Некоторые характеристики разных режимов съемки радиолокационных систем
|
Прожекторный (Spot-Light/ Fine) Наиболее высокое разрешение) |
Полоса съемки (StripMap/Standard) Среднее разрешение |
Обзорный (ScanSAR) Наиболее низкое разрешение |
|
TerraSAR-Х |
||
Размер кадра, км |
10 х 5 |
30 х 50 |
100 х 150 |
Среднее разрешение, м |
1 |
3 |
16 |
|
Radarsat -2 |
||
Ширина полосы съемки, км |
50 |
100 |
500 |
Среднее разрешение, м |
2,5 |
10 |
100 |
|
Radarsat -1 |
||
Ширина полосы съемки, км |
50 |
100 |
500 |
Среднее разрешение, м |
8 |
25 |
100 |
Дешифровочные признаки. Установлены общие закономерности отражения радиоволн от природных и антропогенных объектов и особенности их изображения на снимках.
Для застроенных территорий характерен высокий коэффициент обратного рассеяния за счет обилия хороших отражателей – ровных поверхностей, ориентированных практически перпендикулярно лучу (например, зданий). Горизонтальные гладкие поверхности, такие как асфальтовое покрытие, практически не отражают сигнал, и потому изображаются темными тонами. Особенно яркими изображаются на радиолокационных снимках металлические объекты, благодаря усилению отраженного сигнала за счет электрического взаимодействия с ним. Водная поверхность (спокойная, без ряби) имеет темный тон из-за того, что радиоволны отражаются от нее как от зеркальной поверхности и не возвращаются на приемную антенну. Водные поверхности с волнением или рябью могут давать значительное обратное рассеяние, поэтому такие участки на радиолокационных снимках почти не отличаются от изображения суши. Пленки на водной поверхности (например, разливы нефти) «сглаживают» волнение, благодаря чему они хорошо выделяются на радиолокационных снимках почти черным тоном. Леса на радиолокационных снимках изображаются достаточно светлым тоном, во-первых, из-за того, что кроны деревьев представляют собой выраженно шероховатую поверхность, возвращающую большую часть пришедшего излучения, а во-вторых, из-за многократного отражения волн под пологом леса. Луговая растительность или сельскохозяйственные культуры изображаются на снимках, более темными тонами, чем лесная растительность, поскольку, как правило, характеризуется более низкой отражательной способностью в радиодиапазоне из-за меньших относительных размеров отражателей. Надо заметить, что интенсивность отражения растительностью зависит также от длины волны падающего сигнала. При малой длине волны различия в высоте и густоте растительного покрова оказываются выражены слабее, чем при большей, в связи с чем для изучения состояния лесной растительности чаще применяются радиолокационные данные диапазонов L (21-23 см) и P (68 см). Почва меняет свои отражательные характеристики в зависимости от влажности, шероховатости и угла падения сигнала.
Одиночное радиолокационное изображение, как правило, черно-белое. Для получения цветного изображения возможен цветовой синтез снимков, полученных при разной поляризации сигнала или при разной длине волны. Часто используется синтез разновременных радиолокационных снимков, при котором разными цветами изображаются объекты, изменившие свое состояние и соответственно яркость на снимке. Городская застройка, как правило, характеризуются высоким значением обратного рассеяния, которое практически не изменяется со временем. В противоположность им большинство территорий, покрытых растительностью, особенно обрабатываемые сельскохозяйственные земли, проходя разные стадии вегетации культур или обработки пашни, меняют свое состояние, что проявляется и в изменении изображения.
В задании используются изображения, полученные радарами с синтезированной апертурой со спутников TerraSAR-X и RADARSAT-2.
Спутник TerraSAR-X, выведенный на орбиту в 2007 г., оснащен новейшим радаром с синтезированной апертурой, позволяющим выполнять съемку земной поверхности со сверхвысоким пространственным разрешением. Съемка может выполняться в трех режимах, обеспечивающих разное пространственное разрешение: (см. табл) в диапазоне съемочных углов от 20° до 55. Используется X-диапазон длин волн (3,1 см) с изменяемой поляризацией излучения (HH, VH, HV, VV). В 2010 запущен второй спутник TanDEM-X, характеристики которого полностью совпадают со всеми характеристиками TerraSAR-X. Совместная работа двух спутников используется для создания высокоточной цифровой модели рельефа Земли в результате интерферометрической обработки данных, получаемых одновременно обоими локаторами. Съемка высокого разрешения со спутника TerraSAR-X обеспечивает детальное картографирование городских территорий.
Спутник RADARSAT-2 находится на орбите с декабря 2007 года, выполняет съемку земной поверхности в С-диапазоне длин волн (5,6 см), с изменяемой поляризацией излучения (HH, VH, HV, VV), в диапазоне съемочных углов от 10º до 60º. Разнообразие настраиваемых режимов съемки позволяет использовать преимущества большого охвата и высокого пространственного разрешения. Периодичность повторения съемки 24 дня.
Цель задания – ознакомиться с изобразительными свойствами снимков в радиодиапазоне на примере городской территории и агроландшафта, возможностями и особенностями их дешифрирования по сравнению с соответствующими снимками в видимом диапазоне.