DÁLKOVÝ PRŮZKUM ZEMĚ ZÁKLADNÍ BODY OSNOVY lDEFINICE lMETODY lFYZIKÁLNÍ PODSTATA DPZ lDRUŽICOVÉ SYSTÉMY lVÝZNAM PRO VĚDU, ŠKOLSTVÍ, GEOGRAFII lUKÁZKY definice l Pod pojmem dálkový průzkum Země (DPZ) l (Remote Sensing) se rozumí zkoumání, měření a zobrazování objektů a jevů v krajinné sféře bez přímého fyzického kontaktu s nimi. l DPZ - procesy . DPZ zahrnuje problematiku: l zhotovování, l přenosu, l zpracování, l vyhodnocení l (interpretace), l analýzu l a využití l snímků a obrazových záznamů z letadel ( i modelů) a vrtulníků a dnes zejména z družic. Systémy DPZ l DPZ je jednou z moderních informačních technologií Materiály l Výsledkem DPZ jsou: l letecké snímky l družicové obrazové záznamy l (zpracované v digitální či analogové formě) ukázky letecký snímek, družicový snímek obrazové materiály letecké a družicové snímky obsahují prostorovou informaci metody DPZ l data DPZ se získávají fotografie l vznikají centrální projekcí na citlivé fotografické vrstvy l v jeden okamžik l kladem značný detail konstrukce přesných topografických map l fotografie – z letadel, bal´énů. družic, raketoplánů ( tj. nosičů) Družicové snímky snímky l vznikají řádkováním za pomoci přístrojů: l 1.na měření radiace – radiometrů l 2.snímacích rozkladových zařízení – skenerů l vznikají obrazové záznamy ( imagery) l liší se obrazovým detailem l (detail obecně menší než u fotografie) l pořizovány v široké části spektra l poskytovány v číselné – digitální - podobě Metody DPZ l podle zdroje elektromagnetického záření: l 1.pasivní : l přímé - odražené sluneční záření l nepřímé – odražené vlastní vyzařování objektu např. termovize l 2. aktivní – záření je vysíláno ze zdroje umístěného na nosiči, odražené záření je zachyceno na nosiči - radar Skenování území Fyzikální podstata DPZ l Objekty o sobě vydávají informace pomocí silových polí l silové pole, jehož charakteristika se v DP zaznamenává, je elektromagnetické záření l částí elektromagnetickéo záření je i viditelné záření - část spektra, na kterou je citlivý lidský zrak spektrum změna odraženého záření Základní způsoby vizualizace digitálních obrazových dat l Obrazové záznamy – snímky území – se pořizují v multispektrálním režimu, tj. území je zaznamenáno ve více pásmech – intervalech – kanálech ( band, channel) l Data na monitoru mohou být vizualizována jako: l 1. Černobílý obraz l 2. Pseudobarevný obraz l 3. Barevná syntéza l Nejčastěji je skládán v tzv. aditivním skládání:, systém RGB, tj. pásmo červené + zelené + modré Převod barev na číselné hodnoty Teorie spektrálního chování l Každý typ povrchu odráží určité množství záření v určitých délkách l každý povrch má typické spektrální chování l jeho průběh zaznamenává spektrální křivka ( tj. kolik a jakého záření konkrétní povrch odráží) rozpoznání objektů na snímcích l podle spektrálního chování objektů jsou tyto objety rozpoznány l existence „knihoven“ l přiřazení ke konkrétnímu spektr. projevu povrch, který jej odrazil Družicové systémy Oběžné dráhy družic - a) rovníková dráha - b) šikmá oběžná dráha c) subpolární oběžná dráha. Družice se šikmou oběžnou dráhou l Dráhy oběhu svírají s rovinou rovníku úhel 30° až 60° l družice-kosmické lodi s lidskou posádkou l Výška oběhu několik stovek kilometrů nad Zemí l Neposkytuje údaje z vyšších zem. šířek l Družice v rovníkové dráze l vzdálenost 36 000 km l od západu k východu l úhlová rychlost oběhu družice odpovídá úhlové rychlosti rotace Země tj. pro pozorovatele na Zemi je tedy družice stále na stejném místě l geostacionární Družice v rovníkové dráze l meteorologické družice l monitorující synoptické procesy v atmosféře a umožňující ukazovat stav a pohyb oblačnosti, analyzovat a předpovídat počasí l družice METEOSAT METEOSAT l umístěná na nultém poledníku nad Guinejským zálivem l Rovníková dráha, geostacionární l obraz zachycuje především Evropu, Afriku s přilehlými částmi Atlantského a Indického oceánu l provoz řídí organizace ESA (Evropská kosmická agentura) Meteosat Zakřivení Obrazové záznamy Meteosatu Meteosat l Vybavení: l radiometr l pracující ve l viditelném pásmu spektra s prostorovou rozlišovací schopností 2,5 km, l v pásmu vodních par 5 km l a v infračerveném pásmu 5 km Meteosat l 1.Snímání jednou za 30 min l 2. Odeslání na stanici v Darmstadtu l 3.Zpracování dat na stanici v Darmstadtu l (zpracování radiometrické a geometrické) l 4. zpět zaslání na družicí l 5. družice k uživateli: – primární data – za poplatek v plném rozlišení – sekundární – data v analogové podobě, zdarma, animace oblačných systémů, předpověď počasí www METEOSAT l http://www.chmu.cz/meteo/sat/ l animace Družice se subpolární dráhou oběhu l většina družic l ve směru poledníků ve výšce 700 až 1000 km l od severu k jihu l doba oběhu závisí na výšce letu (cca 2h) l 12 až 16 oběhů za 24 hodin l jsou synchronní se Sluncem tj. prolétají nad stejným místem ve stejnou hodinu místního času Družice se subpolární dráhou oběhu l Rozlišovací schopnost získaných údajů je několik metrů l Družice systému NOAA l Družice systému LANDSAT l Quick Bird NOAA l Nejvýzn. systém z rozsáhlé skupiny meteor. družic na polárních drahách l Subpolární dráha, výška 833 km, doba oběhu 102 min, 14 oběhů denně l Snímá celou zeměkouli včetně polárních oblastí l Zařízení: l Multispektrální radiometr l Přesná korekce dat NOAA l Data z radiometru lze využít pro: l 1. Environmentální aplikace l 2. Meteorologické aplikace l Data – základ mnoha projektů studující globální změny LANDSAT l Systém družic, od poč. 70. let, l aktivní Landsat 5 a 7, l Nejvýznamnější zdroj informací o přírodních zdrojích Země l výška letu 705 km, doba oběhu 99 min, inklinace 98°, snímkování stejného místa po 16 dnech l pruh území široký 185 km l Rozlišení – velikost pixelu 60 m, kromě termálního pásma – 120 m l Přístroje: – televizní systém – Multispektrální skener Thematic Mapper snímající v 7 spektrálních pásmech (od 0,45 ηm do 12,50 ηm), – pásma: l modré – holá půda l Zelené – vegetace l Červené – povrchy bez vedetace l blízkém infračervené – vegetační studie l středně infračervené – vegetace, holá půda, sníh, oblačnost l Termální – termální radiace povrchů, teplotní znečištění l Střední infračervené 2 – geologické aplikace l l Kombinace informací získaných z jednotlivých pásem l umožňuje: l dobrou identifikaci a rozlišení prvků a jevů jako je l síť vodních toků a jejich uspořádání, l identifikace a vlastnosti vodních objektů, l obsah sedimentů ve vodě, l hranice vody a vegetace, l druhy vegetace, l lesní plochy, l zemědělská půda, l půdní poměry, půdní vlhkost l plochy bez vegetace, l sněhová pokrývka, l zastavěné plochy, l průběh komunikací. www l https://zulu.ssc.nasa.gov/mrsid/ l Landsat SPOT l Doba oběhu: 101, 4 minut l nad stejným místem na Zemi : po 26 dnech. l Přes den snímá, v noci odesílá data ( Toulouse, Kiruna) l Přístroje: l dva multispektrální optoelektronické radiometry l Šířka snímaného území: 60 km na každou stranu od průmětu orbitální dráhy na Zemi, přičemž se záznamy obou radiometrů překrývají o 3 km. l příčný skon radiometrů je možno nastavovat až do úhlu ± 27° l Lze proto překryty pro tvorbu stereoskopických dvojic l Dva řežimy: l Pannchromatický - vysoké prostorové rozlišení (velikost pixelů je 10 x 10 x m. l - v multispektrální, tři pásma, rozlišení 20 x 20 m. l Stereoskopické dvojice: – vrstevnicový obraz – digitální model terénu výškovou přesností asi 5 m. l Dobré rozlišení – tvorba map měřítka 1:10 000. kombinace snímků z více spektrálních pásem - SPECIÁLNÍ STUDIE Ceny snímků (SPOT) Další družice l QuickBird – rozlišení 0,60 m - viz obr. l IKONOS – rozlišení 1m