияния на исследуемый объект - чрезвычайно ценное свойство косвенных методов. Оно особенно важно при исследованиях верхних разреженных слоев атмосферы, где сам измерительный прибор может стать источником значительных искажений.

3. Однородность измерений. Это свойство дистанционных измерений относится прежде всего к спутниковым измерениям, которые осуществляются с помощью одного или нескольких однотипных приборов.

4. Высокая информативность. С помощью косвенных методов измерений определяют большое количество параметров атмосферы и подстилающей поверхности (табл. 3.1). Использование спутников позволяет проводить измерения в глобальном и региональном масштабах с высокими периодичностью (геостационарные спутники в настоящее время осуществляют измерения каждые 20-30 мин) и пространственным разрешением. Пространственное разрешение измерений может варьировать в зависимости от метода и требований к получению необходимой информации от метров (лазерное зондирование) до километров и сотен километров (пассивные методы).

Радары и лазеры давно перестали быть просто захватывающими атрибутами фантастических кинофильмов, как это было десятки лет назад. Данные инновации широко используются для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с тех пор, как наука сделала гигантский шаг вперед.
С течением времени, дистанционное зондирование Земли из космоса нашло применение в различных сферах деятельности человека. Например, фермеры ежедневно пользуются преимуществами дистанционного зондирования в сельском хозяйстве. Многие важные решения принимаются с использованием данных RADARSAT, TerraSAR-X, SRTM, EOSDA, ERS, Sentinel, Landsat и других спутников ДЗЗ.

Активное Дистанционное Зондирование

Что такое дистанционное зондирование Земли? Дистанционное зондирование Земли из космоса – это исследование нашей планеты с помощью оптических и радарных спутников.

Классификация дистанционных методов зондирования Земли основана на типе источника сигнала для исследования объекта – активном или пассивном. Инструменты активного ДЗЗ сами способны излучать сигнал или имеют собственный источник света, а в пассивном ДЗЗ используется отраженный солнечный свет. Излучение также имеет разные длины волн и бывает коротковолновым (видимый, ближний и средний инфракрасный диапазон) и длинноволновым (микроволны).

Схема: Как работает активное дистанционное зондирование Земли

Радары и лидары – самые известные примеры активного метода дистанционного зондирования.

Инструменты Активного ДЗЗ

Каждый активный датчик дистанционного зондирования поверхности Земли направляет сигнал и анализирует результат – интенсивность полученного сигнала. В большинстве приборов ДЗЗ используются микроволны, поскольку на них относительно не влияют погодные условия. Технологии активного ДЗЗ бывают разные – в зависимости от того, что они передают (свет или волны) и что они измеряют (например, расстояние, высоту, атмосферные явления и т.д.):

Радар – это прибор, в котором для измерения дальности применяются радиолокационные сигналы. Отличительной чертой радара является антенна, излучающая импульсы. Когда сигнал радара “наталкивается” на препятствие, он в той или иной мере возвращается. По интенсивности возвращенного сигнала и затраченному времени можно определить, насколько далеко от радара находится исследуемый объект.
Лидар определяет расстояние с помощью света. Метод дистанционного зондирования Земли лидаром подразумевает передачу световых импульсов и измерение интенсивности возвращенного сигнала. Местонахождение исследуемого объекта на Земле и расстояние до него вычисляется умножением потребовавшегося времени на скорость света.
Лазерный альтиметр (высотомер) измеряет высоту с помощью лидара.
Инструменты для измерения дальности (дальномеры) определяют дальность с помощью одного или двух идентичных устройств на разных платформах, которые передают сигналы между собой.
Эхолот изучает погодные условия вертикально путем излучения импульсов (если это прибор активного ДЗЗ).
Скаттерометр (рефлектометр) – это специальное устройство для измерения возвращенного (рассеянного) излучения.

Активное Дистанционное Зондирование: Где Применяется И В Чем Преимущества

Кроме обширной области применения, преимуществом активных датчиков дистанционного зондирования Земли является практически полное отсутствие ограничений относительно условий работы. Активные датчики ДЗЗ полноценно функционируют в любое время суток, поскольку их работа не зависит от солнечного света. Кроме того, атмосферные рассеивания относительно не влияют на качество зондирования аппаратурой активного ДЗЗ.

Различные методы дистанционного зондирования Земли спутниками нашли применение как в научной сфере, так и в прикладных отраслях.

Радиолокационная топографическая миссия шаттла (SRTM) собрала данные о рельефе Земли.
Активное дистанционное зондирование поверхности нашей планеты из космоса с помощью лидара позволило составить цифровую модель карты высот планеты Земля.
Дистанционное зондирование мирового океана и отдаленных точек нашей планеты критически важно для океанологии, экологии, нефтедобывающей промышленности, а также при проведении поисково-спасательных операций.
Дистанционное зондирование лесов помогает обнаружить лесные пожары, обезлесение, оценить состояние лесных активов (в том чисте за счет болезней деревьев) и мониторить лесовосстановление.
Дистанционное зондирование почвы активно используется в сельском хозяйстве.
Эхолоты незаменимы при прогнозировании погоды, поскольку вертикально исследуют слои атмосферы и предоставляют данные о влажности, осадках, температуре и отсутствии или наличии облачного покрова.

Пассивное Дистанционное Зондирование Земли

В пассивном дистанционном зондировании применяются мультиспектральные и гиперспектральные датчики, которые измеряют полученное количество сигнала с помощью сочетаний разнообразных диапазонов. Эти сочетания могут включать разное количество каналов (с двумя длинами волн и более). Диапазоны охватывают спектры в пределах и за пределами восприятия органами зрения человека (видимый, инфракрасный, ближний, тепловой инфракрасный диапазон).

Данная технология ДЗЗ используется во многих отраслях. В частности, гиперспектральное дистанционное зондирование в геологическом картировании позволило обнаружить и картировать месторождения полезных ископаемых, горные породы и минералы, гидротермальные проявления, определить геологическую ситуацию по минералам-индикаторам.

Схема: Как работает пассивное дистанционное зондирование Земли

Приборы Пассивного Дистанционного Зондирования Земли

Самые популярные примеры приборов пассивного ДЗЗ – это различные радиометры или спектрометры.

Названия инструментов ДЗЗ дают представление о том, что они измеряют:

Спектрометр различает и анализирует спектральные диапазоны.
Радиометр определяет силу исходящего от объекта излучения в определенных диапазонах спектра (видимый, инфракрасный, микроволновый).
Спектрорадиометр измеряет силу излучения в нескольких диапазонах спектра).
Гиперспектральный радиометр относится к наиболее точным приборам пассивного метода дистанционного зондирования. Благодаря высокому разрешению, гиперспектральный радиометр способен различать сотни очень узких диапазонов спектра в пределах видимого, а также ближнего и среднего инфракрасного излучения.
Радиометр с функцией формирования изображений сканирует объект или поверхность Земли и передает их изображение.
Эхолот зондирует атмосферные явления Земли вертикально.
Акселерометр обнаруживает изменения скорости за единицу времени (например, линейный или ротационный).

Применение И Преимущества Пассивного Дистанционного Зондирования Земли

Landsat – один из самых значимых и ярких примеров всевозможной аппаратуры пассивного ДЗЗ, а его миссия наблюдения Земли является самой продолжительной. Спутник Landsat собирал и фиксировал данные о нашей планете более 40 лет, что позволило проанализировать, как изменилась Земля за этот период. Большой плюс этой миссии – открытый доступ к данным ДЗЗ, которые применяются в геологии, картографии, экологии, лесном и сельском хозяйстве, океанологии, метеорологии и других отраслях.

Дистанционное зондирование Земли в сельском хозяйстве основано на отражательных способностях растений. Измерение степени отражения позволяет оценить здоровье культур по вегетационным индексам. Получение результатов дистанционного мониторинга Земли возможно благодаря тому, что определенные значения вегетационных индексов соответствуют определенным культурам на определенной стадии развития. Платформа EOS EOS Crop Monitoring помогает аграриям во всем мире в решении повседневных задач, а также информирует о состоянии полей, что позволяет сохранить вегетацию здоровой. Таким образом, фермеры смогут получить высокий урожай.

EOS Crop Monitoring

Платформа для мониторинга полей, которая использует спутниковые снимки с высоким разрешением – выявляйте изменения и принимайте меры дистанционно!

Микроволновое Дистанционное Зондирование Земли

Микроволновое ДЗЗ подразделяется на активные и пассивные виды. Принцип их классификации зависит от функционала приборов ДЗЗ: рассчитаны ли они на передачу и получение сигнала или только на его получение. Методы микроволнового дистанционного зондирования Земли отличаются от вышеописанных активного и пассивного методов длиной волн. В этом конкретном случае ДЗЗ длина волн варьируется от 1 см до 1 м.

Коротковолновые приборы дистанционного наблюдения Земли имеют существенное преимущество, по сравнению c коротковолновыми. Микроволны могут проникать практически через все атмосферные явления, за исключением сильных дождей. Благодаря отсутствию чувствительности микроволн к атмосферным аэрозолям, дистанционный мониторинг становится возможным почти в любую погоду.

Пассивное Дистанционное Зондирование Земли Микроволнами

Приборы пассивного микроволнового ДЗЗ рассчитаны на получение микроволнового излучения от изучаемого объекта на Земле. Пассивный датчик ДЗЗ (например, радиометр или сканнер) определяет естественную энергию и фиксирует ее – с той разницей, что антенна прибора настроена на получение именно микроволн, а не других, более коротких волн. Благодаря данному дистанционному методу зондирования Земли, специалисты могут получить данные о температуре и влажности исследуемого объекта, поскольку между этими параметрами и силой излучения существуют определенные соответствия.

Этот тип дистанционного датчика измеряет интенсивность излученного, переданного или отраженного сигнала. Данные, полученные таким методом, нашли применение в метеорологии, гидрологии, сельском хозяйстве, экологии, океанологии. В частности, ДЗЗ в сельском хозяйстве позволяет определить влажность почвы, уровень влажности и концентрацию озона в атмосфере. Дистанционное зондирование в экологическом мониторинге помогает обнаружить разливы нефти и устранить загрязнение водных ресурсов.

Активное Дистанционное Зондирование Земли Микроволнами

Микроволновые датчики активного метода ДЗЗ направляют собственный сигнал на исследуемый объект, а затем измеряют интенсивность возвращенного сигнала. Различные объекты имеют различные отражательные способности, поэтому дистанционное зондирование Земли спутниками позволяет определить их контуры. Зная время, за которое сигнал достиг цели и вернулся, ученые могут вычислить, на каком расстоянии от датчика находится объект. Интенсивность возвращенного сигнала также зависит от угла излучения и степени ровности поверхности.

Самым типичным примером таких устройств дистанционного зондирования служит радар (микроволновый).

Два основных вида спутникового ДЗЗ в этой категории:

со снимками (двухмерные, например, радары);
без снимков (линейные, например, альтиметры или скаттерометры).

Данная технология особенно востребована в аэрокосмической промышленности, метеорологии, при дистанционном зондировании водных объектов и других отраслях.

Данные ДЗЗ: Суть И Целевые Применения

Данные дистанционного зондирования Земли – это спутниковые снимки, обработанные и представленные в виде растровых изображений нашей планеты и файлов с геопространственными данными о каждом снимке. Обработанные снимки – это материалы ДЗЗ.

Обработка снимков ДЗЗ осуществляется в процессе геопространственного анализа и состоит из двух этапов:

Предварительная обработка подразумевает коррекцию изображения (геометрическую, радиометрическую, атмосферную), а также соотношение местонахождения объектов с их положением на географической карте Земли (географическая привязка).
Тематическая обработка – это классификация объектов на снимках по их характерным признакам (вегетация, населенные пункты и т.д.).

Полученные материалы применяются во многих сферах:

оценка ущерба от лесных пожаров и стихийных бедствий;
дистанционное зондирование природных ресурсов;
контроль незаконных вырубок лесов;
мониторинг обезлесения;
оценка состояния вегетации на полях;
дистанционное (аэрокосмическое) зондирование природной среды и экосистем;
обнаружение разливов нефти;
ликвидация последствий техногенных катастроф;
текущее местонахождение морских судов;
мониторинг ледников;
обнаружение нелегального строительства объектов;
организация аварийно-спасательных мероприятий во время бедствий и др.

Надежность Данных ДЗЗ И Широкий Спектр Их Применения

Спутники ДЗЗ облетают нашу планету с определенным интервалом и предоставляют данные о ней в около реальном времени. Полученная информация о Земле позволяет анализировать не только текущее положение дел в интересующей области, но и историческую ретроспективу.

Наработки технологии подпитывают научные изыскания и упрощают ежедневную работу специалистов во многих сферах – как теоретических, так и практических. Область применения дистанционного зондирования Земли спутниками необычайно широка, а преимущества многочисленны. Несмотря на это, узнать о возможностях и открытиях ДЗЗ еще предстоит многое.

Choose free satellite images from the biggest online catalog, apply analytics and download!

Дистанционное зондирование Земли

Технологии дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса — незаменимый инструмент изучения и постоянного мониторинга нашей планеты, помогающий эффективно использовать и управлять ее ресурсами. Современные технологии ДЗЗ находят применение практически во всех сферах нашей жизни.

Сегодня разработанные предприятиями Роскосмоса технологии и методики использования данных ДЗЗ позволяют предложить уникальные решения для обеспечения безопасности, повышения эффективности разведки и добычи природных ресурсов, внедрения новейших практик в сельское хозяйство, предупреждения чрезвычайных ситуаций и устранении их последствий, охраны окружающей среды и контроля над изменением климата.

Изображения, передаваемые спутниками дистанционного зондирования Земли, находят применение во многих отраслях — сельском хозяйстве, геологических и гидрологических исследованиях, лесоводстве, охране окружающей среды, планировке территорий, образовательных, разведывательных и военных целях. Космические системы ДЗЗ позволяют за короткое время получить необходимые данные с больших площадей (в том числе труднодоступных и опасных участков).

В 2013 году Роскосмос присоединился к деятельности Международной Хартии по космосу и крупным катастрофам. Для обеспечения его участия в деятельности Международной Хартии был создан специализированный Центр Роскосмоса по взаимодействию с Хартией и МЧС России.

Обновление топографических карт
Обновление навигационных, дорожных и других специальных карт
Прогноз и контроль развития наводнений, оценка ущерба
Мониторинг сельского хозяйства
Контроль гидротехнических сооружений на каскадах водохранилищ
Реальное местонахождение морских судов
Отслеживание динамики и состояния рубок леса
Природоохранный мониторинг
Оценка ущерба от лесных пожаров
Соблюдение лицензионных соглашений при освоении месторождений полезных ископаемых
Мониторинг разливов нефти и движения нефтяного пятна
Наблюдение за ледовой обстановкой
Контроль несанкционированного строительства
Прогнозы погоды и мониторинг опасных природных явлений
Мониторинг чрезвычайных ситуаций, связанных с природными и техногенными воздействиями
Планирование аварийно-спасательных работ в районах стихийных бедствий и антропогенных катастроф
Мониторинг экосистем и антропогенных объектов (расширение городов, промзон, транспортных магистралей, пересыхающих водоемов и т.п.)
Мониторинг строительства объектов дорожно-транспортной инфраструктуры

Федеральным, региональным и местным органам исполнительной власти для обеспечения государственных нужд материалы космической съёмки первого уровня стандартной обработки (космические изображения, прошедшие радиометрическую и геометрическую коррекцию) предоставляются на безвозмездной основе. В случае необходимости получения указанными органами материалов космической съемки высших уровней стандартной обработки, за услуги по их изготовлению взимается плата в соответствии с утверждённым прейскурантом цен.

Дистанционные методы применяются в исследованиях Земли очень давно. Вначале использовались рисованные снимки, которые фиксировали пространственное расположение изучаемых объектов. С изобретением фотографии возникла наземная фототеодолитная съемка, при которой по перспективным фотоснимкам составляли карты горных районов. Развитие авиации обеспечило получение аэрофотоснимков с изображением местности сверху, в плане. Это вооружило науки о Земле мощным средством исследований – аэрометодами.

Понятие дистанционного зондирования появилось в XIX веке вслед за изобретением фотографии, а одной из первых областей, в которых стали применять этот метод, стала астрономия. Впоследствии, дистанционное зондирование начали использовать в военной области для сбора информации о противнике и принятия стратегических решений. Во время Гражданской войны в США фотоснимки, полученные с помощью неуправляемых летательных аппаратов, служили для наблюдения за перемещением войск, подвозом припасов, ходом фортификационных работ и для оценки эффекта артиллерийских обстрелов. В результате исследований, которые финансировались различными государствами, были разработаны технологии, позволившие создать сенсоры сначала для военных целей, а затем и для гражданского применения этого метода. После Второй мировой войны метод дистанционного зондирования стали использовать для наблюдения за окружающей средой и оценки развития территорий, а также в гражданской картографии. В 60-х годах XX века, с появлением космических ракет и спутников, дистанционное зондирование вышло в космос.

Новая эра дистанционного зондирования связана с пилотируемыми космическими полетами, разведывательными, метеорологическими и ресурсными спутниками.

Возможности ДЗ в военной области значительно возросли после 1960 года в результате запуска разведывательных спутников в рамках программ CORONA, ARGON, LANYARD, целью которых было получение фотоснимков с низких орбит. Вскоре были получены стереопары снимков с разрешением 2 метра. Первые спутники работали на орбите от семи до восьми дней, но уже следующие поколения этих аппаратов были способны поставлять данные в течение нескольких месяцев.

В результате осуществления программ пилотируемых полетов, которые были начаты в США в 1961 году, человек впервые высадился на поверхность Луны (1969 г.). Следует отметить программу Mercury, в рамках которой были получены снимки Земли, систематический сбор данных дистанционного зондирования во время проекта Gemini (1965–1966 гг.), программу Apollo (1968–1975 гг.), в ходе которой велось дистанционное зондирование земной поверхности (ДЗЗ) и состоялась высадка человека на Луну, запуск космической станции Skylab (1973–1974 гг.), на которой проводились исследования земных ресурсов, полеты космических кораблей многоразового использования, которые начались в 1981 году, а также получение многозональных снимков с разрешением 100 метров в видимом и близком инфракрасном диапазоне с использованием девяти спектральных каналов.

Первый метеорологический спутник был запущен в США 1 апреля 1960 года. Он использовался для прогноза погоды, наблюдения за перемещением циклонов и других подобных задач. Первым среди спутников, которые применялись для регулярной съемки больших участков земной поверхности, стал TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite).

Первый специализированный спутник был запущен в 1972 году. Он назывался ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite) и использовался, в основном, для целей сельского хозяйства. В настоящее время спутники этой серии носят название Landsat.

Они предназначены для регулярной многозональной съемки территорий со средним разрешением. Позже, в 1978 году, был запущен первый спутник со сканирующей системой SEASAT, но он передавал данные всего три месяца. Первый французский спутник серии SPOT, с помощью которого можно было получать стереопары снимков, был выведен на орбиту в 1985 году. Запуск первого индийского спутника дистанционного зондирования, названного IRS (Indian Remote Sensing), состоялся в 1988 году. Япония также вывела на орбиту свои спутники JERS MOS.

Начиная с 1975 года, Китай периодически запускал собственные спутники, но полученные ими данные до сих пор находятся в закрытом доступе. Европейский космический консорциум вывел на орбиту свои радарные спутники ERS в 1991 и 1995 годах, а Канада-спутник RADARSAT в 1995 году.

История развития аэрокосмических методов свидетельствует о том, что новые достижения науки и техники сразу же используются для совершенствования технологий получения снимков. Так произошло в середине XX в., когда такие новшества, как компьютеры, космические аппараты, радиоэлектронные съемочные системы, совершили революционные преобразования в традиционных аэрофотометодах – зародилось аэрокосмическое зондирование. Космические снимки предоставили геоинформацию для решения проблем регионального и глобального уровней.

В настоящее время отчетливо проявляются следующие тенденции поступательного развития аэрокосмического зондирования.

Космические снимки, оперативно размещаемые в Интернете, становятся наиболее востребованной видеоинформацией о местности как для специалистов-профессионалов, так и для широких слоев населения.
Разрешение и метрические свойства космических снимков открытого доступа быстро повышаются. Получают распространение орбитальные снимки сверхвысокого разрешения – метрового и даже дециметрового, которые успешно конкурируют с аэроснимками.
Аналоговые фотографические снимки и традиционные технологии их обработки утрачивают свое прежнее монопольное значение. Основным обрабатывающим прибором стал компьютер, оснащенный специализированным программным обеспечением и периферией.
Развитие всепогодной радиолокации превращает ее в прогрессивный метод получения метрически точной пространственной геоинформации, который начинает эффективно комплексироваться с оптическими технологиями аэрокосмического зондирования.
Быстро формируется рынок разнообразной продукции аэрокосмического зондирования Земли. Неуклонно увеличивается число коммерческих космических аппаратов, функционирующих на орбитах, особенно зарубежных. Наибольшее применение находят снимки, получаемые ресурсными спутниковыми системами Landsat (США), SPOT (Франция), IRS (Индия), картографическими спутниками ALOS (Япония), Cartosat (Индия), спутниками сверхвысокого разрешения Ikonos, QiuckBird, GeoEye (США), в том числе радиолокационными TerraSAR-X и TanDEM-X (Германия), выполняющими тандемную интерферометрическую съемку. Успешно эксплуатируется система спутников космического мониторинга RapidEye (Германия).

Аэрокосмический снимок – это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.

Диапазон масштабов современных аэрокосмических снимков огромен: он может меняться от 1:1000 до 1:100 000 000, т.е. в сто тысяч раз. При этом наиболее распространенные масштабы аэрофотоснимков лежат в пределах 1:10 000 – 1:50 000, а космических – 1:200 000 – 1:10 000 000. Все аэрокосмические снимки принято делить на аналоговые (обычно фотографические) и цифровые (электронные). Изображение цифровых снимков образовано из отдельных одинаковых элементов – пикселей (от англ. Picture element–рixel); яркость каждого пиксела характеризуется одним числом.

Аэрокосмические снимки как информационные модели местности характеризуются рядом свойств, среди которых выделяют изобразительные, радиометрические (фотометрические) и геометрические. Изобразительные свойства характеризуют способность снимков воспроизводить мелкие детали, цвета и тоновые градации объектов, радиометрические свидетельствуют о точности количественной регистрации снимком яркостей объектов, геометрические характеризуют возможность определения по снимкам размеров, длин и площадей объектов и их взаимного положения.

Оптимальный способ использования данных наблюдения поверхности Земли со спутников заключается в том, чтобы анализировать их совместно с информацией из других источников.

Получение снимков с перекрытием из нескольких последовательных точек орбиты (стереосъёмка) позволяет получить более точное представление о трехмерных объектах и повысить отношение сигнал/шум.

Использование многозональных снимков основано на уникальности тоновых характеристик различных объектов. Объединение яркостных данных из снимков в различных спектральных диапазонах позволяет безошибочно выделять определенные пространственные структуры. Съемку с использованием большого числа (более 10) узких съемочных зон называют гиперспектральной. При гиперспектральной съемке увеличивается возможность выделения объектов, характеризующихся наличием полос поглощения, что характерно, например, для загрязнений. Многозональная и гиперпектральная съемки позволяют более эффективно использовать различия в спектральной яркости объектов съемки для их дешифрирования.

К этому виду снимков можно отнести также радиолокационные снимки, получаемые как при регистрации отраженных радиоволн разной длины, так и при разной их поляризации.

Многовременная съемка – это плановая съемка в заранее определенные даты, которая позволяет выполнять сравнительный анализ снимков тех объектов, характеристики которых изменяются во времени.

Многоуровневая съемка – съемка с различными уровнями дискретизации используется для получения более подробной информации об изучаемой территории.

Как правило, весь процесс сбора данных подразделяют на три уровня: космическая съемка, аэросъемка и наземные исследования.

Снимки, полученные методом многополяризационной съёмки, используют для проведения границ между объектами на основе различий в поляризационных свойствах отраженного излучения. Так, например, отраженное излучение от водной поверхности обычно более сильно поляризовано, чем отраженное излучение от растительного покрова.

Комбинированный метод заключается в использовании многовременной, многозональной и многополяризационной съемок.

Читайте также: