Размещено на http://www.allbest.ru/

Дистанционное зондирование

Содержание

Введение

1. История развития методов дистанционного зондирования

2. Этапы дистанционного зондирования и анализа данных

3. Преимущества и недостатки данных дистанционного зондирования

4. Области применения данных дистанционного зондирования

Заключение

Введение

дистанционный зондирование анализ данные

Дистанционное зондирование (ДЗ) определяют как процесс или метод получения информации об объекте, участке поверхности или явлении путем анализа данных, собранных без контакта с изучаемым объектом.

Суть метода заключается в интерпретации результатов измерения электромагнитного излучения, которое отражается либо излучается объектом и регистрируется в некоторой удаленной от него точке пространства.

С помощью дистанционного зондирования изучают физические и химические свойства объектов.

Примерами естественных форм ДЗ являются зрение, обоняние и слух человека.

К методам дистанционного зондирования относят и фотографическую съемку, существенным ограничением которой является то, что эмульсионный слой фотопленки чувствителен только к излучению в видимой либо близкой к ней части электромагнитного спектра.

1. История развития методов дистанционного Зондирования

Понятие дистанционного зондирования появилось в XIX веке вслед за изобретением фотографии, а одной из первых областей, в которых стали применять этот метод, стала астрономия. Впоследствии, дистанционное зондирование начали использовать в военной области для сбора информации о противнике и принятия стратегических решений.

Во время Гражданской войны в США фотоснимки, полученные с помощью неуправляемых летательных аппаратов, служили для наблюдения за перемещением войск, подвозом припасов, ходом фортификационных работ. После Второй мировой войны метод дистанционного зондирования стали использовать для наблюдения за окружающей средой и оценки развития территорий, а также в гражданской картографии. В 60-х годах XX века, с появлением космических ракет и спутников, дистанционное зондирование вышло в космос.

Возможности ДЗ в военной области значительно возросли после 1960 года в результате запуска разведывательных спутников в рамках программ CORONA, ARGON и LANYARD, целью которых было получение фотоснимков с низких орбит. В Советском Союзе, а затем в России космические программы развивались параллельно космическим программам США. Полет Юрия Гагарина 12 апреля 1961 года, ставший первым полетом человека в космос, запуски космических кораблей «Восток» (1961--1963 гг.), «Восход» (1964--1965 гг.) и «Союз», работа на орбите космических станций «Салют» (впервые 19 апреля 1971 года).

Первый метеорологический спутник был запущен в США 1 апреля 1960 года. Он использовался для прогноза погоды, наблюдения за перемещением циклонов и других подобных задач. Первым среди спутников, которые применялись для регулярной съемки больших участков земной поверхности, стал TIROS-1 {Television and Infrared Observation Satellite). Первый специализированный спутник был запущен в 1972 году. Он назывался ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite) и использовался, в основном, для целей сельского хозяйства. В настоящее время спутники этой серии название Landsat. Они предназначены для регулярной многозональной съемки территорий со средним разрешением. Первый французский спутник серии SPOT, с помощью которого можно было получать стереопары снимков, был выведен на орбиту в 1985 году. Запуск первого индийского спутника дистанционного зондирования, названного IRS (Indian Remote Sensing), состоялся в 1988 году. Япония также вывела на орбиту свои спутники JERS и MOS.

Начиная с 1975 года, Китай периодически запускал собственные спутники, но полученные ими данные до сих пор находятся в закрытом доступе. Европейский космический консорциум вывел на орбиту свои радарные спутники ERS в 1991 и 1995 годах, а Канада -- спутник RADARSAT в 1995 году.

2. Этапы дистанционного зондирования и анализа данных

Этапы ДЗ и анализа данных показаны на рис. 1.3. Во многих областях данные дистанционного зондирования являются ключевым компонентом в процессе принятия решений.

Дистанционное зондирование можно рассматривать как составную часть информационной системы. Потребитель и его нужды является главным звеном любой системы управления информацией. Информационные запросы логически связаны с требованиями, предъявляемыми заказчиками и потребителями продукции к материалам дистанционного зондирования.

Оптимальный способ использования данных ДЗ заключается в их анализе совместно с информацией из других источников. Тогда они становятся необходимой составляющей процесса принятия решений и моделирования в любой предметной области.

При дистанционном зондировании для получения информации применяются: аэрокосмическая стереосъемка, многозональная, многовременная, многоуровневая и многополяризационная съемки.

Аэрокосмическая стереосъемка. Получение изображений с перекрытием из нескольких последовательных точек воздушного или космического пространства позволяет получить представление о трехмерных объектах с необходимой точностью.

Многозональная съемка. Использование многозональных снимков основано на уникальности тоновых характеристик различных объектов. Объединение яркостных данных из снимков в различных спектральных10 диапазонах позволяет безошибочно выделять определенные пространственные структуры.

Многовременная съемка. Плановая съемка в заранее определенные даты позволяет выполнять сравнительный анализ снимков тех объектов, характеристики которых изменяются во времени.

Многоуровневая съемка. Съемку с различными уровнями дискретизации используют для получения все более подробной информации об изучаемой территории. Как правило, весь процесс сбора данных подразделяют на три уровня: космическая съемка, аэросъемка и наземные исследования.

Многополяризационная съемка. Снимки, полученные этим методом, используют для проведения границ между объектами на основе различий в поляризационных свойствах отраженного излучения. Так, например, отраженное излучение от водной поверхности обычно более сильно поляризовано, чем отраженное излучение от растительного покрова.

Обработку, анализ и интерпретацию данных ДЗ выполняют несколько специалистов из разных предметных областей. Это позволяет получить более полную и достоверную информацию о состоянии исследуемого объекта. Результаты такого анализа обычно представляют в виде набора тематических карт.

3. Преимущества и недостатки данных дистанционного зондирования

Данные дистанционного зондирования изучают во взаимосвязи друг с другом. Для каждодневной работы и принятия решений используют наиболее эффективное средство манипулирования данными, инструмент единого подхода к управлению и обработке пространственной информации - географическую информационную систему (ГИС).

Основные преимущества данных дистанционного зондирования:

- данные содержат полезную информацию, полученную в различных спектральных диапазонах, и сохраняются в цифровом виде;

- космические снимки охватывают большие области, их можно использовать для тематических региональных исследований и идентификации крупных пространственных объектов;

- регулярная съемка территорий позволяет проводить мониторинг объектов и явлений и процессов, которые изменяются под воздействием природных и антропогенных факторов (водных ресурсов, состояния с/х культур, почв, инфраструктуры городов);

- возможность достаточно просто получить данные о труднодоступных областях и получения снимков разного разрешения для решения разнообразных задач в разных предметных областях;

- экономически эффективным является применение космических снимков для оперативного обновления средне- и мелкомасштабных карт.

Основные недостатки данных дистанционного зондирования:

- высокая стоимость программного обеспечения для обработки цифровых снимков;

- результаты дешифрирования материалов дистанционного зондирования, не подтвержденные полевыми исследованиями, не всегда обладают достаточной надежностью.

4. Области применения данных дистанционного зондирования

Области применения космических снимков можно разделить на пять общих категорий:

1. Использование снимка в качестве простейшей карты или, точнее, основы, на которую можно наносить данные из других источников в отсутствие более точных карт, отображающих современную обстановку.

2. Определение пространственных границ и структуры объектов для определения их размеров и измерения соответствующих площадей. При этом очень важно предварительно провести геометрическую коррекцию снимка.

3. Инвентаризация пространственных объектов на определенной территории.

4. Оценка состояния территории.

5. Количественная оценка некоторых свойств земной поверхности.

Дистанционное зондирование является перспективным методом формирования баз данных, пространственное, спектральное и временное разрешение которых будет достаточным для решения задач рационального использования природных ресурсов. Ресурсы Земли не бесконечны, и поскольку их эксплуатация увеличивается по мере роста количества и уровня жизни населения, все более насущной становится задача их разумного и бережливого использования.

В этом отношении дистанционное зондирование является эффективным методом инвентаризации природных ресурсов и мониторинга их состояния.

Поскольку дистанционное зондирование позволяет получать информацию о любых областях Земли, включая поверхность морей и океанов, сферы применения этого метода действительно безграничны.

Сельское и лесное хозяйство, география, геология, археология, метеорология и климатология, исследования морской среды, оценка состояния и использования водных ресурсов -- вот неполный перечень сфер применения данных ДЗ.

Основой для эксплуатации природных ресурсов служит анализ информации о землепользовании и состоянии земных покровов. Помимо сбора такой информации дистанционное зондирование используют также для изучения таких природных катастроф, как землетрясения, наводнения, оползни и оседания почвы.

Заключение

Значительное место в космических технологиях занимает дистанционное зондирование Земли. Данные ДЗЗ стали важным источником для решения практических задач государственного, регионального и местного управления, мониторинга природных и техногенных объектов и явлений, повышения эффективности во многих сферах хозяйственной деятельности, особенно сельском хозяйстве, на транспорте, топливно-энергетическом комплексе, строительстве, природопользовании, создании картографической продукции и т.д.

В последнее время рынок ДЗЗ выгодно отличают снижение цен, обеспечение практически свободного доступа к снимкам среднего, высокого и сверхвысокого разрешения сразу с нескольких спутников, тогда как высокая стоимость аэрофотосъемки существенно ограничивает область ее использования.

Размещено на Allbest.ru