A távérzékelés célja és története

A távérzékelés célja

• A távérzékelés egy terület fizikai jellemzőinek távoli észlelése és megfigyelése a visszavert és/vagy kibocsátott sugárzás mérése révén, általában műholdról vagy repülőgépről.
• A távérzékelési adatokat speciális mérőberendezések - szenzorok - gyűjtik, melyek fizikai tulajdonságokat érzékelnek.
• A távérzékelés egyfajta térinformatikai technológia, amely a Föld ökoszisztémáiból kibocsátott és visszavert elektromágneses (EM) sugárzás mintázatait elemzi.
• Célja egy terület fizikai tulajdonságainak fizikai érintkezés nélküli észlelése és nyomon követése.
• A távérzékelésben repülőgép- és műhold-alapú szenzortechnológiákat alkalmaznak.
• A szenzorok lehetnek passzív, azaz a visszavert vagy kibocsátott sugárzást gyűjtik (pl. filmes fényképezés, radiométerek), vagy aktív, azaz elektromágneses sugárzást bocsátanak ki a célpontok letapogatásához (pl. RADAR, LiDAR).

A távérzékelés története

• A távérzékelés gyors fejlődésén a katonai igények és motivációk játszottak kulcsszerepet.

• 1934: Az American Society of Photogrammetry (ASP) megalakulása.

• 1939-1945: A második világháború:

  • A légi fényképezés alapvető katonai eszközzé válik.
  • A fényképek értelmezése művészetté válik.
  • A fotogrammetriai berendezések jelentős fejlődése.
  • Színes infravörös film kifejlesztése és alkalmazása az álcázás felderítésére.
  • RADAR üzembe helyezése.
  • A távérzékelés titkos technológiává válik.

• 1944: A V-2 rakéta első ballisztikus pályáját megtevő rakétává válik, amely elhagyja a Föld légkörét.

• 1945-1971: A hidegháború évei:

  • A katonai fotóértelmezők tudásanyagát civil területeken is alkalmazzák, például a topográfiai térképezésben, geológiában és mérnöki tevékenységben.
  • Új platformok jelennek meg, például kémrepülőgépek (U-2) és rakéták/műholdak.
  • Képalkotó rendszerek kifejlesztése RADAR és multispektrális szkennerek számára (a filmalapú képalkotás helyett).
  • A távérzékelés politikája nemzetközi szintűvé válik.

• 1960: A "Remote sensing" kifejezés első használata.

• 1965: A ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing megalapítása.

• 1969: A Remote Sensing of Environment folyóirat megalapítása.

• 1957. október 4.: A Sputnik-1 felbocsátása a műholdas távérzékelés kezdetét jelenti.

  • A műholdat az ionoszféra tanulmányozására tervezték.
  • A nappali látható képalkotáshoz vidikon kamerarendszereket, a nappali és éjszakai érzékeléshez passzív IR radiométereket alkalmaztak.

• Fontos lépések a műholdas távérzékelés történetében:

  • APT (Automatic Picture Transmission) bevezetése.
  • Napszinkron kvázispoláris pályák.

• 1966-1969: A kísérleti TIROS-sorozatból 9 működőképes műhold indul: ESSA 1-9.

• 1964-1978: A Nimbus 1-7 sorozat:

  • Első jelentős kutatási céllal tervezett földmegfigyelő műholdsorozat.
  • Célja: a jövőbeni operatív poláris pályán keringő műszerek tesztelése.
  • Jelentős eredményeket ért el (pl. 3 tengelyes stabilizáció, fejlett vidikonos kamerarendszerek, infravörös képalkotók, mikrohullámú radiométerek és infravörös hangmérők).

• 1970 (jan): ITOS-1 (Improved TOS) = TIROS-M:

  • Globális lefedettség és APT ugyanazon a platformon.
  • 3 tengelyes stabilizáció.

• 1970 (dec): ITOS-A = NOAA-1 (ITOS-B és -C nem került pályára).

• 1972: ITOS-D-H = NOAA-2-5:

  • A vidikon korszak vége, a többcsatornás, kalibrált, leképező sugárzásmérők kezdete.
  • VHRR: kezdetben csak látható és infravörös csatorna.

• 1961: A napszinkron pályák bevezetése (a poláris pálya speciális esete).

• 1964: A geostacionárius pályák bevezetése.

• 1964: Syncom-3 (NASA):

  • Első geostacionárius műhold (a Syncom-2 még inklinációval rendelkezett).
  • 180°W (Csendes-óceán felett).
  • Élő televíziós közvetítést nyújtott az 1964-es tokiói olimpiai játékokról.
  • Kommunikációs teszteket végzett.

• 1970-es évek: A meteorológiai műholdak fontos sorozata (pl. TIROS, Nimbus, NOAA).

• 2000-es évek: A modern műholdas távérzékelés korszaka:

  • 1998-tól: Földmegfigyelés.
  • NASA EOS:
    • 1999: Terra
    • 2002: Aqua
    • 2002: Envisat
  • MetOp-A (2006): MetOp sorozat
    • MetOp-B (2012)
    • MetOp-C (2018)
  • 2011: SNPP
  • 2017: JPSS-1 (= NOAA-20): JPSS sorozat
    • 2022: JPSS2 (= NOAA-21)
  • 2014-től: ESA Earth Explorers and Sentinel-sorozat

• 1986: SPOT: első francia műhold, amely a korábbiakhoz képest nagyobb felbontást biztosít (10 méteres, pánkromatikus kép).

• A GIS (Geographic Information System) használata rohamosan terjed.

• A GPS kifejlesztése.

A Földrajzi Információs Rendszer (GIS)

• A GIS egy keretrendszer az adatok gyűjtéséhez, kezeléséhez és elemzéséhez.
• Integrál számos adattípust.
• Elemzi a térbeli elhelyezkedést.
• Lehetővé teszi az adatbázisok és a térképek összekapcsolását, dinamikus megjelenítések létrehozását.
• A GIS integrálja a különböző tudományágakat és technológiákat, pl. távérzékelés, földmérés, fotogrammetria, térelemzés, térképészet, informatika.

Leképező rendszerek

• A leképező rendszerek alapvető csatornái a következő hullámhossz tartományokban működnek:

  • 0,58‒0,68 mm
  • 0,72‒1,1 mm
  • 3,55‒3,93 mm
  • 10,3‒11,3 mm
  • 11,5‒12,5 mm

• Az IFOV (Instantaneous Field of View) egy távérzékelő képalkotó rendszer térbeli felbontásának mérőszáma.

• A detektorok sora lehet across track (pásztázó) vagy along track (folyamatos).

• Az across track pásztázás esetén a detektorok sorban, a pálya vonalára merőlegesen pásztáznak.

• Az along track pásztázás esetén a detektorok sora a pálya irányában mozog, és egyidejűleg rögzíti az adatokat.

• A pushbroom rendszerben a detektorok sora a mozgással kombinálva hosszú ideig érzékeli az egyes képpontokat, ezáltal nagyobb radiometrikus felbontás érhető el.

• A pushbroom rendszer kisebb IFOV-okat és szűkebb sávszélességeket tesz lehetővé, ami finomabb térbeli és spektrális felbontást eredményez.

• A pushbroom rendszernek előnye, hogy nincsenek mozgó alkatrészek, így kisebb, könnyebb és megbízhatóbb rendszer.

• A pushbroom rendszer hátránya a detektorok közötti egységes érzékenység elérése érdekében szükséges bonyolult keresztkalibrálási folyamat.

Vertikális szondázás

• Célja a légkör vertikális állapotára vonatkozó információk kinyerése.

• Szondázó szenzorok: infravörös vagy mikrohullámú csatornák.

• Mérhető adatok:

  • Hőmérséklet vertikális profilja.
  • Nedvesség vertikális profilja.
  • Gázkoncentráció vertikális profilja a légoszlopban.

• Körülbelül 1300 rádiószondás állomás létezik világszerte, de a térbeli eloszlás nem egyenletes.

• A vertikális szondázás eredményei rendkívül fontosak a numerikus időjárás-előrejelzési modellek számára.

Ez a kvíz a távérzékelés célját és fejlődését járja körül. Megismerhetjük a távérzékelési technológiákat és az alkalmazások különböző típusait, valamint a szenzorok szerepét e folyamatban. Ideális azok számára, akik érdeklődnek a térinformatika és a távoli érzékelés iránt.