Banda

Lungimea de unda

Zona spectrala

Domeniu de utilizare si caracteristici

mm)

albastru

Utila pentru cartografierea zonelor de coasta, pentru diferentierea sol/vegetatie, observarea detaliilor din ape (in special turbiditatea), cartografierea suprafetelor forestiere si detectarea lucrarilor ingineresti (drumuri si sosele).

mm)

verde

Corespunde reflexiei culorii verzi a vegetatiei sanatoase, fiind utila pentru detectarea lucrarilor ingineresti (drumuri si sosele) dar si observarea detaliilor din ape (in special turbiditatea).

mm)

rosu

Utila pentru diferentierea diferitelor specii de plante si pentru determinarea limitelor diferitelor categorii de soluri si a structurilor geologice; de asemenea utila pentru detectarea lucrarilor ingineresti.

mm)

infrarosu apropiat

raspunde in mod deosebit la determinarea biomasei vegetale dintr-o scena. Este utila pentru identificarea culturilor si scoaterea in evidenta a contrastelor sol/cultura si pamant/apa. Poate fi utilizata la delimitarea suprafetelor acvatice si terestre.

mm)

infrarosu mediu

Este o banda sensibila la cantitatea de apa din plante, fiind, deci, utila la studierea fenomenului de seceta si analizarea stadiului de dezvoltare a plantelor. Este, deasemenea, utila pentru deosebirea pe imagine a norilor de zapada si, respectiv, de gheata dar si pentru delimitarea suprafetelor acvatice si terestre.

mm)

infrarosu termic

Utila pentru determinarea stadiului vegetativ, a intensitatii caldurii, efectelor aplicarii insecticidelor si pentru localizarea poluarii termale. Poate fi folosita, de asemenea, pentru localizarea activitatii geotermale. Energia captata in banda 6 este emisa de suprafata Pamantului fiind posibila achizitia de date si in timpul noptii.

mm)

infrarosu departat

Banda importanta pentru deosebirea tipurilor de roci, a limitelor tipurilor de soluri si pentru determinarea gradului de umiditate a solului si activitatii clorofiliene a vegetatiei. Se foloseste la delimitarea suprafetelor acvatice si terestre.

Banda 7

Banda 6

Banda 5

Banda 4

Banda 3

Banda 2

Banda 1

2. Programul SPOT

Primul sistem european de teledetectie pentru observarea Pamantului cu orbita cvasipolara SPOT, realizat de Centrul National de Studii Spatiale (CNES) din Franta a devenit operational in 198 Satelitul SPOT 1 a fost urmat in 1990 si in 1993 de SPOT 2 si 3. Senzorii satelitilor din aceasta serie au fost proiectati pentru a opera in doua moduri, multispectral (XS - cu rezolutie de 20 m la sol) si pancromatic ( P - rezolutie 10 m la sol).

Fig. 34 caracteristicile spectrale ale senzorilor SPOT 1-3

Cele doua instrumente de achizitie HRV 1 si HRV 2 (inalta rezolutie in vizibil) pot sa functioneze in mod independent asigurand inregistrarea datelor in mod linie cu linie (pushbroom), asigurandu-se, astfel, o omogenitate geometrica perfecta pe fiecare linie. Fiecare instrument masoara radiatia reflectata de obiectele de pe suprafata terestra cu ajutorul detectorilor dispusi in linie pe o bareta, 3000 in mod multibanda sau 6000 in mod pancromatic (fig.8).

Fig. 35 Fereastra din imaginea SPOT Pancromatic (din zona orasului Fetesti)

Fiecare din instrumentele imbarcate observa un camp cu o dimensiune standard de 64X64 km (atunci cand inregistrarile sunt realizate vertical) si 64X80 km in viza oblica maxima (Fig.). Atunci cand cele doua instrumente lucreaza in tandem pot fi obtinute scene cu o latime medie de 117 kilometri.

Pe langa frecventa obisnuita la revenirea pe aceeasi orbita la 26 de zile, satelitul SPOT, are posibilitatea sa asigure inclinarea instrumentelor de captare cu +/-27 fata de verticala, ceea ce corespunde unui culoar larg de circa 425 km. la sol fata de proiectia orbitei satelitului.

Aceasta caracteristica ofera posibilitatea de a observa o anumita zona repetat, mai multe zile consecutiv, de pe orbite alaturate, fiind permisa exploatarea stereoscopica a cuplelor respective, dar si imbunatatirea frecventei de observare a unui punct in cursul unui ciclu orbital. Aceasta frecventa variaza cu latitudinea. Astfel, la ecuator o regiune poate fi observata de 7 ori in intervalul de 26 de zile ale ciclului orbital, ceea ce corespunde la 98 de imagini pe an (o medie teoretica de 3,7 zile), iar la latitudinea de 45 observarea este permisa de 11 ori pe ciclu, adica de 157 de ori pe an (o medie teoretica de 2,4 zile), cu un interval de 1-4 zile (Fig. 10 si 11).

Preluarea de imagini inclinate antreneaza deformatii care pot fi corectate cu ajutorul unor algoritmi extrem de bine pusi la punct in vederea exploatarii stereoscopice a cuplurilor de imagini preluate de pe orbite alaturate. Aceasta modalitate de inregistrare succesiva poate fi programata de la statiile de control terestre si reprezinta o solutie foarte utila in unele situatii in care rapiditatea de analiza si interventie are o importanta cruciala (dezastre naturale sau generate de om).

In functie de domeniul de utilizare Scenele SPOT pot fi achizitionate la diferite nivele de preprocesare :

Nivelul 1A : este un nivel brut pentru care este realizata numai calibrarea sistematica a detectorilor fara corectii geometrice.

Nivelul 1B : imaginea este corectata de deformatiile geometrice si radiometrice (reesantionarea imaginii) datorate sistemului de captare.

Nivelul 2A : sunt realizate corectii bidimensionale pentru restitutia scenei intr-un sistem cartografic cunoscut (Lambert, UTM). Corectiile sunt realizate tinand cont numai de datele de altitudine a satelitului necesitand, insa, prelucrari suplimentare la utilizator.

Nivelul 2B : este un nivel de preprocesare pentru care corectiile sunt realizate pe baza punctelor de reper cunoscute.

Nivelul Ortho (numit de asemenea 3) : se realizeaza redresarea deformatiilor datorate reliefului utilizand date provenite din modelul numeric al terenului (MNT). Produsul final se numeste orto-imagine.

Tabelul nr.2 Benzile spectrale SPOT

Odata cu cel de-al patrulea satelit a fost imbarcat asa numitul senzor VEGETATION, cu un camp larg de observare, dar cu rezolutie geometrica scazuta. Obiectivul principal al sistemului este furnizarea de masuratori operationale precise asupra anumitor caracteristici simple ale covorului vegetal, utile studiilor stiintifice care necesita experimentari la nivel regional si local (Tabelul 2).

Prin combinarea sincrona cu datele inregistrate de ceilalti senzori SPOT pot fi elaborate masuratori simultane la mai multe scari. Produsele standard furnizate de sistem acopera un camp de vedere de aproximativ 2200 de kilometri, cu o rezolutie spatiala de 1,15 kilometri in ambele directii. Pentru latitudini mai mari de 35 de grade nord sau sud este disponibila cel putin o imagine pe zi, pentru zonele ecuatoriale oricare zona fiind acoperita in proportie de 90%.

Programul VEGETATION este rezultatul cooperarii internationale la care au participat Franta, Belgia, Italia, Suedia si Comisia Europeana. Imaginea din fig.8 a fost realizata dupa ce s-au parcurs toate etapele de preprocesare (egalizarea detectorilor, registratia benzilor spectrale si corectarea iluminarii solare pentru obtinerea maximului de reflectanta atmosferica). Deasemenea, a fost realizata transformarea geometrica pentru reprezentarea cartografica plana. Rezolutia spatiala ramane foarte stabila datorita conceptiei avansate a instrumentului. In aceasta imagine norii (in alb) si zapada (in magenta intensa) se diferentiaza cu claritate datorita benzii IR in unde scurte. Norii de mare altitudine (care contin ace de gheata) sunt identificati in culoarea magenta mai putin saturata. Acoperirea terenului este infatisata intr-o varietate de tonuri care ilustreaza capacitatea de discriminare a senzorului VEGETATION.

2.1. Satelitul SPOT 5

La data de 4 mai 2002, Centrul National de Studii Spatiale Francez (CNES) a lansat de la centrul spatial din Guyana Franceza, cu ajutorul unei rachete purtatoare Ariane 42P, satelitul SPOT 5. Dupa efectuarea corectiilor de traiectorie satelitul a fost plasat pe o orbita definitiva situata in acelasi plan orbital cu satelitii SPOT 2 si 4, de altfel, cei trei sateliti operationali pe orbita care asigura continuitatea programului cel putin pana in anul 2007. Chiar daca satelitul SPOT 1 pastreaza parametrii optimi de functionare, este pastrat in stare de veghe deoarece echipamentele de la sol nu permit decat gestionarea a trei sateliti simultan. Totusi, in caz de necesitate, CNES poate reactiva satelitul pentru utilizare intensiva la capacitate si calitate maxima.

Pentru proiectarea si construirea satelitului SPOT 5 CNES a colaborat cu societati de renume specializate in domeniul spatial:

• ASTRIUM care a construit platforma si instrumentele HRG si HRS;
• ALCATEL ESPACE care a furnizat instrumentele de telemasura si VEGETATION;
• SPOT IMAGE a organizat segmentul de la sol si comercial;
• CLS (Collect Localization Satellite) a asigurat accesul la sistemul DORIS;
• ARIANESPACE pentru serviciul de lansare a satelitului.

SPOT 5 pastreaza caracteristicile tehnice ale satelitilor precedenti din serie:

• orbita circulara cvasipolara, heliosincrona;
• deschiderea (campul de vedere al celor doua instrumente) de 60 km;
• capacitatea de preluare oblica laterala de +/- 27^o fata de verticala;
• benzile spectrale B1(verde 0,50-0,59 mm), B2(rosu 0,61-0,68mm), B3(infrarosu apropiat 0,79-0,89mm), MIR(infrarosu mediu 1,58-1,75mm) si P(pancromatic 0,49-0,69mm).

Pe langa aceste calitati, SPOT 5 reprezinta, fara indoiala, cel mai spectaculos salt tehnologic in teledetectia operationala civila din ultimul deceniu, progres care permite deschiderea unor noi perspective in domeniul utilizarii imaginilor spatiale de inalta rezolutie, dar si al stereoscopiei. Trebuie mentionat faptul ca satelitul continua programul VEGETATION asigurand observarea globala a planetei in tandem cu SPOT 4. Pe langa acestea trebuie analizate si elementele de noutate care fac din SPOT 5 cel mai modern suport pentru procesarea si interpretarea imaginilor de inalta rezolutie:

• rezolutia geometrica in mod multispectral de 10 m;
• rezolutia geometrica in mod pancromatic de 5 m;
• rezolutia geometrica atingand 2,5 m in mod THR-SUPERMODE (doua canale in pancromatic decalate cu jumatate de pixel si procesate prin metode matematice);
• un nou instrument HRS (inalta rezolutie stereoscopica) conceput special pentru a obtine cupluri stereoscopice in lungul traiectoriei. Acest mod de achizitie permite optimizarea generarii Modelului Numeric al Terenului pentru aria observata;
• o mai mare precizie de localizare, sub 50 m, fara a utiliza puncte de calibrare. Acest avantaj este facilitat de senzorul stelar cuplat cu navigatorul DIODE al sistemului DORIS care masoara foarte precis altitudinea satelitilor pe orbita;
• datorita cresterii capacitatii de procesare la bordul satelitului de la 2 la 5 imagini simultan este posibila obtinerea de imagini compacte de 120 de km largime (perpendicular pe axa de deplasare a satelitului);
• beneficiind de un nou sistem de inregistrare cu memorie solida cu o capacitate de 90 Gb, inlocuind sistemul cu benzi magnetice, se pot stoca la bord trei imagini de 50 Mb fiecare pana cand satelitul ajunge in raza de actiune a unei statii de receptie pentru descarcare la sol;
• este posibila inregistrarea de pana la 550 de scene in fiecare zi;
• instrumentul VEGETATION 2 cu caracteristici imbunatatite.

2.1.1. Instrumentele satelitului SPOT 5

Instrumentul HRG (Haute Rsolution Gomtrique - Inalta Rezolutie Geometrica)

Satelitul este echipat cu doua instrumente HRG capabile sa genereze date la patru nivele de rezolutie pentru un camp de 60 de km:

• imagini in infrarosu mediu la 20 m (banda MIR);
• imagini multispectrale la 10 m (benzile B1, B2, B3);
• imagini pancromatice la 5m (banda P);
• imagini pancromatice SUPERMODE la 2,5 m (banda THR).

Fiecare din cele doua instrumente poate functiona independent sau simultan in cele patru moduri enumerate mai sus.

2.1.2. Achizitia in regim SUPERMODE

Datorita unui concept original dezvoltat sub brevet CNES, satelitul SPOT 5 poate furniza imagini pancromatice cu o rezolutie de 2,5 m. Aceasta tehnica consta in producerea, pornind de la doua inregistrari pancromatice achizitionate simultan, fiecare la 5m rezolutie, a unei imagini esantionata la 2,5 m si care pastreaza geometria celor doua imagini initiale (fig.12).

Fig.12. Obtinerea imaginilor SUPERMODE

Achizitia imaginilor este realizata cu ajutorul unui detector specific construit din doua barete electronice CCD (Charge Coupled Detector) decalate in planul focal, fiecare fiind formata din cate 12000 de fotodiode. Baretele permit inregistrarea independenta a cate unei imagini pancromatice cu 5 m rezolutie decalate cu 3,5 pixeli pe directia de deplasare a satelitului si cu 0,5 pixeli perpendicular pe orbita. In acest fel se obtin de doua ori mai multe informatii asupra aceluiasi peisaj (de doua ori mai multi pixeli colectati). Pentru a obtine produsul SUPERMODE sunt necesare trei etape de tratare a imaginii:

• suprapunerea si intreteserea;
• interpolarea necesara pentru deducerea informatiilor nevizibile;
• restaurarea (realizata prin reducerea zgomotului de fond indus de instrument si corectarea voalului din imagine).

2.1.3. Instrumentul HRS (Haute Rsolution Stroscopique-Inalta Rezolutie Stereoscopica)

Spre deosebire de modul de obtinere a stereoscopiei la satelitii SPOT 1-4, noua conceptie pe baza careia a fost construit instrumentul HRS permite realizarea de cuple stereoscopice prin vize inainte/inapoi in timp cvasi-real pe durata unui singur pasaj. Practic, pentru obtinerea stereoscopiei, nu mai este nevoie de inclinarea laterala a instrumentului.

De asemenea, trebuie mentionate urmatoarele caracteristici tehnice:

• deschiderea campului de vizare de 120 km;
• rezolutia de 10 m in mod pancromatic;
• precizia altimetrica de sub 15m.

2.1.4. Instrumentul VEGETATION 2

Caracteristicile tehnice ale senzorului sunt identice cu cele ale predecesorului (instalat pe SPOT 4), dar au fost realizate si unele imbunatatiri, in special in ceea ce priveste stocarea si teletransmisia datelor la sol. Instrumentul are 4 benzi spectrale B₁, B₂ si MIR (adaptate observarii covorului vegetal) plus B₀ (utilizata pentru efectuarea corectilor atmosferice). Aceasta configuratie permite discriminarea variatiilor de reflectanta de ordinul 1 la 3x10^-3, iar sistemul de etalonare permite sinergia interbanda si multitemporala de 3-5%.

3. Programul NOAA

Satelitii meteorologici NOAA-AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) evolueaza pe orbita la 833 km altitudine si acopera un camp larg (2700 km) cu o rezolutie geometrica mica (1,1 kilometri) compensata de o rezolutie radiometrica foarte ridicata (fig.13).

Fig.13 Satelitul NOAA/AVHRR

Datorita faptului ca rezolutia radiometrica este de 10 biti, fiecarui pixel i se poate atribui o plaja de valori de gri de la 0 la 1023 de unde rezulta calitatea discriminatorie a acestor date (tabelul 3).

Tabel 3 Benzile spectrale ale senzorilor AVHRR

Tabel 3 Benzile spectrale ale senzorilor AVHRR (continuare)

Scenele AVHRR pot contine o banda (fig.14) o combinatie de benzi sau totalitatea benzilor. Un alt mare avantaj oferit de imaginile provenite de la satelitul NOAA consta in posibilitatea acoperirii teritoriului unei tari de marime medie de doua ori pe zi, intreg globul fiind acoperit in 14,5 zile.

Fig. 36 Vizualizare rapida a canalului vizibil al inregistrarii NOAA din data de13 august 1998

4. Programul european ERS

In 1991 Agentia Spatiala Europeana a plasat pe orbita cu ajutorul unei rachete Ariane satelitul radar ERS-1 care evolueaza incepand din 1995 in tandem cu satelitul ERS-2. Aplicatiile principale ale programului ERS sunt legate de oceanografie (studiul vanturilor, curentilor si calotei glaciare), dar s-a dovedit ca utilizarea imaginilor are o aplicabilitate larga si in celelalte discipline ale cartografierii topografice si geograficei. Satelitii ERS au o orbita heliosincrona inclinata la 98,5 , cvasi-polara, cvasi circulara si evolueaza la o altitudine medie de 785 kilometri. Satelitul ERS 1 a fost trecut in rezerva in primavara anului 2000.

Imaginile radar (fig.15) permit evidentierea foarte clara a structurilor geomorfologice prin mijlocirea analizei vizuale a texturilor si a informatiei fals color (in cazul unor procesari multitemporale), rezultatele obtinute fiind foarte utile dar si foarte spectaculoase. De asemenea, este posibila extragerea de date asupra umiditatii solului, identificabile chiar si pe documente analogice multitemporale fals-color, prin exploatarea mari variabilitati spatiale a acestui fenomen, dar si a marii stabilitati geometrice a imaginilor radar .

Fig. 37 Imgine ERS-SAR din 22 iunie 1998 ^ESA

Radarul cu deschidere sintetica (AMI Image Mode-SAR), senzorul care lucreaza in mod imagine, achizitioneaza date cu rezolutie mare (30 m), intr-o zona lata de 100 km si lunga de 250 km catre partea dreapta a orbitei satelitului. Printre instrumentele satelitilor din aceasta serie, ERS-SAR este cel mai adaptat studiului resurselor terestre, complementaritatea cu datele optice provenite de la satelitii SPOT si Landsat permitand realizarea unor aplicatii foarte detaliate. Imaginile SAR pot fi inregistrate atat in orbita ascendenta cat si descendenta. Aceasta implica schimbarea directiei de iluminare ceeace implica modificarea raspunsului pentru scena respectiva, dar si obtinerea de informatii aditionale.

Celelalte instrumente (AMI Wind Mode, AMI Wawe mode, Radar Altimeter-RA-, ATSR-M) sunt destinate in special aplicatiilor ocenografice. Satelitii sunt prevazuti si cu instrumente de pozitionare foarte precisa : PRARE, destinat determinarii foarte precise a parametrilor orbitei, inoperant pe ERS-1 si Retroreflectorul Laser care permite obtinerea de date suplimentare asupra orbitei satelitului. In regiuni colinare sau de munte distorsiunile geometrice ale imaginii limiteaza posibilitatile de interpretare a imaginilor radar. Totusi, prin aplicarea corectiilor geometrice bazate pe Modelul Digital al Terenului si a fazelor ascendente, este posibila obtinerea acoperirii complete a regiunii cercetate.

Interferometria radar se bazeaza pe combinarea a doua sau mai multe seturi complexe de inregistrari individuale de pe pozitii orbitale infim diferite (de ordinul sutelor de metri). Diferentele de faza sunt utilizate pentru calculul altitudinii fiecarui pixel. In cazul unui set coerent de date pot fi determinate variatii spatiale ale unui obiect la scara centimetrilor, din acest motiv datele ERS-SAR fiind utilizate pentru obtinerea cu mare precizie a Modelului Digital al Terenului derivat, chiar si atunci cand zona cercetata este complet acoperita cu nori. Aceste caracteristici permit monitorizarea fenomenelor naturale din categoria cutremurelor si a eruptiilor vulcanilor, fenomene insotite in mod obisnuit de deplasari crustale de mai mica sau mai mare anvergura.

Datorita frecventei de pasaj, radiometrul de baleiaj de la bordul stelitului ERS-2 (ATSR-Along Track Scanning Radiometer) este posibil sa fie obtinute imagini de sinteza, de obicei decadale, referitoare la temperaturile de suprafata ale apei marii si la studiul covorului vegetal (fig.15). Fiind permisa urmarirea curentilor marini, se pot observa cu regularitate zone de interes particular, de unde si interesul aplicativ-stiintific in domeniul climatologiei, sau economic, in domeniul pescuitului.

Aceeasi imagine permite reprezentarea prin metoda de etalonare SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index) a cuverturii vegetale a planetei. Indexul SAVI, determinat experimental, permite evaluarea vegetatiei eliminand influentele radiometrice negative ale solului, paleta de culori fiind etalata de la verde (vegetatie densa) pana la maro deschis (zone aride). Utilizarea indexului SAVI permite observarea si monitorizarea covorului vegetal sezonier, anual si multianual.

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Vizualizari: 4098
Importanta:

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved