47. Фізичні основи дзз

Космічні зображення певних ділянок Землі – це, насамперед, інформаційні моделі таких ділянок. Вони містять різноманітні дані про різні об’єкти та явища, про їхні взаємозв’язки, просторовий розподіл, стан, зміни в часі тощо. Ефективне використання таких зображень потребує знання про їхні інформаційні властивості та володіння спеціальними способами видобування з них необхідної інформації.

Знімання Землі з космосу забезпечується спеціальними космічними системами вивчення природних ресурсів та моніторингу навколишнього середовища. Вимоги різних користувачів до оглядовості, оперативності, роздільної здатності, періодичності, спектральних каналів інколи суттєво відрізняються. А це вимагає наявності на орбіті одночасно багатьох супутників ДЗЗ, які дозволяють отримувати різні типи космічних зображень. Класифікація останніх здійснюється за певними критеріями, наприклад:

1) за спектральним діапазоном електромагнітного випромінювання, яке використовується;

2) за типом сигналу, який реєструється;

3) за способом реєстрації електромагнітних хвиль (фотографічні, сканерні, телевізійні);

4) за розрізненням та оглядовістю.

Зупинимося детальніше на класифікації, пов’язаній зі спектральним діапазоном електромагнітного випромінювання. В даний час у дистанційних методах використовують відносно невелику частину спектру – від 0,380 мкм до 3 мкм. На зони спектру, який використовується, накладаються обмеження, пов’язані з прозорістю атмосфери. Є кілька спектральних інтервалів, у яких електромагнітне випромінювання майже цілком пропускається атмосферою ( це так названі вікна прозорості атмосфери). Найбільш широке застосування в методах ДЗЗ із космосу знаходить вікно прозорості, що відповідає оптичному діапазону (він також називається видимим).

Основною характеристикою космічних знімків є роздільна здатність (resolution). Вона характеризує можливість розрізняти пікселі, які близько розташовані у просторі або спектрально подібні. В дистанційному зондуванні Землі термін «роздільна здатність» має надзвичайно важливе значення в першу чергу як характеристика зображень поверхні Землі та об’єктів (тобто знімків ДЗЗ).

Просторова роздільна здатність - це міра найменшого кутового або лінійного поділу двох об’єктів (звичайно виражена в радіанах або в метрах).

Спектральна роздільна здатність - це міра як дискретності одних смуг частот, так і чутливості датчика для розрізнення градацій яскравості.

48. Видимий діапазон та його особливості щодо одержання інформації.

Видимий діапазон –це електрохвилі , що сприймаються людським оком, який займає ділянку спектру з довжинами хвиль від 360н.м. ВД-360-760 нм, 0,36-0,76 мікрометров.

Диапазон видимого света — самый узкий во всем спектре. Длина волны в нем меняется менее чем в два раза. На видимый свет приходится максимум излучения в спектре Солнца. Наши глаза в ходе эволюции адаптировались к его свету и способны воспринимать излучение только в этом узком участке спектра. Почти все астрономические наблюдения до середины XX века велись в видимом свете. Основной источник видимого света в космосе — звезды, поверхность которых нагрета до нескольких тысяч градусов и потому испускает свет. На Земле применяются также нетепловые источники света, например, флюоресцентные лампы и полупроводниковые светодиоды.

Для сбора света от слабых космических источников используются зеркала и линзы. Приемниками видимого света служат сетчатка глаза, фотопленка, применяемые в цифровых фотоаппаратах полупроводниковые кристаллы (ПЗС-матрицы), фотоэлементы и фотоэлектронные умножители. Принцип действия приемников основан на том, что энергии кванта видимого света достаточно, чтобы спровоцировать химическую реакцию в специально подобранном веществе или выбить из вещества свободный электрон. Затем по концентрации продуктов реакции или по величине освободившегося заряда определяется количество поступившего света.

Видимый свет, или видимая область спектра, занимает на шкале узкий участок от l = 380 … 400 нм (фиолетовый свет) до l = 760 … 780 нм (красный свет). За пределами видимой об­ласти, действующей на человеческий глаз и вызывающей непо­средственно зрительные ощущения, расположены невидимые электромагнитные излучения с более короткой длиной волны (l < 400 нм) — ультрафиолетовое излучение (УФ-излучение) — и с более длинной (l > 780 нм) — инфракрасное излучение (ИК-излучение).

Из общего спектра условно выделяют оптический диапазон, к которому относят электромагнитные колебания от l=0,01 нм (гамма-излучение) до l = 10-3нм (ИК-излучение).

Положение излучения в спектре определяет его длина волны, которую измеряют в километрах, метрах и сантиметрах в области радиоволн; в миллиметрах, микрометрах и нанометрах — в ближ­ней инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра;

в ангстремах — в области рентгеновского излучения, гамма-из­лучения и космических лучей.

К УФ-области примыкает участок рентгеновского излучения, охватывающий диапазон l = 0,01 … 0,1 нм. За ними расположена область гамма-излучения с l < 0,1 нм. Области рентгеновских и гамма-излучений частично перекрываются.

Рентгеновское излучение возникает в специальных трубках, а гамма-излучение испускается радиоактивными ядрами некото­рых элементов. Ниже представлено разделение спектра оптиче­ского диапазона на отдельные области.