Fjernregistrering Definition
Fjernregistrering er videnskaben om at erhverve information om et objekt eller fænomen ved at måle udsendt og reflekteret stråling. Der er to primære typer fjernmålerinstrumenter – aktive og passive.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er fjernregistrering?
Fjernmåling er en type geospatial teknologi, der prøver udsendt og reflekteret elektromagnetisk (EM) stråling fra Jordens jord-, atmosfæriske og akvatiske økosystemer for at opdage og overvåge de fysiske egenskaber ved et område uden at komme i fysisk kontakt. Denne metode til dataindsamling involverer typisk flybaserede og satellitbaserede sensorteknologier, der klassificeres som enten passive sensorer eller aktive sensorer.
Passive sensorer reagerer på eksterne stimuli og samler stråling, der reflekteres eller udsendes af et objekt eller det omgivende rum. Den mest almindelige strålekilde målt ved passiv fjernmåling er reflekteret sollys. Populære eksempler på passive fjernsensorer inkluderer ladekoblede enheder, filmfotografering, radiometre og infrarød.
Aktive sensorer bruger interne stimuli til at indsamle data og udsender energi for at scanne objekter og områder, hvorefter en sensor måler energi reflekteret fra målet. RADAR og LiDAR er typiske aktive fjernretningsværktøjer, der måler tidsforsinkelsen mellem emission og retur for at fastslå placeringen, retningen og hastigheden af et objekt. De samlede sensordata, der indsamles, behandles og analyseres derefter med hardware og computersoftware, der er tilgængelig i en række forskellige proprietære og open source-applikationer.
Hvad er Fjernregistrering anvendes til?
Fjernregistreringsteknologi bruges i en lang række discipliner i tusindvis af forskellige anvendelsestilfælde, herunder de fleste jordvidenskaber, såsom meteorologi, geologi, hydrologi, økologi, oceanografi, glaciologi, geografi og i landmåling samt applikationer inden for militære, efterretningsmæssige, kommercielle, økonomiske, planlægnings- og humanitære områder. Nogle typiske eksempler på fjernmåling inkluderer:
- GIS fjernmåling: Geographic Information System (GIS) er et system designet til at indfange, gemme, administrere, analysere, manipulere og præsentere geografiske eller geografiske data – satellitfjernmåling giver en vigtig kilde til geodata. Fjernmåling og GIS arbejder sammen om at indsamle, gemme, analysere og visualisere data fra stort set enhver geografisk position på Jorden.
- Overvågning og styring af vanding og jordfugtighed er vigtige komponenter i fjernmåling i landbruget.
- Dopplerradar måler meteorologiske begivenheder såsom vindhastighed og retning inden for vejrsystemer såvel som nedbørsintensitet og placering. En anden applikation er flykontrol.
- AVHRR- og MODIS-satellitter bruger termisk sensing og mid-infrarød sensing til at overvåge aktive vulkaner.
- INSAR (interferometrisk syntetisk blænderadar) bruger interferometri remote sensing-teknik til at forudsige og give tidlige advarsler om potentielle jordskred.
- En primær anvendelse af lysdetektering og -afstand (LiDAR) er vegetationsovervågning dog anvendes det også i tilfælde af våbenspænding og laserbelyst målning af projektiler. LiDAR kan også bruges til at detektere og måle koncentrationen af forskellige kemikalier i atmosfæren.
- Stereografiske par luftfotos bruges til at modellere terrestriske habitatfunktioner og lave topografiske kort af billed- og terrænanalytikere i trafikabilitet og motorvejsafdelinger til potentielle ruter.
- Spektropolimetrisk billeddannelse bruges af forskere ved US Army Research Laboratory til målsporingsformål ved at identificere menneskeskabte genstande ved deres polarimetriske signaturer, som ikke findes i naturlige genstande.
- Fjernsensor-satellitter giver billeder før og efter fjernføler for at kvantificere skader efter jordskælv, hvilket giver vigtige data til redningsarbejdere.
- Data fra laser- og radarhøjdemålere på satellitter, ekkolod og ultralydsmålinger kan bruges til kortlægning af kyst og forebyggelse af erosion for bedre at forstå, hvordan man styrer havressourcer, vurdere virkningerne af en naturkatastrofe og skabe katastrofeberedskabsstrategier, der skal bruges før og efter en farlig begivenhed at minimere den skade, som byvækst har på miljøet og hjælpe med at beslutte, hvordan man bedst beskytter naturressourcer.
- Fjernmåling af olie og gas er et integreret redskab til opstrøms og nedstrøms gas- og olieoperationer gennem evaluering af infrastruktur til planlægning af et godt sted. Spektralanalyse er afgørende for evalueringen af overfladeafgrøder og overfladecarbonhydridsiv.
Fjernbetjeningens betydning
Fjernregistrering gør det muligt at indsamle data fra farlige eller utilgængelige områder med voksende relevans i det moderne samfund . Det erstatter langsommere og dyr dataindsamling på jorden og giver hurtig og gentagen dækning af ekstremt store områder til hverdagsapplikationer, lige fra vejrudsigter til rapporter om naturkatastrofer eller klimaændringer.
Fjernmåling er også en uhindrende metode, der giver brugerne mulighed for at indsamle data og udføre databehandling og GIS-analyse uden for stedet uden at forstyrre målområdet eller objektet. Overvågning af oversvømmelser og skovbrande, skovrydning, isbjørne, kemiske koncentrationer og jordskælv er blot nogle få tilfælde, hvor geospatial fjernmåling giver et globalt perspektiv og handlingsmæssige indsigter, som ellers ville være uopnåelige.
Fordele ved mikrobølgefjernmåling
Mikrobølgefjernmåling omfatter både passiv og aktiv fjernmåling, der dækker bølgelængder fra en centimeter til en meter – mikrobølgens længere bølgelængde er en vigtig funktion i fjernmåling som det kan trænge gennem tåge, regn, støv og skydække mere effektivt end synligt og infrarødt.
Fjernmåling af miljøet ved hjælp af mikrobølgefjernmåling påvirkes derfor ikke, da de længere bølgelængder ikke er modtagelige for atmosfærisk spredning. Mikrobølgeenergi kan detekteres, og data kan indsamles under de fleste miljøforhold. Ansøgninger inkluderer overvågning af havis og global kortlægning af jordfugtighed.
Anvendelse af fjernmåling til klimaændringer
Anvendelse af fjernmåling i studier af klimaændringer har givet store fremskridt i forståelsen af klimasystemet og dets ændringer ved at kvantificere rumtimoral tilstander og processer i atmosfæren, havene og landene. Satellitsensorer har hjulpet med påvisning og måling af afkølingseffekterne af øgede stratosfæriske aerosoler og det geografiske mønster for stigning i havniveauet, som ellers ikke blev observeret af konventionelle observationer af klimamodeller.
Global forskning i klimaforandringer bruger store data fra jordobservationsplatforme, hvor fjernmetoder med multi-satellit, multisensor og langvarige dataserier implementeres. Dette har gjort det lettere at påvise klimafølsomhedsfaktorer, avanceret undersøgelsen af terrestriske økosystemers rumlige variation og hjulpet med udviklingen af globale strategier for reaktion på klimaændringer.
Begrænsninger af Remote Sensing Data
Remote sensing styres i sidste ende af menneskelige operatører, der træffer afgørende beslutninger om, hvilke sensorer der skal bruges til at indsamle data og hvornår, specifikationer for opløsning for de indsamlede data og sensorkalibrering og valg af platform der vil bære sensoren, som alle udsætter denne metode for en vis grad af menneskelig fejl.
Unøjagtighed kan også indføres af den elektromagnetiske spektrumstråling, der udsendes fra kraftige aktive fjernretningssystemer, som kan være påtrængende og påvirke det målfænomen, der undersøges. Fjernmålerinstrumenter kan bidrage med unøjagtige, ikke-kalibrerede data, hvis hardwaresystemet ikke bliver kalibreret. Der kan også være omkostningsrelaterede begrænsninger. Det er en dyr metode, der kræver omfattende, speciel træning til billedanalyse
Historie om fjernføling
De tidligste fremgangsmåder ved moderne fjernføling bestod af primitive fotografier af jordens overflade taget fra bundne balloner med henblik på topografisk kortlægning i 1840’erne. Systematisk luftfotografering ved hjælp af modificerede fly blev udviklet til militær overvågning og rekognoscering under den første verdenskrig og gennem den kolde krig.
Med fremkomsten af rumprogrammet i 1960’erne leverede instrumentering på jordobservations- og vejrsatellitter som Nimbus og Landsat globale målinger af forskellige data til militære, civile og forskningsformål. IKONOS, den første kommercielle satellit, der blev bygget til at samle billeder i meget høj opløsning, blev bestilt af Lockheed Martin, der blev lanceret i 1999 og blev taget i brug i 2015.
Tilbyder OmniSci løsninger til fjernmåling ?
Fjernmåling er en vigtig kilde til geodata, der bruges i Geografiske informationssystemer (GIS). Geospatiale-specifikke processer i GIS-værktøjer bliver for langsomme til de enorme datamængder, der leveres af moderne fjernmålingsteknologier.
OmniSci bygger bro over denne kløft og leverer en accelereret analyseplatform, der giver geospatiale analytikere mulighed for at krydsfiltrere milliarder af placeringsdataposter og polygoner sammen med andre funktioner i millisekunder. OmniSciDB SQL-motoren gemmer indbyggede geografiske og geometriske datatyper, så brugerne kan køre geo-beregninger med den massivt parallelle processorkraft for CPU’er og GPU’er.