Какая пленка используется при получении данных дистанционного зондирования Земли

Наиболее привычными для аэрофотосъемочных систем являются черно-белые пленки (черно-белые фото) в видимой зоне спектра. Они же часто используются и для космических фотосъемок, особенно для съемок системами высокого разрешения. Такие черно-белые пленки имеют наименьшую зернистость структуры изображения, и обеспечивают наиболее высокое разрешение при том же фокусном расстоянии объектива и высоте съемки.

Видимый диапазон (примерно от 400 до 700 нанометров, 400-500 нм - синяя зона, 500-600 нм - зеленая, 600-700 нм - красная) - это очень небольшая часть электромагнитного спектра, который представляет интерес для дистанционного зондирования Земли. Более короткие длины волн - ультрафиолетовая область - мало используется в дистанционном зондировании из-за очень сильного поглощения в атмосфере. Зато инфракрасная область, занимающая огромный участок спектра, от 700 до 15000 нм, очень информативна и широко используется в дистанционном зондировании.

Особенно информативным считается диапазон 2000-5000 нм потому, что именно в этой области лежат многие характерные пики спектров отражения природных сред, позволяющих их распознавать методами дистанционного зондирования.

Чем шире область электромагнитного спектра, тем больше в ней содержится информации о природных объектах. Это точно так же, как цветная фотография позволяет нам легко различить объекты, почти или вовсе неразличимые на черно-белом снимке.

Однако когда весь широкий диапазон спектра от синего до инфракрасного фиксируется одним датчиком (или одним светочувствительным слоем фотопленки) - снимок крайне неинформативен. Никогда не будет ясно, за счет, какого цвета (зоны спектра) данный участок светлее соседнего - все смешиваются без возможности разделения. Выход был найден (для фотографического типа сенсоров) в использовании так называемой спектрозональной пленки. Эта такая разновидность цветной пленки, слои которой чувствительны к отдельным зонам спектра, но не к трем базовым цветам - синему, зеленому и красному, на которых основан наш механизм цветного зрения. По информативности спектрозональные съемки значительно превосходят цветные съемки в естественных цветах при таком же геометрическом разрешении. Еще более перспективным является способ раздельной фиксации каждой зоны спектра, без синтезирования их общего эффекта уже в процессе съемки. Такой подход реализуем как в чисто фотографических, так и в цифровых системах съемки. Для фото систем он реализуется с помощью специальной конструкции фотоаппаратов, представляющих собой несколько отдельных камер, каждая со своим объективом и пленкой, смонтированных вместе и имеющих синхронизированные между собой затворы.

В результате съемок получается несколько (в зависимости от числа камер) черно-белых (точнее, полутоновых, не цветных) изображений, каждое из которых фиксирует яркость объекта в отдельной зоне спектра. Каждое из этих изображений может изучаться по отдельности, как черно-белое, но с той разницей, что мы точно знаем узкую зону спектра, в которой оно было снято.

Но главное - мы можем произвольным образом синтезировать цветное изображение в псевдоцветах, подбирая интересующие нас зоны съемки и присваивая им любые из трех основных цветов. При этом мы получаем не один вариант синтеза цветного изображения, предопределенный уже при съемке, а множество.

Однако такие "многозональные" съемки в фотографическом варианте имеют много недостатков, которые особенно проявляются при обработке снимков компьютерными средствами. Во-первых, для синтезирования цветного изображения из разных зон, снятых по отдельности, эти раздельные кадры необходимо точно совместить. Это может делаться и с помощью оптико-механических приборов, и в цифровых системах. Но главный недостаток - общий для всех фотографических систем - недостаточная оперативность. Надо ждать, пока будет отснята вся пленка, когда приземлится летательный аппарат или специальная капсула со спутника, пока будет проявлена пленка, а для использования в компьютере ее еще требуется сканировать.

Поэтому в последнее время основной интерес вызывают и имеют наибольшее применение чисто цифровые съемочные системы. Эти системы могут быть как черно-белые (ведущие съемку в каком-то одном диапазоне), так и многозональные (мультиспектральные). Есть варианты для аэросъемки, есть космические. Наиболее известны космические многозональные системы - SPOT, LANDSAT, NOAA. Эти спутники проводят (или могут проводить) непрерывную съемку той территории, над которой они пролетают, при этом, непрерывно передавая на Землю снимаемое изображение. Приемная станция на Земле в состоянии принимать все, что видит спутник, будучи в зоне видимости самой станции. Однако зоны приема этих станций покрывают далеко не всю Землю. Поэтому на многих спутниках есть специальная аппаратура, позволяющая по заданной программе записывать съемки какой-либо территории, лишенной приемных станций, а потом выдавать ее, пролетая в зоне видимости одной из станций.

Пространственное разрешение цифровых систем несколько хуже, чем фотографических. Например, при космических съемках фото системы уже давно дают снимки разрешением 1-2 метра, а такие же цифровые -10-30 м, и только сейчас готовятся запуски сотников с цифровой аппаратурой, обеспечивающей 1 - метровое разрешение.

Так же существуют телевизионные (видеосъемки), где изображение фиксируется телекамерой и тут же передается на Землю со спутника или фиксируется на бортовой видеомагнитофон. Этот вид съемок сейчас применяется мало, в основном в авиа варианте вдоль линейных сооружений (дорог, рек, линий ЛЭП, трубопроводов) для контроля их состояния. В этой области сейчас тоже есть специализированные цифровые системы, обеспечивающие использование компьютера для работы с собранной информацией.

Так же особого разговора заслуживают радарные (радиолокационные) снимки. Они отличаютсяот всех остальных данных дистанционного зондирования как по характеристикам, методам получения и обработки, так и по специфике их использования. В отличие от других съемочных систем, которые регистрируют отраженное от земной поверхности солнечное излучение или собственное тепловое излучение ИК диапазона, (пассивных сенсоров), радар - активный сенсор. Поэтому основным достоинством радарных снимков является их независимость от времени суток и времени года, а также погодных условий (облачный покров совершенно прозрачен для радара).

[1] – Гершензон В.Е., Смирнова Е.В., Элиас В.В. Информационные технологии в управлении качеством среды обитания. Учебное пособие. М.: ACADEMIA, 2003.

[2] – Федотов Г.А. Инженерная геодезия. М.: Высшая школа, 2004

Дата добавления: 2014-01-06