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

Transkript

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

2 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)

3 strana 3 DPZ je A. Zdroj energie a světla B. Záření a atmosféra C. Kontakt s předmětem D. Zaznamenání odražené energie senzorem E. Přenos, přijetí a zpracování dat F. Interpretace a analýza dat G. Využití informací

4 strana 4 Historie

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 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, CO 2, vodní pára Atmosférická okna Části elektromagnetického spektra, které nejsou ovlivňovány pohlcováním a rozptylem

11 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.

12 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

13 strana 13 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

14 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

15 Kapitola 2: Pořizování dat strana 15 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,

16 Kapitola 2: Pořizování dat strana 16 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

17 Kapitola 2: Pořizování dat 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.

18 Kapitola 2: Pořizování dat 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, )

19 Kapitola 2: Pořizování dat strana 19 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

20 Kapitola 3: Družicové systémy strana 20 Družicové systémy 1/2 Rovníková oběžná dráha Družice obíhá kolem Země v rovině rovníku od západu k východu Výška km (doba oběhu rotace = doba rotace Země kolem vlastní osy) GEOSTACIONÁRNÍ Malé prostorové rozlišení, krátké časové intervaly Meteorologie

21 Kapitola 3: Družicové systémy strana 21 Družicové systémy 2/2 Subpolární oběžná dráha Na denní straně obíhá od severu k jihu Globální data (1: ) Lokální data (1:25 000) Pohyb přibližně v poledníkovém směru S rovinou rovníku úhel Ve výškách km Doba oběhu 2 h Synchronní se Sluncem Nad daným místem vždy ve stejnou dobu místního času