Обзора РЛС съемки является ее высокая чувствительность

к влажности почвы, что важно для сельскохозяйственных и экологиче­ских приложений. В принципе с помощью радарной съемки можно обнаружить подземные объекты, например, трубопроводы, утечки из них и др.

Геометрическое разрешение современных радиолокационных сис­тем, функционирующих с синтезированной антенной и синтезирован­ной апертурой, близко к разрешению фотографических систем. Так, канадская радиолокационная система RADARSAT-2 обеспечивает по­лучение снимков с пространственным разрешением 3 метра.

Лазерные сканирующие системы основаны на исполь­зовании полупроводникового лазера ближнего инфракрасного диапа­зона, работающего в импульсном режиме. Одна из возможных схем такой системы предполагает лазерное облучение полосы местности и последующий прием отраженных сигналов, интенсивность которых определяется отражательной способностью объектов местности. При­чем, в каждом элементарном измерении регистрируется наклонная дальность и значения углов, определяющих направление распростра­нения зондирующего луча в системе координат локатора.

Лазерное сканирование характеризуется узкой направленностью пучка, его высокой энергетической мощностью, узким спектральным диапазоном излучения и малым угловым разрешением системы. Это позволяет считать лазерное сканирование одним из наиболее перспек­тивных средств дистанционного зондирования, но в настоящее время в силу ряда причин применение таких сканеров ограничивается назем­ным сканированием и сканированием с самолета.

Сканирующие съемочные системы основаны на ис­пользовании оптико-механических устройств, представляющих собой быстро качающееся зеркало (около 1000 колыбаний в секунду). Попа­дающие на его поверхность фрагменты изображения местности на­правляются через зеркальный объектив на точечный приемник, кото­рый преобразует лучистую энергию в электрический сигнал. Этот сиг­нал заносится на магнитный носитель в виде цифрового кода, зави­сящего от амплитуды сигнала, и в последующем передается на Землю. Как правило, различается 256 уровней видеосигнала, соответствую­щих изменению яркости объектов. В многозональных системах посту­пающий сигнал с помощью системы фильтров разделяется на спек­тральные каналы с очень узкой полосой.

Различают несколько типов оптико-механических сканирующих систем, базирующихся на использовании линейной,,конической гори­зонтальной и конической вертикальной разверток.

В системах с линейной строчной разверткой (рис. 16.4, а) скани­рование выполняется путем вращения оптического элемента (зеркала, призмы и др.) в плоскости, перпендикулярной к направлению полета

Рис. 16.4. Геометрия сканера с линейно-однострочной (а), вертикальной (6) и горизонтальной (в) конической разверткой

носителя. Формируемое изображение соответствует полосе местности (на рис. 16.5, а она заштрихована), перпендикулярной к направлению полета. Расстояния от сканирующего устройства (зеркала) до прием­ника неизменно, поэтому все точки принимаемой строки изображения равноудалены от сканирующего устройства и образуют дугу окружно­сти. Очередная строка изображения формируется за счет перемещения носителя относительно объекта, а их совокупность образует цилинд­рическую поверхность.

В системах с вертикальной конической разверткой (рис. 16.4, б) плоскость сканирования в общем случае наклонна, и сканирующий луч, образованный вращающимся зеркалом, скользит по образующей конуса. Формируемое изображение соответствует полосе местности в виде дуги окружности с центром в точке надира. Все точки при­нимаемой строки проектируются на плоскость, так как располагаются на образующей конуса, на одинаковом расстоянии от его вершины, равном расстоянию от сканирующего элемента до приемника. Строки изображения формируются за счет перемещения носителя относи­тельно объекта, а их совокупность образует панораму.

В системах с горизонтальной конической разверткой (рис. 16.4, в) сканирование выполняется за счет вращения носителя вокруг нормали к направлению на объект. Формируемое изображение (строка развертки) соответствует полосе местности в виде гиперболы. Так как при этом рас­стояние между центром фокусирующей системы и приемником остается неизменным, а развертка строки осуществляется вращением аппаратуры, то поверхностью проектирования является цилиндр. Очередная строка изображения формируется путем дискретного изменения угла наклона зеркала, размещенного перед оптической системой, а совокупность строк образует панораму, соответствующую поверхности цилиндра.

Оптико-электронные съемочные системы получи­ли в последние 5-7 лет наибольшее распространение, что объясняет­ся простотой их конструкции, отсутствием подвижных элементов и стабильностью, высокой точностью обработки и пр. Строка изображе­ния в таких системах формируется одномоментно, с помощью линеек,

Линейка jt

приемников^)Моситель^

Рис. 16.5. Геометрия скане­ра с ПЗС-приемниками

Рис. 16.6. Линейка приемников и центр проекции

построенных на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС), распо­лагающихся в фокальной плоскости приемной оптики перпендикуляр­но к направлению движения носителя (рис. 16.5, 16.6). Сформирован­ная в приемнике строка изображения преобразуется в цифровые сиг­налы, характеризующие отражательную способность элементов объ­екта в том или ином диапазоне волн, и запоминается на магнитных устройствах. Несколько тысяч фотоприемников (детекторов) размером в несколько мкм каждый создают строку первичного изображения. Развертка в панораму осуществляется за счет движения носителя съе­мочной аппаратуры.

Одним из основных узлов оптико-электронной съемочной системы является радиометр (фотометр, видеоспектрометр), с помощью ко­торого измеряется интенсивность излучения, зарегистрированного в пределах каждого пиксела. Конструкция многозонального сканера, предназначенного для получения снимков в нескольких спектральных зонах, дополняется светофильтрами или специальной системой, кото­рая расщепляет лучистый поток на спектральные составляющие и на­правляет их нд различные приемники. Разрабатываемые в США гипер­спектральные радиометры способны осуществлять регистрацию из­лучений в 200 и более рабочих каналах.

Геометрическая особенность материалов оптико-электронного скани­рования заключается в том, что строки изображения, состоящие из детек­торов 0, 1, 2,..., п (рис. 16.6), формируются по законам центрального проектирования из точки S, расположенной на удалении f от главного детектора. Панорама, построенная путем объединения строк, соответ­ствует законам линейно-строчного сканирования.

Изображение в оптико-электронной съемочной системе строится с помощью, зеркального объектива, размеры которых в 2 - 3 раза мень­ше, чем линзового. Такие системы характеризуются высокой радио­метрической точностью, малым углом зрения и большим фокусным расстоянием. Например, для получения снимков QuickBird (рис. 16.7)

использована аппаратура с фокусным рас­стоянием порядка 10 м и углом зрения около 2°.

В общем случае сканирующая система со­стоит из сканера, датчиков и входящих в них детекторов. Датчик собирает отраженную от Земли солнечную энергию, преобразует ее в электрический сигнал и представляет его в виде кода, удобного для передачи по каналам связи. Детектор - это часть датчика, осуще­ствляющее регистрацию электромагнитного излучения.

Рис. 16.7. Схема дистанци онного зондирования

Стремление повысить эффективность экс­плуатации космических систем привело к раз­работке конструкции, обеспечивающей воз­можность съемки местности, расположенной не только по трассе полета, но и в стороне от нее. Это достигается путем отклонения опти­ческой оси сьемочной системы (направления обзора) от вертикали в произвольном направлении, в зависимости от размещения нужного объекта, причем, величина такого отклонения в различных системах колеблется от 20 до 40 градусов. Такая возможность позволяет полу­чать стереоскопические снимки не только с разных витков орбиты, но и с различных точек одного витка при разных отклонениях оптической оси от вертикали. Положение точек съемки должно быть таким, чтобы показатель съемки f/b (§ 74), равный применительно к космическим снимкам отношению Н/В, оставался близким к единице.

Материалы космической съемки поступают в центры приема ин­формации, где выполняется их предварительная обработка, преду­сматривающая геометрическую и радиометрическую коррекцию, вос­становление искаженных и утерянных строк, привязку изображений по параметрам орбиты космического аппарата или по опорным точ­кам, ортотрансформирование и др.

⇐ Предыдущая59606162636465666768Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: