Міністерство освіти і науки Російської Федерації
Казанський (Приволзький) Федеральний Університет
Факультет географії та екології
Кафедра загальної екології
ДДЗЗ як джерело інформації для баз геоданних
Казань 2010
Дані дистанційного зондування - дані про поверхню Землі, об'єктах, розташованих на ній або в її надрах, отримані в процесі зйомок якими неконтактними, тобто дистанційними методами. За традицією, що склалася, до ДДЗ відносять дані, отримані за допомогою знімальної апаратури наземного, повітряного або космічного базування, дозволяє одержувати зображення в одному або декількох ділянках електромагнітного спектру. Характеристики такого зображення залежать від багатьох природних умов і технічних факторів. До природних умов відносяться сезон зйомки, освітленість знімається поверхні, стан атмосфери і т.д. До основним технічним чинникам - тип платформи, несучої знімальну апаратуру, тип сенсора; метод управління процесом зйомки; орієнтація оптичної осі знімального апарату; метод отримання зображення. Головні характеристики ДДЗ визначаються числом і градаціями спектральних діапазонів; геометричними особливостями одержуваного зображення (вид проекції, розподіл спотворень), його дозволом.
Дистанційне зондування - не новий метод. Протягом багатьох десятиліть людина піднімався над Землею, щоб спостерігати її з великої відстані і дізнатися, таким чином, ще більше про неї. Для цієї мети широко використовувалася аерофотозйомка, а з часом з'явилися нові види зйомки, використовують для дистанційного зондування фотографічні датчики.
Завдяки останнім досягненням в області штучних супутників, що несуть системи датчиків стеження за Землею, стало можливим використання величезної кількості фотографій та інших видів інформації про поверхні Землі, які допоможуть у вирішенні таких завдань, як зниження гострої недостачі продуктів, управління і контроль за забрудненням навколишнього середовища, збільшення запасів природних ресурсів і планування росту міст. З точки зору цих завдань супутникові дані мають велике значення за умови, що їх великий обсяг швидко і економічно буде зведений до корисної інформації. Сучасні швидкодіючі цифрові ЕОМ добре пристосовані для вирішення завдань скорочення даних, а злиття таких обчислювальних методів з новими системами спостереження вже дозволило отримувати точну поточну інформацію про оточуючому нас світі. Результат синтезу - кількісний метод дистанційного зондування.
Для аналізу даних дистанційного зондування найбільш зручні географічні інформаційні системи (ГІС), що дозволяють ефективно працювати з просторово-розподіленою інформацією (картами, планами, аерокосмічними зображеннями, схемами в поєднанні з текстом, таблицями та ін.) З даними такого роду доводиться мати справу практично в будь-якій сфері діяльності. Це може бути карта природних ресурсів, результати екологічного моніторингу території, атлас земельного кадастру, план міських кварталів, схема руху транспорту та ін ГІС дозволяє накопичувати, інтегрувати та аналізувати інформацію, оперативно знаходити потрібні відомості та відображати їх у зручній для використання формі, оцінювати геометричні характеристики об'єктів (довжину вулиці, відстань між містами).
Більшу частину даних дистанційного зондування складають знімки, які дають можливість отримання відомостей про об'єкті у вигляді зображень в цифровій (дані, передані на наземну станцію по радіоканалах або фіксуються на борту на магнітних носіях) або аналоговій (Фотографії) формах. Цифрові дані представляють інтегральне випромінювання майданчики на земній поверхні, відповідної елементу зображення - пікселу. Результати вимірювання переводяться в дискретні безрозмірні цифрові значення, відповідні характеристикам відбивної здатності. Записані за допомогою реєструючого пристрою цифрові значення змінюються в межах радіометричного бітового діапазону, ширина якого залежить від характеристик датчика - зазвичай це інтервал 0 - 255. На зображенні ці значення відповідають відтінкам сірої шкали: 0 представляє абсолютно чорний об'єкт, 255 - Абсолютно білий об'єкт, а проміжні значення відповідають різним відтінкам сірого кольору. Все різноманіття об'єктів ландшафту Е.Л. Крином розділив на чотири класи, кожен з яких відрізняється своєрідною кривої спектральної яскравості (наприклад, 1 клас - гірські породи і грунти, характеризується збільшенням спектральної яскравості в міру наближення до червоної області спектра). Зображення, отримані скануванням. Фотографічні знімки необхідно для обробки переводити в цифрову форму. Для цього використовують сканери. У більшості випадків для обробки аерокосмічних знімків використовують растрові ГІС-пакети, зональні зображення розглядають в них як шари інформації поряд з іншими шарами БД.
ДДЗ - найважливіше джерело оперативної та сучасної інформації про природне середовище для тематичних шарів в ГІС, для підтримки даних в актуальному стані.
Детально: види орбіт штучних супутників Землі. Параметри орбіт. Для яких цілей та чи інша орбіта ШСЗ буде давати переваги.
Траєкторія руху штучного супутника Землі називається його орбітою. Еліптична орбіта, по якій обертається супутник (в точці S знаходиться супутник, а в точці G-Земля), характеризується наступними параметрами: а = АТ і b = ОС - велика і мала півосі еліпса; е = (1 - b 2 /а 2 ) 1/2 - ексцентриситет орбіти; кут HGS - кутова координата ОЅ радіуса-вектора (так звана істинна аномалія); фокальний параметр р = b 2 /а; р = К 2 /ут 2 М, де К- момент кількості руху супутника; т - маса супутника; М = 5,976 * 10 27 г - маса Землі, у = 6,67-10 -14 м 3 /гс 3 - гравітаційна стала. До параметрів орбіти супутника відноситься також період звернення Т - час між двома послідовними проходженнями однієї і тієї ж точки орбіти.
У загальному випадку площина орбіти перетинається з площиною екватора Землі по так званій лінії вузлів . Точка В, в якій орбіта перетинає площину екватора при русі супутника з півдня на північ, називається висхідним вузлом орбіти, точка перетину при русі супутника з півночі на південь - низхідним вузлом. Положення висхідного вузла визначається довготою висхідного вузла, тобто кутом Q , між висхідним вузлом і точкою весняного рівнодення, відлічується проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку Північного полюса. Для лінії вузлів задають два кути в площини орбіти. Кут П‰ - кутова відстань, що відраховується від висхідного вузла в площині орбіти до перигея орбіти H , тобто найближчої до Землі точки орбіти супутника; зі називають аргументом перигею. Кут i між площиною орбіти і площиною екватора, званий нахилом орбіти, відлічується від площини екватора зі східної сторони висхідного вузла орбіти, проти руху годинникової стрілки. По нахиленню розрізняють екваторіальні ( i = 0 В°), полярні ( i = 90 В°) і похилі (0 В° < i <90 В°, 90 В° < i <180 В°) орбіти.
Супутники для дистанційного зондування Землі запускають в основному на кругові орбіти. Такий супутник пролітає над різними ділянками Землі на однаковій висоті, що забезпечує рівність умов зйомки.
Кругову орбіту, розташовану над екватором Землі (0 В° широти), перебуваючи на якій штучний супутник звертається навколо планети з кутовою швидкістю, рівною кутовій швидкості обертання Землі навколо осі, і постійно знаходиться над однією і тією ж точкою на земній пов...