20. Физические основы и природные условия получения дистанционной информации и особенности съёмки из космоса. Характеристика электромагнитного спектра излучения. Окна прозрачности атмосферы

21. Физические основы и природные условия получения дистанционной информации. Виды излучения, фиксируемые пассивными и активными датчиками

По-идее, здесь надо рассказать как получаются снимки с точки зрения физики. Есть такая вещь, как электромагнитный спектр – там в зависимости от частоты и длины волны все электромагнитное излучение делится от рентгена до радиоволн, посередине спектра то, что мы видим (цифрами не захломляю, есть статья про это на вики). Солнце все это излучает в более-менее одинаковых пропорциях, его лучи падают на все объекты на Земле и отражаются от них. Все предметы отражают (а точнее, поглощают) эти лучи по-разному из-за своей структуры. Это отражает коэффициент ахроматической (интегральной) яркости (он от 0 (0,03 – чернозем, поглощает все, на снимке черный) до 1 (около 1 – снег, отражает все – на снимке белый)). Есть еще показатели яркостного контраста и индикатриса отражения, контраст – понятно, индикатриса - поправка на неровность поверхности объекта (пашня с вспаханная вдоль отражает не так как та, что поперек). Вторая тема – спектральная яркость. Поглащают предметы в каждом спектре по-разному, и можно по профилю определить, что это за территория. Луч от солнца упал на предмет, отразился, дальше идет на принимающий спутник. На спутнике свет принимается в разных спектрах, поэтому мы имеет 7 картинок. За это время он дважды проходит через атмосферу, что вносит свою лепту. Атмосферные газы пропускают только часть всего спектра, что-то поглощается в зависимости от состава. Существует окна прозрачности, части спектра, где кэф прозрачности почти равен 1. В них и ведется наблюдение – в основном, это часть ультрафиолетового спектра и видимая зона спектра.

Съемочные системы на спутниках делятся на активные и пассивные.

• Пассивные датчики регистрируют отраженную объектом энергию от естественного источника излучения или регистрирует излучаемую объектом энергию. К ним относятся:

  • фотографические, которые получают изображение в видимой и в ближней инфракрасной области

  • спектра; телевизионные, где в качестве датчика - фотоэлектрическая

  • поверхность, диапазон спектра тот же, что и в фотографических датчиках;

  • инфракрасные сканеры, которые регистрируют излучения в тепловом диапазоне;

• Активные датчики регистрируют отраженное от поверхности Земли излучение, сформированное самой съемочной системой. К ним относятся:

  • радиолокационные датчики (диапазон: 0,1 см - 5 дм; создают электромагнитные колебания, которые

  • посылаются к объекту; отраженные от объекта колебания фиксируются антенной);

  • лидары (в качестве источника излучения используются мощные лазеры, которые

формируют когерентные (согласованные по частоте и фазе) излучения в оптическом диапазоне). Преимущество активных съемочных систем: не зависят от погоды, времени суток, облачный покров также не является помехой.

Советую глянуть картинки в презентации, там все показано.