ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, СПЕКТР, ДИАПАЗОН - Применение аэрокосмической информации в землеустройстве и кадастре земель

При производстве аэрокосмосъемок регистрируют отраженное или собственное (естественное) излучение электромагнитных волн. Электромагнитное излучение регистрируют и измеряют с помощью датчиков или съемочных систем - специальных технических средств.

В зависимости от типа съемочной аппаратуры информация может быть представлена в различном виде. Например, в виде двумерной аналоговой записи на фотографическом носителе или поэлементной цифровой записи на магнитном носителе. Некоторые съемочные системы позволяют получать трехмерное изображение, элемент, которого имеет все три пространственные координаты, например, лазерные съемочные системы. С летательных аппаратов можно измерить электромагнитное излучение над объектом в дискретных точках. При этом определяют его различные характеристики, например, при спектрометрировании - оптические свойства объектов, а при исследованиях загрязнений территорий - количество и распределение определенных химических соединений, радионуклидов, тяжелых металлов и др.

Результаты регистрации электромагнитного излучения, представленные в виде изображения изучаемого объекта (участка земной поверхности) в аналоговой или цифровой форме записи, называют видеоинформацией. Процедуру преобразования результатов аналоговой или цифровой записи сигналов в видимое изображение называют визуализацией. Аэро - и космические съемки Земли разделяют на пассивные и активные. При пассивной съемке информацию получают двумя способами: первый - путем регистрации отраженного от объекта солнечного светового потока; второй - измерением радиационного потока, излучаемого самим объектом (собственное излучение). При активной съемке, поверхность исследуемого объекта облучается с борта аэро - или космического летательного аппарата с помощью искусственного облучателя (лазера - оптического генератора, радиогенератора), а отраженное излучение регистрируют соответствующие бортовые приемные устройства.

При дистанционном зондировании, включая аэрорадиосъемку, Земли наиболее широко применяют пассивные съемочные системы (фотографические и оптико-электронные), а из активных - радиолокационные системы бокового обзора и лазерные системы.

Материалы аэро - и космических съемок имеют ряд преимуществ по сравнению с топографической съемкой, благодаря которым решают многочисленные задачи изучения поверхности Земли: оперативность получения метрической и смысловой (семантической) информации об обучаемой территории; объективность и документальность этой информации, так как при АКС регистрируют фактическое состояние объектов на земной поверхности; экономическую эффективность получения информации по материалам аэро - и космических съемок; возможность регулярных наблюдений (особенно по материалам космических съемок) за изменениями, происходящими на изучаемой территории (Гарбук С. В., Гершензон В. Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли).

При производстве аэрокосмосъемок для получения картографических материалов, экологического изучения территорий, мониторинга земель используют наиболее информативные для этого диапазоны электромагнитного излучения, оптический диапазон и радиодиапазон (длины волн электромагнитного излучения более 1 мм). Оптический диапазон делят на области и зоны спектра.

Основной естественный источник облучения земной поверхности - Солнце. Поэтому при съемке земной поверхности чаще всего регистрируется отраженное от объектов солнечное излучение.

Оптический диапазон электромагнитных волн содержит три области: ультрафиолетовую с длинами волн л = 0,10 - 40 мкм; видимую с л = 0,40 - 0,75 мкм; инфракрасную с л = 0,75 - 1000 мкм.

Радиодиапазон электромагнитных волн волн содержит три макродиапазона волн: миллиметровый (л > 1000 мкм < 1 мм); сантиметровый (л > 1 мм); дециметровый (л > 10 см); метровый (л > 1 м).

Электромагнитное излучение, поступающее на снимаемую поверхность, состоит из двух составляющих: прямое солнечное излучение и диффузное - рассеянное атмосферное и отраженное объектами земной поверхности. От соотношения доли прямой и диффузной радиации зависит освещенность объектов. В общем случае при безоблачном небосводе вклад рассеянной радиации в суммарную освещенность невелик.

Суммарная освещенность объекта зависит от высоты Солнца, которая определяется широтой места наблюдения, датой и местным временем наблюдения.

Максимальное количество (до 99%) солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли, приходится в спектральный интервал л = 0,3...7,0 мкм с преобладанием в видимой зоне спектра л = 0,4...0,7 мкм. При длине волны более 5 мкм отражение излучения не происходит.

Объекты земной поверхности излучают в пространство собственную радиацию. Собственное излучение также относят к естественному. Собственное излучение в видимой зоне спектра практически отсутствует. В спектральной зоне от 2 до 5 мкм интенсивности собственного и отраженного излучения примерно одинаковы. При выполнении аэро - и космических съемок объектов Земли излучения в данной зоне спектра регистрируют суммарно. Собственное излучение испускается земными объектами на длинах волн более 5 мкм. Его называют тепловым излучением. Максимум собственного излучения приходится на длину волны л = 10 мкм. Интенсивность самоизлучения зависит от температуры объекта и длины волны. Аналогично отраженному собственное излучение может быть диффузным (рассеянным) и направленным.

В качестве искусственных источников излучения, используемых для освещения (облучения) объектов земной поверхности, применяют оптические генераторы (лазеры) и радары (радиолокаторы). Искусственные источники различаются по интенсивному, спектральному составу и поляризации генерируемого излучения, потребляемой мощности питания и т. п.

Технические характеристики искусственных источников излучения следующие: максимальная пиковая сила излучения, амплитудно-временной показатель силы излучения, относительная спектральная интенсивность излучения, диаграмма направленности излучения. Интегральная облученность, создаваемая на поверхности объекта, помимо перечисленных характеристик, зависит от времени облучения и высоты полета. Искусственные облучатели применяют при съемках поверхности Земли как с воздушных, так и с космических летательных аппаратов (Кашкин В. Б., Сухинин А. И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений).

Похожие статьи




ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, СПЕКТР, ДИАПАЗОН - Применение аэрокосмической информации в землеустройстве и кадастре земель

Предыдущая | Следующая