СКАНИРУЮЩИЕ ОПТИКО - ЭЛЕКТРОННЫЕ СЪЕМОЧНЫЕ СИСТЕМЫ (СКАНЕРЫ) - Применение аэрокосмической информации в землеустройстве и кадастре земель

Сканирующие съемочные системы (сканеры) отличаются от других прежде всего принципом построения изображения, которое строится построчным сканированием (просматриванием) местности.

В сканирующих системах применяют различные типы приемников электромагнитного излучения: тепловые (теплоэлектрические) и фотонные (фотоэлектрические). Тепловые работают на основе преобразования тепловой энергии в электрический сигнал, в фотонных системах уровень сигнала определяется количеством поглощенных фотонов. Наибольшее применение получили сканеры, приемниками в которых служат линейки ПЗС (приборы с зарядной смесью). Различные типы сенсоров имеют различную спектральную чувствительность и охватывают спектральный интервал от видимой зоны до дальней инфракрасной зоны. Выбор приемника излучения и его спектральной чувствительности зависит от спектрального интервала съемки.

Конструктивно сканер состоит из оптической системы, фотоэлектронных преобразователей, устройства приема и регистрации изображения. С помощью сканеров формируется изображение, состоящее из множества отдельных, последовательно получаемых элементов изображения - пикселей в пределах полос (строк, сканов). Размер пиксела определяет детальность (разрешение на местности) изображения.

Сканирование местности осуществляется в одном направлении за счет движения самолета (спутника) вперед, а в другом (перпендикулярном линии полета) - за счет вращения или колебания призмы (зеркала). Колебательное перемещение призмы (зеркала) в сочетании с движением самолета (спутника) обеспечивает непрерывный последовательный охват определенной полосы местности, размер которой зависит от апертуры (действующего отверстия оптической системы объектива) сканера и высоты полета самолета или спутника. Ширина снимаемой полосы местности определяется углом сканирования сканера, а линейное разрешение на местности (ширина скана, размер пиксела) - мгновенным углом зрения. У обзорных сканеров угол сканирования достигает, у высокоинформативных (детальных) - и меньше. Соответственно этому и мгновенный угол зрения устанавливают от нескольких градусов до десятых долей минуты. Угол сканирования и мгновенный угол зрения, соответственно полоса съемки и разрешение на местности, - взаимозависимые величины. Чем выше разрешение, тем уже полоса съемки. Так, при съемке из космоса при разрешении 1-2 км. Снимают полосу местности в несколько тысяч километров, а при разрешении 20-50 м ширина полосы съемки не превышает 100-200км.

Оптико - механические сканеры бывают одно - и многоканальные (2 и более). Обычно для съемки земной поверхности применяют сканеры, работающие в видимом и ИК диапазонах (0,5 - 12 мкм). Результат регистрации излучения при съемке методом оптико - механического сканирования представляет собой матрицу многомерных векторов. Каждый вектор отображает определенную элементарную площадку (пиксель) на Земле, а каждая его компонента соответствует одному из спектральных каналов.

При съемке в видимом и ближнем ИК - диапазонах (0,4 - 3 мкм) применяют фотоэлектрические, а в среднем и дальнем ИК - диапазонах (3 -12 мкм) - термоэлектрические приемники излучения. К фотоэлектрическим приемникам относят электронные приборы, действие которых основано на внешнем (электровакуумные фотоэлементы, фотоэлектронные умножители) и внутреннем (полупроводниковые фотосопротивления, фотодиоды и др.) фотоэффектах. Термоэлектрические приемники основаны на термоэлектронной эмиссии, они реагируют на поглощенное излучение через нагревание чувствительного элемента, что позволяют регистрировать ИК - тепловое излучение в широком спектральном диапазоне. К числу термоэлектрических приемников относятся болометры, радиационные термоэлементы (термопары) и др. Тепловую съемку осуществляют сканирующими радиометрами в ночное и дневное время суток.

В сканерах устанавливают несколько сенсоров, позволяющих получать изображение одновременно в различных спектральных каналах. Информацию, полученную в процессе сканерной съемки, передают в виде цифрового изображения по радиоканалу на приемный пункт или записывают на борту на магнитный носитель. Материалы съемки потребителям передаются в виде записи на магнитном носителе, например на СД - дисках, с последующей визуализацией на местах обработки снимков.

По своим геометрическим свойствам и разрешению на местности сканерные снимки, которые получались съемочными системами первых поколений, уступали фотоснимкам. Однако высокая чувствительность приемников излучения сканеров позволяет выполнять съемку в узких (несколько десятков нанометров) спектральных интервалах, в пределах которых различия между некоторыми природными объектами более четко выражены. В цифровых данных, полученных с помощью сканеров отсутствуют "шумы" которые неминуемо появляются при фотосъемке и фотолабораторной обработке съемочных материалов.

Похожие статьи




СКАНИРУЮЩИЕ ОПТИКО - ЭЛЕКТРОННЫЕ СЪЕМОЧНЫЕ СИСТЕМЫ (СКАНЕРЫ) - Применение аэрокосмической информации в землеустройстве и кадастре земель

Предыдущая | Следующая