30) Сканерная съемка, ее достоинства и недостатки по сравнению с фотографической.

Сканерная съемка в отличие от фотографической и телевизионной может вы-полняться от видимого диапазона до инфракрасного теплового с длиной волны в еди-ницы и десятки микрометров. Для съемки используются оптико-механическое скани-рующее устройство, которое состоит из вращающегося зеркала, устанавливаемого под углом 45° к направлению вращения, перпендикулярному к плоскости орбиты и детек-торов, чувствительных к излучению определенных длин волн (рис. 15).

Принцип работы оптико-механического сканирующего устройства заключает-ся в следующем: сканирующий элемент (вращающееся зеркало), поэлементно просматривая местность поперек движения носителя (рис. 14), посылает лучистый поток в объектив и далее на точечный фотоприемник (детектор), который преобразует его в электрический сигнал, передаваемый с носителя по каналам связи на наземные приемные станции (рис.15).

Детекторы сканирующего приемника выбираются в зависимости от требуемо-го диапазона зондирования. При съемке в диапазоне 0,4 - 1,1 мкм. используются кремневые, в окне прозрачности атмосферы 7-14 мкм. применяют детекторы из ртуть-кадмий-теллурида или германия с включениями ртути.

Отличительная особенность сканерных снимков состоит в том, что их изоб-ражение состоит из полос (сканов), которые в свою очередь состоят из отдельных эле-ментов (пикселов). Спектральная яркость объектов в пределах элемента изображения усредняется и детали не различаются.

Разрешающая способность изображений, получаемых сканирующими систе-мами и ширина охвата съемкой полосы, зависят от угла сканирования (обзора) и мгно-венного (элементарного) угла зрения. Угол сканирования и мгновенный угол зрения, а следовательно, охват съемкой и разрешение на местности - взаимосвязанные величины. Чем выше разрешение сканера, тем меньше охват съемкой местности. Например, при разрешении 1-2 км, из космоса снимают полосу шириной в несколько тысяч километ-ров; при разрешении в 200-300м до 1000км, а при разрешении в 50-80м ширина полосы съемки не превосходит первые сотни метров.

По своим геометрическим свойствам сканерный снимок, состоящий из отдель-ных элементов, уступает фотографическому. Однако, сканерная съемка, в отличие от фотографической, имеет большие возможности по использованию узких съемочных зон для получения изображения во всех спектральных диапазонах. Кроме того, она обеспе-чивает быструю передачу информации на наземные приемные станции и возможность представления снимка в цифровом виде, что позволяет использовать компьютерные технологии для его тематической обработки.

Оптико-механические сканеры с вращающимся зеркалом достаточно сложны в изготовлении и эксплуатации. В последнее время широко начали использоваться для сканирования многоэлемептные приборы с зарядовой связью (ПЗС), которые отлича-ются простотой и надежностью сканирования. В качестве светочувствительного эле-мента в этих системах используются линейки, которые смонтированы из нескольких тысяч кристаллических детекторов. На линейку проецируется изображение местности и с каждого детектора снимается электрический сигнал, характеризующий спектральную яркость снимаемого объекта (рис. 16). Для сканирования в различных зонах спектра применяют несколько линеек, регистрирующих каждая свой спектральный интервал. Такое сканирование проводится в оптическом диапазоне.

Впервые сканерная съемка начала проводиться с советских метеороло-гических спутников серии «Метеор» и американских серии «Нимбус», получаемые снимки имели разрешение 1-3 км в центре и 5-8км по краям.

К 70-м годам техника сканерной съемки существенно усовершенствовалась, что позволило получать снимки более высокого разрешения и использовать ее для изу-чения природных ресурсов.

Впервые сканерный метод съемки для изучения земной поверхности был вы-полнен с американского ресурсного спутника ERTS, впоследствии переименованный в «Ландсат». Для съемки использовалась многоспектральная сканирующая система МSS, дающая изображение полосы шириной 185 км в зеленом, красном и ближнем инфра-красном диапазонах спектра в интервалах 0,5-0,6; 0,6-0,7; 0,7-0,8; 0,8-1,1мкм. Элемент разрешения на местности 59?79м.

С 1974 по 1980гг. в СССР проводились запуски спутников серии «Метеор» и «Космос» с экспериментальной аппаратурой для сканерной съемки в целях изучения природных ресурсов. Основная съемочная аппаратура, общая для всех этих спутников – многозональное сканирующее устройство малого разрешения (МСУ-М), работающее в тех же спектральных диапазонах, что и многозональная сканирующая система МSS на спутнике «Ландсат».

Многоэлементные ПЗС-снимки с разрешением 45м в полосе обзора 45км, в трех спектральных диапазонах: 0,5-0,6; 0,6-0,7; 0,8-0,9 мкм получают с российских спутников серии «Ресурс 0-1». На французском спутнике SPOT установлены две иден-тичные съемочные камеры с многоэлементными линейными светоприемниками. Ряд (линейка) светоприемнико-детекторов включает 6000 элементов, дающих строку шири-ны полосы охвата 60км. Ведется многозональная съемка в трех спектральных диапазо-нах 0,50-0,59; 0,61-0,68; 0,70-0,89мкм с разрешением 20м или монохроматическая в интегральной зоне 0,51-0,75мкм с разрешением 10м. Снимки со спутника SPOT исполь-зуются для решения задач топографического и крупномасштабного тематического кар-тографирования.

Снимки получаемые аппаратурой МСУ-М, используются в геологических, гид-рологических, гляциологических и лесохозяйственных исследованиях. Снимки получа-емые с помощью системы «Фрагмент» обладают высоким разрешением и используются для среднемасштабного тематического картографирования.