Satelitske snimke: kako funkcionira i za što se koristi?

Prve slike snimljene iz svemira bile su s suborbitalnih letova 1940-ih, a prvu satelitsku snimku snimio je 1959. Explorer 6. Satelitsko snimanje je upotreba satelita za prikupljanje podataka o Zemlji putem satelita u orbiti ili zrakoplova na vrlo visokoj nadmorskoj visini.

Od tada je satelitsko snimanje daleko napredovalo. Sada je u orbiti oko Zemlje više od 2000 satelita i mnogo različitih vrsta s različitim mogućnostima. Satelitsko snimanje koristi se u meteorologiji, konzervaciji, geologiji, poljoprivredi, kartografiji, obrazovanju, inteligenciji, ratovanju i još mnogo toga.

Ovaj će članak pokriti neke tehnologije iza satelitskih snimaka, kako to funkcionira i za što se može koristiti.

Kako funkcionira satelitsko snimanje?

Satelitsko snimanje široka je tema. Postoje različite vrste senzora i različite metode za dobivanje satelitskih snimaka. Evo nekoliko načina na koje se sateliti i njihovi senzori mogu razlikovati.

Pasivno vs. Aktivno otkrivanje

Dvije su široke kategorije senzora slikovnih satelita. To su aktivni senzori i pasivni senzori. Pasivni senzorski sateliti prikupljaju podatke o Zemlji elektromagnetskim zračenjem koje emitira Sunce i odbija se od Zemlje. S druge strane, aktivni senzorski sateliti emitiraju vlastito zračenje i analiziraju ga dok se odbija natrag na satelit.

Razlučivost senzora

Poput normalne kamere, različitog satelita senzori imaju različite mogućnosti. Svaki senzor imat će određenu prostornu rezoluciju. U osnovi se radi o tome koliko senzor istovremeno može zauzeti područje ili koliko su i koliko su mali njegovi pikseli. Neki senzori mogu zabilježiti razlučivost do 0,31 metra na kvadrat po pikselu, iako većina neće imati takvu razlučivost.

Imajte na umu da su sateliti stalno u pokretu. To znači da se za snimanje slika širokog područja ili senzor mora moći pomicati ili mora postojati niz senzora. Na primjer, ako satelit kruži u smjeru sjever-jug, on može imati senzor ili zrcalo koje se kreće u suprotnom smjeru za "skeniranje" šireg područja dok se kreće.

S druge strane, spektralna rezolucija je vrsta svjetlosti koju senzor može zarobiti. Različite strukture na Zemlji različito odražavaju elektromagnetsko zračenje, što omogućava satelitima da budu toliko korisni. Elektromagnetsko zračenje uključuje vidljivu svjetlost (kakvu vidimo svojim očima), infracrvenu i ultraljubičastu svjetlost. Na primjer, snijeg prilično snažno odražava svo zračenje, dok će gusta vegetacija apsorbirati puno crvene svjetlosti, ali emitirati infracrvenu svjetlost.

Na taj će način satelit sa senzorima koji mogu hvatati vidljivu i infracrvenu svjetlost moći razlikovati različita okruženja na površini planeta. Ali to nisu sve sateliti u mogućnosti.

Za razliku od normalnih fotoaparata, sateliti također imaju vremensku razlučivost. To se odnosi na količinu vremena između slika za određeno mjesto. Ako se satelit koristi za nadgledanje određenog područja, trebat će mu određeni broj sati da satelit ponovno dosegne to mjesto iznad Zemlje.

Dakle, vidite da su sateliti visoko specijalizirani dijelovi opreme. Svaki će se satelit proizvoditi s određenim zadatkom na umu (ili s više zadataka).

Obrada slike

Zbog veličine Zemlje, prirode slikovnih senzora i čistog volumena slika koje je potrebno snimiti, za izradu korisnih slika potrebna je obrada slika.

Jedan od primjera je šivanje slika. Bez obzira na veličinu senzora, da bi se slike velike razlučivosti snimale na velikim površinama, morat će se snimiti nekoliko slika. Tada će ih trebati "spojiti" (na sreću softver to sada radi gotovo neprimjetno) kako bi se stvorila jedna veća slika.

Zbog zračenja, satelitske slike često sadrže artefakte poput pruga ili pruga. De-striping slike postupak je uklanjanja radi stvaranja boljih slika.

Nadalje, ovisno o upotrebi slika, možda će se morati ponovno snimiti pojedina područja, ovisno o oblaku ili drugim preprekama snimci. Tu dolazi vremenska razlučivost i zašto može biti potrebno tisuće sati prosijavanja slika da bi se stvorila idealna karta područja.

Čemu služi satelitsko snimanje?

Kao što smo spomenuli, satelitsko snimanje ima široku paletu primjena. To uključuje kartografiju i plovidbu, planiranje grada, predviđanje vremena, ekološki nadzor i vojni nadzor. Tri najčešće korištene satelitske slike detaljnije su objašnjene u nastavku.

Slike i Karte

Najpoznatiji primjer satelitskog snimanja vjerojatno je Google Earth. Ovaj alat možete jednostavno koristiti za vidi svoj vlastiti dom. Razvile su se i mnoge druge organizacije baze podataka satelitskih slika koji su poredani u korisne mape. To može rezultirati sposobnošću zumiranja do određene razine detalja na bilo kojem mjestu na planetu.

Da bi se stvorile karte, slike visoke razlučivosti moraju se snimiti na mnogim nadmorskim visinama za svako mjesto. To uključuje i satelitsku i zračnu fotografiju. Sofisticirani softver koristi se za "stapanje" nadmorske visine jedni s drugima dok uvećavate kartu.

Otkrivanje promjena

Sateliti su u mogućnosti pratiti promjene u određenom području Zemljine površine. Primarni primjer su polarna područja. Sateliti nisu u mogućnosti pratiti samo količinu leda u bilo kojem trenutku (putem vidljive i infracrvene svjetlosti refleksija), ali također su u stanju izraditi topološke karte tla za mjerenje promjena visine u polarnim led.

Prognoza vremena

Jeste li ikad gledali vremensku prognozu ili koristio vremensku aplikaciju? Na tome možete zahvaliti satelitima.

Sateliti imaju senzore koji mogu hvatati određene valne duljine infracrvene svjetlosti i mogu dobiti informacije o razini topline.

U kombinaciji sa slikanjem vidljivog svjetla, sateliti mogu snimiti gotovo punu sliku vremenskih sustava. To je zato što vidljiva svjetlost pruža informacije koje možda neće biti dostupne putem infracrvene svjetlosti poput magle (koja je vrlo blizu temperaturi kopna ispod nje).

Termovizija je dostupna i noću (kada vidljivo svjetlo nije dostupno). To je važno za predviđanje vremena, jer različite vrste vremenskih sustava imaju različite znakove topline (na primjer, vrste oblaka).

Geostacionarni sateliti mogu nadzirati jedno određeno područje s vrlo velike nadmorske visine. To čine kružeći oko Zemlje istom brzinom kojom se Zemlja vrti. Oni pružaju većinu informacija koje vidite u vremenskoj prognozi. Druga vrsta vremenskog satelita je polarna orbita i može slikati područje samo dva puta dnevno, ali pruža puno veću rezoluciju.

Kombiniranje podataka o toplini i odbijenoj svjetlosti omogućuje analizu sustava oblaka, zagađenja, požara, oluja, površinskih temperatura i još mnogo toga.

Satelitske snimke: novo doba znanosti

Pojavom satelitskih snimaka znanstvenici su mogli promatrati Zemlju na novoj razini detalja koja je prije bila nezamisliva. Jednostavnim pristupom svjetskim slikama kroz spektar svjetlosti, proučavanje vremenskih obrazaca i ekoloških obrazaca postalo je puno sofisticiranije.

No, sva nova tehnologija dolazi i s opasnom stranom. Satelitsko snimanje neophodno je za suvremena militaristička nastojanja, uključujući nadzor stranih država ili strategije planiranja.

Nadamo se da vas je ovaj članak naučio nečemu što niste znali o tome kako satelitski sateliti za prikupljanje slika prikupljaju slike!

Kako se razlikuju različite vrste senzora digitalnog fotoaparata?

Senzori digitalnih fotoaparata znatno se razlikuju. Evo kako se razlikuju i kako različite veličine senzora utječu na kvalitetu fotografije.

Pročitajte Dalje

O autoru