РУДН
Екологічнийфакультет
Курсова робота
на тему:
Переваги танедоліки супутникових систем дистанційного моніторингу
Москва
2004 рік.
Введення
На сьогоднішній день складнособі уявити, що півстоліття тому люди могли обходитися без використанняаерокосмічної техніки. Аерокосмічні технології знайшли своє застосування убагатьох науках, у першу чергу географічних дисциплінах.
Перший знімок земноїповерхні з висоти 120 км був отриманий в результаті запуску ракети німецькоговиробництва з встановленим на ній фотоапаратом в 1945 році. До кінця 50-хроків космічна зйомка поверхні Землі здійснювалася з висоти до 200 км.Початком нового етапу розвитку аерокосмічної техніки можна вважати запускамериканського метеорологічного супутника 1 квітня 1960 (1, с. 7).
'' Космологізація наук проЗемлі, яка відбувається останнім часом, і становлення космічного землезнавствазобов'язані перш за все нової інформації про нашу планету, яку стали отримуватизавдяки космічним зйомкам'' (2, с.5).
Аерокосмічні методидослідження набули великої популярності, завдяки тому, що відображаютьдинамічну картину досліджуваного об'єкта.
'' Сучасний етапрозвитку науки, коли усвідомлені обмеженість земних ресурсів і небезпеканадмірних антропогенних змін навколишнього середовища, повинен стати етапомпосиленої уваги до системного вивчення географічних явищ, їхвзаємозв'язку і взаємодії в динаміці'' (2, с.5).
Системадистанційного моніторингу та її устрій
Системи отримання ірозповсюдження даних оперативного моніторингу грунтуються на:
В·Носій знімальної апаратури;
В·Власне апарат дистанційного зондування;
В·Бортові засоби передачі даних на Землю по радиолокатору;
В·Наземний компонент прийому інформації.
Носії знімальноїапаратури
Для дистанційногозондування Землі використовують два основних типи супутників:
-геостаціонарні;
-полярноорбітальние;
Якщо перші штучнісупутники Землі постійно забезпечують огляд однієї і тієї ж території Землі,зберігаючи незмінне положення щодо певної точки на екваторі, тодругі, перебуваючи на орбіті, площина якої приблизно перпендикулярнаплощини обертання Землі, через певний період часу, тривалістьякого залежить про ширини смуги огляду штучного супутника Землі (ШСЗ),виявляється над заданим районом спостереження, таким чином, зона огляду зісупутника на геостаціонарній орбіті обмежується широтним районом 50 про С.Ш.- 50 про Ю.Ш.
Полярноорбітальнаясистема спостереження стикається з іншою трудністю; супутник може виявитися надодним і тим же об'єктом зйомки в різні періоди часу. При цьомузіставлення даних, отриманих при різних умовах освітленості,виявляється досить складним, тому такі супутники виводять наВ«Солнечносинхронизированные орбітиВ» (1, с.7).
Знімальнаапаратура дистанційного зондування Землі
Знімальна апаратура,встановлювана на супутнику, може працювати в чотирьох основних діапазонах: УФ,видиме випромінювання, ІЧ, мікрохвильове - тільки в цих областях спектру земнаатмосфера прозора для електромагнітних хвиль. У видимому діапазоні датчики(Фотоелементи, матриці приладів із зарядовим зв'язком) реєструють відбите відземних покривів і пройшло через атмосферу сонячне випромінювання; в ІЧ діапазоніпревалює власне теплове випромінювання поверхні Землі; в мікрохвильовомудіапазоні використовують власне випромінювання планети, або відбиті сигналиштучного джерела опромінення, встановленого на борту ШСЗ. Можливостіапаратури дистанційного моніторингу (ДЗ) в різних спектральних діапазонахрізні: оптичні дають найбільш якісні, звичні для спостерігача,кольорові зображення з високим просторовим дозволом, синтезовані здекількох монохроматичних знімків; ІК зйомку можна проводити в темний часдоби, спостерігаючи температурні аномалії поверхні; а для специфічних випадківзондування в мікрохвильовому діапазоні не є перешкодою навіть хмарнийпокрив.
Найважливішимихарактеристиками формування зображення просторові (r) і радіометричні (яскравісні,температурні) (I) дозволяютьздатності радіоапаратури. Просторовий дозвіл залежить від довжини хвиліприйнятого випромінювання, діаметр об'єктива D і висоти орбіти H:
Радіометричнідозволяють здібності визначаються насамперед шириною динамічногодіапазону використовуваного датчика, тобто кількістю рівнів дискретизації,відповідним переходу від яскравості абсолютно В«чорногоВ» до абсолютно В«біломуВ»тілу. Таким чином, існує компроміс між роздільною здатністюапаратури та оперативністю одержання інформації про стан спостережуваногооб'єкта або ділянки місцевості.
Знімки містять дані,одержувані від датчиків і знімальних систем, розміщених на платформах Д.З. -супутниках, літаках або вертольотах, тобто розрізняють космічні знімки тааерознімків (3, с.7).
Тимчасові змінивідбивної здатності об'єктів
Динаміка географічнихоб'єктів може проявлятися по-різному і характеризується різнимипоказниками. При аерокосмічних дослідженнях вивчають тільки ті зміни,які проявляються в варіаційних відбивач - випромінювані здатностіоб'єктів реєструються повторними зйомками. Тому результати дослідженьдинаміки спектральної яскравості об'єктів становлять безсумнівний інтерес длядинамічного аерокосмічного зондування.
Гірськіпороди і грунти
Відбивна особливістьоб'єктів цього класу щодо нестабільна. Спектральна яскравість гірськихпорід визначається як оптичними властивостями вхідних в їх склад мінералів іхімічних елементів, так і властивостями поверхневих вицвітів, нальотів і кірок,спектри відбиття яких, можуть істотно відрізнятися від аналогічниххарактеристик вихідної породи (при хімічному вивітрюванні порід кривіспектральні яскравості отримують виразний максимум в оранжево-червоній зоні).
Спектральнавідбивна здатність грунтів залежить від їх гумусного, засоленості, щостало основою дистанційного вивчення цих властивостей. Зміна вологостіпризводить до збільшення (зменшення при підвищеній вологості) яскравості грунтів, але незмінює характеру кривої відбиття (2, с.18).
Рослинний покрив
Об'єкти цього класу, і першвсього вегетуючі вищі рослини, мають специфічну форму спектральноїкривої з низкою характерних мінімумів і максимумів.
Рослинний покривнайбільш мінливий по сезонах, з орбітальних висот виявляються закономірнісезонні зміни відбивної здатності в масштабі півкуль.
Так, з космосупростежено глобальне явище проходження весняної В«зеленої хвиліВ», пов'язаної зрозвитком трав'янистої і листяного покриву, і проходження В«коричневої хвиліВ»- Опаду листя (2, с. 19).
З віком відбивназдатність рослин змінюється, зазвичай вона вища у молодих і нижче у що знаходяться встадії повної зрілості. При захворюванні рослини його листя відразу ж зменшуютьвідображення в ближній інфрачервоній зоні.
З розвитком листавідбувається згладжування кривої спектральної яскравості в області головної смугипоглинання хлорофілу. У фазі стиглості відзначається загальне зміна спектральноїяскравості, пов'язане з розкладанням хлорофілу і висиханням рослини (2, с.19).
Водні поверхні, сніжний іхмарний покрив
Водні об'єкти відрізняютьсяоптичною однорідністю; просторові варіації спектральної яскравості чистоїводної поверхні невеликі.
Однак на характер кривоїі величину коефіцієнтів спектральної яскравості водних об'єктів сильно впливає їхзабруднення та розвиток рослинності у водоймі.
При аерокосмічнихдослідженнях динаміки слід враховувати, що хід яскравості водних об'єктів, які багатьох об'єктів суші, залежить не тільки від зміни їх властивостей, але і відгеометрії візування їх освітлення.
Зі сказаного вищеслід, що з усіх об'єктів земної поверхні рослинний покрив маєнайбільш інформативну криву спектральної здатності, яка чутливо реагуєна мінливість рослини, їх стан (2, с.20).
А...
