Definice Dálkového průzkumu Země
Dálkový průzkum Země je věda o získávání informací o objektu nebo jevu měřením emitovaného a odraženého záření. Existují dva hlavní typy nástrojů pro dálkový průzkum Země – aktivní a pasivní.
Časté dotazy
Co je dálkový průzkum Země?
Dálkový průzkum Země je druh geoprostorové technologie, která vzorkuje emitované a odražené elektromagnetické (EM) záření ze zemských, atmosférických a vodních ekosystémů Země za účelem detekce a monitorování fyzikálních charakteristik oblasti bez fyzického kontaktu. Tato metoda sběru dat obvykle zahrnuje technologie senzorů na bázi letadel a satelitů, které jsou klasifikovány jako pasivní senzory nebo aktivní senzory.
Pasivní senzory reagují na vnější podněty a shromažďují záření, které se odráží nebo vyzařuje objekt nebo okolní prostor. Nejběžnějším zdrojem záření měřeným pasivním dálkovým průzkumem je odražené sluneční světlo. Mezi oblíbené příklady pasivních dálkových senzorů patří zařízení s vazbou na náboj, filmová fotografie, radiometry a infračervené záření.
Aktivní senzory využívají interní podněty ke sběru dat a emitují energii za účelem skenování objektů a oblastí, na které senzor měří energie odražená od cíle. RADAR a LiDAR jsou typické aktivní nástroje dálkového průzkumu Země, které měří časové zpoždění mezi emisemi a návratem za účelem zjištění polohy, směru a rychlosti objektu. Shromážděná data dálkového průzkumu Země jsou poté zpracována a analyzována pomocí hardwaru a počítačového softwaru pro dálkový průzkum Země, které jsou k dispozici v různých patentovaných a otevřených aplikacích.
Co je Používá se dálkový průzkum Země?
Technologie dálkového průzkumu Země se používá v nejrůznějších oborech v tisících různých případů použití, včetně většiny věd o Zemi, jako je meteorologie, geologie, hydrologie, ekologie, oceánografie, glaciologie, zeměpis , a v geodézii, stejně jako aplikace ve vojenské, zpravodajské, obchodní, ekonomické, plánovací a humanitární oblasti. Mezi typické příklady dálkového průzkumu Země patří:
- Dálkový průzkum GIS: Geografický informační systém (GIS) je systém určený k zachycování, ukládání, správě, analýze, manipulaci a prezentaci geografických nebo prostorových dat – satelitní dálkový průzkum Země je důležitým zdrojem prostorových dat. Dálkový průzkum Země a GIS spolupracují na shromažďování, ukládání, analýze a vizualizaci dat z prakticky jakékoli zeměpisné polohy na Zemi.
- Zavlažování a monitorování a řízení vlhkosti půdy jsou hlavními složkami dálkového průzkumu Země v zemědělství.
- Dopplerův radar měří meteorologické události, jako je rychlost a směr větru v meteorologických systémech, jakož i intenzita a umístění srážek. Další aplikací je řízení leteckého provozu.
- Družice AVHRR a MODIS používají ke sledování aktivních sopek snímání teplot a středního infračerveného záření.
- INSAR (interferometrický radar se syntetickou aperturou) používá k předpovědi a včasnému varování před potenciálními sesuvy půdy techniku interferometrického dálkového průzkumu Země.
- Primární aplikací detekce a měření světla (LiDAR) je monitorování vegetace , ale také se používá v případech zaměřování zbraní a navádění laserem nasměrovaných střel. LiDAR lze také použít k detekci a měření koncentrace různých chemických látek v atmosféře.
- Stereografické páry leteckých snímků se používají k modelování vlastností suchozemských stanovišť a vytváření topografických map pomocí snímků a terénních analytiků v odděleních provozu a dálnic pro potenciální trasy.
- Spektropolarimetrické zobrazování používají vědci ve Výzkumné laboratoři americké armády pro účely sledování cílů identifikací předmětů vyrobených člověkem podle jejich polarimetrických podpisů, které se nenacházejí v přírodních objektech.
- Dálkové snímání satelitů poskytuje snímky před a po dálkovém průzkumu, aby bylo možné kvantifikovat poškození po zemětřesení, což poskytuje důležitá data pro záchranáře.
- Data z laserových a radarových výškoměrů na satelity, sonary a ultrazvuková měření lze použít k mapování pobřeží a prevenci eroze, k lepšímu porozumění tomu, jak spravovat oceánské zdroje, k posouzení dopadů přírodní katastrofy a k vytvoření strategií reakce na katastrofy, které se budou používat před a po nebezpečné události, a minimalizovat škody, které má městský růst na životním prostředí, a pomoci rozhodnout, jak nejlépe chránit přírodní zdroje.
- Dálkový průzkum ropy a zemního plynu je nedílným nástrojem pro těžbu ropy a zemního plynu před a za ním prostřednictvím hodnocení infrastruktury pro plánování místa. Spektrální analýza je zásadní pro hodnocení výchozů povrchů a prosakování povrchových uhlovodíků.
Význam dálkového průzkumu Země
Dálkový průzkum Země umožňuje sbírat data z nebezpečných nebo nepřístupných oblastí s rostoucím významem v moderní společnosti . Nahrazuje pomalejší a nákladnější sběr dat v terénu a poskytuje rychlé a opakované pokrytí extrémně velkých oblastí pro každodenní aplikace, od předpovědi počasí až po zprávy o přírodních katastrofách nebo změně klimatu.
Vzdálený průzkum je také neobstrukční metodou, která uživatelům umožňuje sbírat data a provádět zpracování dat a analýzu GIS mimo pracoviště bez narušení cílové oblasti nebo objektu. Monitorování povodní a lesních požárů, odlesňování, ledních medvědů, chemických koncentrací a zemětřesení je jen několik případů, kdy geoprostorový dálkový průzkum Země poskytuje globální perspektivu a užitečné poznatky, které by jinak byly nedosažitelné.
Výhody mikrovlnného dálkového snímání
Mikrovlnný dálkový průzkum zahrnuje pasivní i aktivní dálkový průzkum, který pokrývá vlnové délky v rozmezí od jednoho centimetru do jednoho metru – delší vlnová délka mikrovlnné trouby je důležitým prvkem dálkového průzkumu Země, protože může pronikat oparem, deštěm, prachem a oblačností efektivněji než viditelně a infračerveně.
Dálkový průzkum prostředí pomocí mikrovlnného dálkového průzkumu tedy není ovlivněn, protože delší vlnové délky nejsou náchylné k rozptylu atmosféry. Za většiny podmínek prostředí lze detekovat mikrovlnnou energii a sbírat data. Mezi aplikace patří monitorování mořského ledu a globální mapování vlhkosti půdy.
Aplikace dálkového průzkumu Země na změnu klimatu
Aplikace dálkového průzkumu Země ve studiích změny klimatu poskytla významné pokroky v porozumění klimatickému systému a jeho změnám kvantifikací časoprostorových stavů a procesů v atmosféře, oceánech a zemích. Satelitní senzory pomáhají při detekci a měření chladicích účinků zvýšených stratosférických aerosolů a prostorového vzestupu hladiny moří, které jinak nebyly pozorovány pozorováním konvenčních klimatických modelů.
Globální výzkum v oblasti změny klimatu využívá velká data z pozorovacích platforem Země, ve kterých jsou implementovány vzdálené multi-satelitní, multi-senzorové a dlouhodobé datové metody časových řad. To usnadnilo detekci faktorů citlivosti na klima, pokročilo ve studiu prostorové variability suchozemských ekosystémů a pomohlo při vývoji globálních strategií reakce na změnu klimatu.
Omezení Data vzdáleného snímání
Vzdálený průzkum je nakonec řízen lidskými operátory, kteří rozhodují o tom, které senzory by měly být použity ke sběru dat a kdy, specifikace rozlišení pro shromážděná data a kalibrace senzoru a výběr platformy které ponesou senzor, přičemž všechny tyto metody vystavují určité míře lidské chyby.
Nepřesnost může být také způsobena elektromagnetickým spektrálním zářením vyzařovaným z výkonných aktivních systémů dálkového průzkumu Země, které může být rušivé a ovlivňovat zkoumaný jev. Přístroje pro dálkový průzkum mohou přispět nepřesnými, nekalibrovanými daty, pokud se hardwarový systém stane nekalibrovaným. Mohou existovat také omezení související s náklady. Jedná se o nákladnou metodu, která vyžaduje rozsáhlé speciální školení pro analýzu obrazu.
Historie dálkového průzkumu Země
Nejstarší postupy moderního dálkového průzkumu Země se skládaly z primitivních fotografie zemského povrchu pořízené z upoutaných balónků pro účely topografického mapování ve 40. letech 20. století. Systematické letecké snímkování pomocí upravených letadel bylo vyvinuto pro účely vojenského dozoru a průzkumu během první světové války a během studené války.
Se vznikem vesmírného programu v šedesátých letech minulého století poskytovala přístrojové vybavení na pozorování Země a meteorologické satelity jako Nimbus a Landsat globální měření různých údajů pro vojenské, civilní a výzkumné účely. IKONOS, první komerční satelit postavený pro sbírání snímků ve velmi vysokém rozlišení, byl zadán společností Lockheed Martin, zahájen v roce 1999 a vyřazen z provozu v roce 2015.
Poskytuje OmniSci řešení dálkového průzkumu ?
Data dálkového průzkumu Země jsou hlavním zdrojem prostorových dat používaných v geografických informačních systémech (GIS). Procesy specifické pro geoprostor v nástrojích GIS jsou příliš pomalé na obrovské objemy dat poskytované moderními technologiemi dálkového průzkumu Země.
OmniSci překlenuje tuto propast a poskytuje zrychlenou analytickou platformu, která umožňuje geoprostorovým analytikům křížově filtrovat miliardy záznamů o poloze a polygony vedle dalších funkcí v milisekundách. Stroj OmniSciDB SQL nativně ukládá geografické a geometrické datové typy, což uživatelům umožňuje spouštět geografické výpočty s masivně paralelním výkonem CPU a GPU.