 |
Систематизация ДДЗ по способу съемки
|
|
|
|
В дистанционном зондировании широкое применение в наблюдении за чрезвычайными ситуациями получили следующие способы аэрокосмической съемки: оптико-электронные, тепловые радиолокационные и перспективные (рисунок 2.1).
Оптико-электронный способ съемки насчитывает всего несколько десятилетий своего существования. Появление сканерных и телевизионных съемочных систем связано с необходимостью оперативной передачи материалов съемки.
Рисунок 2.1 – Диапазоны спектра электромагнитных волн (http://ggd.nsu.ru/iso/ecogis/RS/range.html)
Принцип сканерной съемки заключается в поэлементном считывании вдоль узкой полосы отраженного земной поверхностью излучения, а развертка изображения идет за счет движения носителя (рисунок 2.2). Излучение, поступившее от источника, преобразуется в электрический сигнал, затем в виде радиосигнала сбрасывается на Землю, где снова преобразуется в электрический сигнал и фиксируется на магнитных носителях [Лабутина]. Особенностью сканерной съемки является ее дискретность, что предоставляет данному способу съемки преимущества при автоматической обработке. Дискретность также обуславливает и пространственное разрешение сканерной съемки: в зависимости от размера пикселя на местности выделяют низкое (менее 30 м), среднее (5 – 30 м), высокое (1 – 5 м) и сверхвысокое разрешение (более 1 м).
Рисунок 2.2 – Сканерная съемка (http://www.spacestudy.ru/?a=page&item=dzz_methods)
В последнее время стало распространенным использование многоэлементных приборов с зарядовой связью (ПЗС), которые отличаются простотой и надежностью сканирование. Главное их отличие от стандартных сканерных систем – это расположение детекторов линейкой, состоящие из несколько тысяч единиц, что позволяет в свою очередь сканировать не по отдельным пикселям, а полосой. Кроме того стало возможным использовать сразу несколько линеек, что позволяет производить зондирование одновременно в разных узких каналах спектра.
|
|
|
К космическим системам оснащенными сканерными съемочными аппаратами относятся БКА, TERRA, Sentinel.
Использование сканерных систем получило наибольшее распространение в изучении чрезвычайных ситуаций. Это связано в первую очередь с оперативностью съемки, высоким разрешением, что позволяет с высокой точностью определять как местоположение центра происшествия (очаг пожара), так проводить анализ последствий (площадь подтопленных территорий). Дискретность полученного изображения в свою очередь позволило производить автоматическое дешифрирование информации, заметно упростив и ускорив процесс как обработки данных, так и создания тематических карт.
Сущность телевизионной съемки заключается в том, что оптическое изображение местности преобразуется в электрический видеосигнал. Основная составная часть телевизионной системы является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), которая и является приемником электромагнитного излучения. Из-за особенностей получения изображения телевизионные системы отличаются невысокой разрешающей способностью, что ограничивает их использование в крупномасштабных съемках. В связи с этим они устанавливаются на геостационарные спутники (NOAA GOES, MeteoSat), которые выполняют ряд задач при мониторинге ЧС: наблюдение за состоянием атмосферы, предупреждение ураганов, а также наиболее крупных неблагоприятных явлений.
С развитием съемочных систем большое значение при наблюдении за ЧС стала играть съемка в тепловом диапазоне. Наибольшей эффективности при этом способе съемки достигается при наблюдении за лесными пожарами, пожарами на торфяниках, нефте- и газопроводах.
|
|
|
Основным источником излучения при данном виде съемки служит сам объект, нагретый Солнцем либо собственное тепло предмета, которое отмечается при длине волны от 3 мкм до 30 мкм [Шалькевич].
В основе приемника излучения лежат фотонные детекторы, материал которых зависит от требуемого диапазона спектра, принцип работы которых основан на фотоэффекте и явлении фотопроводимости в твердых телах.
Для того, чтобы увеличить разрешительную способность приемника, он находиться под действием сильного охладителя (требуемая температура --77 ° С), обычно жидкий либо газообразный азот.
Использование инфракрасных тепловых снимков выгодно со стороны изучения переувлажненности почвогрунтов, что может привести к последующему подтоплению территории во время обильных осадков либо паводков. Также распространяется использование снимков при контроле за состоянием растительности (болезнь древостоя), в связи с тем, что температура «здорового» и «больного» деревьев будет отличаться, что видно на отдешифрированных снимках.
Тепловая радиосъемка выгодна при изучении и контроле за крупными очагами возгорания. На полученных изображениях отчетливо выделяется очаг пожара, даже при его непосредственном отсутствии на поверхности, что чрезвычайно важно при наблюдении за торфяными пожарами.
Большинство современных космических систем, выполняющих многозональную съемку, способно также и производить тепловую. К таким системам относятся Landsat, SPOT, NOAA и др.
При мониторинге и моделирование различных неблагоприятных явлений важным остается создание достоверных моделей, по средствам изучения которых можно прогнозировать дальнейшие последствия происшествия. Для этого создаются цифровые модели местности, для которых основным источником информации является радиолокационная съемка.
В основе радиолокационного сканирования местности лежит принцип является активный метод съемки при помощи передающей, испускающей волну, и приемной антенны (однако чаще всего используется одна приемно-передающая антенна), а также радиопередатчика, радиоприемника, бортового компьютера и устройства обработки и отображения информации. Сформированное изображение является результатом взаимодействия электромагнитных колебаний, генерируемых РЛС, с земной поверхностью.
|
|
|
К преимуществам радиолокационной съемки можно отнести:
· возможность проведения съемки при любой погоде и в любое время суток;
· большая площадь захвата съемки;
· изучение свойств объектов по их радиолокационным образам;
· оперативность;
· дешевизна.
К негативным факторам относится невысокое пространственное разрешение снимков, что не позволяет с должной точностью производить крупномасштабные съемки, зависимость полученного изображения от направления съемки (в зависимости от рельефа местности), а также необходимость предварительной обработки полученных результатов в отличие от снимков.
Космические аппараты RADARSAT, TERRASAT производят съемку в радиодиапазоне, предоставляя полученные данные специалистам для последующей обработки и моделирования.
На сегодняшний момент с развитием методов дистанционного зондирования все чаще стали появляться новые способы получения информации. В сфере предупреждения и мониторинга чрезвычайных ситуаций данные способы способны привнести более качественные и быстрые способы получения необходимых данных, а также более легкое их использование при дальнейшей обработке.
Среди перспективных методов в дистанционном зондировании выделяется лазерное сканирование местности [книжка по лаз сканированию].
Информация, полученная при помощи лазерного сканирования, позволяет решить следующие задачи:
· проектирование мероприятий по предотвращению ЧС;
· моделирование и прогноз развития нештатных ситуаций;
· проектирования путей эвакуации населения и доставки необходимого оборудования;
· навигация спасательных групп.
В основе решения перечисленных задач лежит преимущества лазерного сканирования в создании трехмерных моделей местности: высокая точность, быстрота получения информации (рисунок 2.3).
Рисунок 2.3 – Лазерное сканирование (http://www.3dls.ru/project/11)
Созданные модели в сочетании с традиционными системами могут позволить оценивать процесс ликвидации ЧС, а также повысить оперативность и эффективность управленческих решений на объектах повышенной опасности и в условиях чрезвычайных ситуаций.
|
|
|
