Ing. Jiří Fejfar, Ph.D. Dálkový průzkum Země

Ing. Jiří Fejfar, Ph.D.

Dálkový průzkum Země

Kapitola 1: Historie a technologie

strana 2

Co je DPZ •

•

Dálkový průzkum je umění rozdělit svět na množství malých barevných čtverečků, se kterými si lze hrát na počítači a odhalovat jejich neuvěřitelný potenciál, který vždy přesahuje naše možnosti. (Jon Huntington, CSIRO Exploration, Geoscience, Australia) Dálkový průzkum Země je věda (a do jisté míry i umění) o získávání informací o zemském povrchu bez přímého kontaktu pomocí snímání a zaznamenávání odražené nebo vyzářené energie a zpracování, analýza a využití těchto informací. (RESORS, CCRS)


DPZ je… A. B. C. D.

Zdroj energie a světla Záření a atmosféra Kontakt s předmětem Zaznamenání odražené energie senzorem E. Přenos, přijetí a zpracování dat F. Interpretace a analýza dat G. Využití informací

strana 3


Historie

strana 4


strana 5

Elektromagnetické spektrum 1/5 •

Ultrafialová část – Nejkratší vlnové délky využitelné v DPZ (0,1–0,4 mm) – Výrazně pohlcováno atmosférou – Využívá se především v geologických aplikacích pro detekci složení zemského povrchu, hornin a minerálů


strana 6

Elektromagnetické spektrum 2/5 • Viditelná část – Od 0,4 do 0,7 m – Lze zaznamenat pouze v denních hodinách, neprochází oblačností a mlhou, značně rozptylováno a pohlcováno – Konvenční metody snímání zemského povrchu – Družicové systémy


strana 7

Elektromagnetické spektrum 3/5 Červená: 0,620–0,700 m Oranžová: 0,592–0,620 m Žlutá: 0,578–0,592 m Zelená: 0,500–0,578 m Modrá: 0,446–0,500 m Fialová: 0,400–0,446 m


strana 8

Elektromagnetické spektrum 4/5 • Infračervená část – 0,7–100 m – Blízké IČ: konvenční i elektronické metody – topografie, studium vegetace – Střední IČ: studium vegetace, geologie, sníh a led, oblačnost, zdravotní stav vegetace, identifikace minerálů – Tepelné IČ: povrchová teplota oceánů, znečištění řek a jezer, lesní požáry


strana 9

Elektromagnetické spektrum 5/5 Mikrovlnné záření – 1 m–1 m – Nejméně závislé na počasí – Aktivní systémy – radar – Meteorologie – srážkové oblasti a intenzita srážek


strana 10

Interakce s atmosférou •

• •

Rozptyl – Rayleighův rozptyl – částice, které mají mnohem menší rozměr než vlnová délka – ovlivňuje především krátkovlnné záření – Aerosolový rozptyl rozptylující částice větší než vlnová délka záření – vodní pára, prach – Neselektivní rozptyl – nezávisí na vlnové délce – velké částice – vodní kapky Pohlcování – Hlavní pohlcující plyny jsou ozón, CO2, vodní pára Atmosférická okna – Části elektromagnetického spektra, které nejsou ovlivňovány pohlcováním a rozptylem


strana 11

Interakce s povrchem •

• •

V závislosti na chemickém složení a aktuálním fyzikálním stavu bude možno každý typ povrchu charakterizovat podle odraženého záření. – Dva objekty, které v jednom intervalu odrážejí podobné množství záření, mohou v jiném intervalu odrážet rozdílné množství energie. Spektrální odrazivost – podíl záření dopadajícího a odraženého Spektrální chování – Pro určitou třídu objektů (vodní plocha, půda…) nabývá odrazivost v určité části spektra (pro určitou vlnovou délku) typických hodnot.


strana 12

Obrazová data •

•

Fotografie – Pouze obrazy zaznamenané na fotografický film – Ve viditelné části spektra a blízkého IČ spektra Digitální data – Pixel – základní jednotka digitálního obrazu, kde jas dané plochy je definován numericky – Informace je zaznamenávána v úzkých spektrálních pásmech – možné kombinovat


Digitální obrazová data •

Černobílý snímek – Jas každého pixelu je pro jednotlivé primární barvy shodný, vzniká černobílý snímek – Zobrazení v odstínech šedi od černé po bílou

•

Barevný snímek – Při zobrazení více než jednoho pásma v rozdílných primárních barvách

strana 13

Kapitola 2: Pořizování dat

strana 14

Metody pořizování dat 1/2 •

•

Pasivní metody – Přímé – zdrojem záření odražené od zemského povrchu – letecká fotografie – Nepřímé – zdrojem je záření vyzařované objekty na zemském povrchu nebo v atmosféře - termovize Aktivní metody – Záření není přirozené, ale je vysíláno ze zdroje na nosiči – radar


Metody pořizování dat 2/2 •

Další hlediska: – druh nosiče, – dle zaznamenané části spektra, – dle barevnosti, – dle osy záběru, – dle zorného pole kamery, – dle velikosti snímaného území, – …

strana 15


Systém pořizování dat – Pozemní stanice: používají se pro zaznamenání přesných informací o jednotlivých druzích povrchů – Letadla: používají se pro sběr velmi podrobných dat o zemském povrchu – Raketoplány – Družice: používají se pro souvislé a opakované snímkování celého povrchu Země

strana 16


strana 17

Snímací zařízení a letecká fotografie • • • • •

Fotografická komora Digitální kamera Multispektrální snímkování Stereoskopické snímkování Obrazová data: – černobílé snímky, – barevné snímky: • reálné (přirozené) barvy, • nepravé barvy.


strana 18

Charakteristiky digitálního obrazu • Nízké prostorové rozlišení – Lze rozlišit pouze velké objekty (uliční síť, vodní tok, mosty …)

• Vysoké prostorové rozlišení – Můžeme zřetelně rozpoznat i malé objekty (domy, auta, koruny stromů, …)


Tepelné snímkování • Ve vlnových délkách 3-15 mm • Rozdíl teplot až 0,1 °C • Zaznamenávají energii vyzářenou nebo odraženou – mohou být pořizovány i v noci • Teplené záření je málo rozptylované atmosférou • Nižší prostorové rozlišení • Využití – vojenské účely, monitorování přírodních katastrof (požáry, vulkanická činnost), teplota oceánů

strana 19

Kapitola 3: Družicové systémy

Družicové systémy 1/2 • Rovníková oběžná dráha – Družice obíhá kolem Země v rovině rovníku od západu k východu – Výška 36 000 km (doba oběhu rotace = doba rotace Země kolem vlastní osy) – GEOSTACIONÁRNÍ – Malé prostorové rozlišení, krátké časové intervaly – Meteorologie

strana 20

Kapitola 3: Družicové systémy

strana 21

Družicové systémy 2/2 • Subpolární oběžná dráha – Na denní straně obíhá od severu k jihu – Globální data (1:10 000 000) – Lokální data (1:25 000) – Pohyb přibližně v poledníkovém směru – S rovinou rovníku úhel 80–100° – Ve výškách 700–1000 km – Doba oběhu – 2 h – Synchronní se Sluncem – Nad daným místem vždy ve stejnou dobu místního času

Ing. Jiří Fejfar, Ph.D. Dálkový průzkum Země

Recommend Documents