Тема 4. Активные и пассивные методы съемки
1. Общие сведения о спутниковых системах съемки
2. Пассивные системы съемки. Характеристики сканера и связь их с масштабом карты.
3. Активные системы съемки. Лазерные системы. Радиолокационные системы
Форма занятия: обзорная лекция.
Цель лекции: способствовать формированию системы знаний об активных и пассивных методах съемки.
1. Общие сведения о спутниковых системах съемки
Спутниковая система съемки состоит из сканера с сенсорами (датчиками) и спутниковой платформы. Сканер – это система сбора данных в целом. Система сканера включает набор сенсоров и детекторы.
Сенсор – это устройство, выполняющее сбор информации и преобразование ее в сигнал, удобный для представления. Сенсор состоит из детекторов. Детектор – это устройство, которое фиксирует электромагнитное излучение. Например, система сенсоров сканера Landsat TM содержит по 16 детекторов для каждого диапазона длин волн (за исключением диапазона 6 имеющего 4 детектора).
Спектральное разрешение датчика – это диапазон длин волн сигнала, который способен фиксировать сенсор съемочной системы. В зависимости от набора сенсоров, имеющихся на борту спутника, данные могут быть представлены в различных диапазонах.
По отношению к источнику энергии сенсоры делятся на пассивные и активные системы. Космические платформы (искусственные спутники Земли) предназначены для периодической съемки изучаемой территории. Съемка производится в широком спектральном диапазоне и с различным пространственным разрешением от долей метра до нескольких километров. Орбиты спутников должны соответствовать возможностям сенсоров и целям запуска. Тип орбиты зависит от ее высоты и ориентации относительно поверхности Земли, а также от направления движения спутника по орбите.
Если орбита спутника расположена в экваториальной плоскости на высоте около 36000 км, а направление его движения совпадает с направлением вращения Земли, то положение такого спутника относительно земной поверхности будет постоянным. Такие спутники называют геостационарными. Они идеально подходят для метеорологических наблюдений и обеспечения связи. Субполярные орбиты, у которых остается постоянным угол между плоскостью орбиты и направлением на Солнце (около 90о), называют солнечно-синхронными (рис. 1.1).
Рис. 1.1 – Движение спутника на солнечно-синхронной орбите
Спутники на солнечно-синхронных орбитах используют для периодической сезонной съемки объектов при одинаковых условиях освещения и одном и том же местном времени. Благодаря постоянству условий съемки отпадает необходимость в коррекции снимков по освещенности и упрощается анализ изменений наблюдаемых свойств объектов во времени. Спутники используют для картографирования территорий и решения многих задач мониторинга окружающей среды.
В дистанционном зондировании применяются активные и пассивные методы съемки (рис. 1.2).
а б
Рис. 1.2 – Активный (а) и пассивный (б) методы съемки
При использовании активных методов съемки спутник посылает на Землю сигнал собственного источника энергии (лазера, радиолокационного передатчика) и регистрирует его отражение (рис. 1.2, а). Пассивные методы съемки осуществляют регистрацию отраженной от поверхности объектов солнечной энергии либо теплового излучения Земли (рис. 1.2, б).