Távérzékelés definíciója
A távérzékelés az a tudomány, amely információt szerez egy tárgyról vagy jelenségről a kibocsátott és visszavert sugárzás mérésével. A távérzékelő eszközöknek két elsődleges típusa létezik – aktív és passzív.
GYIK
Mi a távérzékelés?
A távérzékelés egy olyan térinformatikai technológia, amely a Föld szárazföldi, légköri és vízi ökoszisztémáiból származó elektromágneses (EM) sugárzást bocsátott ki és tükröz vissza annak érdekében, hogy fizikai érintkezés nélkül észlelje és figyelemmel kísérje egy terület fizikai jellemzőit. Ez az adatgyűjtési módszer általában repülőgép-alapú és műholdas alapú érzékelő-technológiákat foglal magában, amelyeket passzív vagy aktív érzékelőkként osztályoznak.
A passzív érzékelők reagálnak a külső ingerekre, összegyűjtve a sugárzást, amelyet a egy tárgy vagy a környező tér. A passzív távérzékeléssel mért leggyakoribb sugárforrás a visszavert napfény. A passzív távérzékelők népszerű példái közé tartoznak a töltéshez kapcsolt eszközök, a filmfelvétel, a radiométerek és az infravörös.
Az aktív érzékelők belső ingereket használnak az adatok összegyűjtésére, energiát bocsátanak ki az objektumok és területek szkennelésére, amelyek után az érzékelő méri a a céltól visszaverődő energia. A RADAR és a LiDAR tipikus aktív távérzékelési eszköz, amely méri az emisszió és a visszatérés közötti késleltetést annak érdekében, hogy megállapítsa az objektum helyét, irányát és sebességét. Az összegyűjtött távérzékelési adatokat ezután feldolgozzuk és elemezzük távérzékelő hardverrel és számítógépes szoftverrel, amely különféle saját és nyílt forráskódú alkalmazásokban érhető el. A távérzékelést használják?
A távérzékelési technológiát a legkülönbözőbb tudományterületeken alkalmazzák, több ezer különböző felhasználási esetben, ideértve a legtöbb földtudományt is, mint például a meteorológia, geológia, hidrológia, ökológia, óceánföldrajz, glaciológia, földrajz , valamint a földmérés, valamint a katonai, hírszerzési, kereskedelmi, gazdasági, tervezési és humanitárius területek alkalmazásai. Néhány tipikus távérzékelési példa:
- GIS távérzékelés: A földrajzi információs rendszer (GIS) egy olyan rendszer, amelyet földrajzi vagy térbeli adatok rögzítésére, tárolására, kezelésére, elemzésére, manipulálására és bemutatására terveztek – a műholdas távérzékelés fontos téradatok forrása. A távérzékelés és a térinformatika együttesen gyűjti, tárolja, elemzi és megjeleníti az adatokat a Föld gyakorlatilag bármely földrajzi helyzetéből.
- Az öntözés és a talajnedvesség figyelemmel kísérése és kezelése a mezőgazdaság távérzékelésének fő alkotóeleme.
- A Doppler radar olyan meteorológiai eseményeket mér, mint a szél sebessége és iránya az időjárási rendszerekben, valamint a csapadék intenzitása és elhelyezkedése. Egy másik alkalmazás a légi forgalomirányítás.
- Az AVHRR és a MODIS műholdak hőérzékelést és közepes infravörös érzékelést használnak az aktív vulkánok megfigyelésére.
- Az INSAR (interferometrikus szintetikus apertúrájú radar) interferometriás távérzékelési technikát használ a potenciális földcsuszamlások előrejelzésére és korai figyelmeztetésére.
- A fény észlelésének és távolságának (LiDAR) elsődleges alkalmazása a növényzet figyelése azonban fegyverek távolsága és lézerrel megvilágított lövedékek elhelyezése esetén is alkalmazzák. A LiDAR alkalmazható a légkör különböző vegyi anyagainak koncentrációjának kimutatására és mérésére is. az amerikai hadsereg kutató laboratóriumában célkövetési célokra azáltal, hogy polarimetrikus aláírásuk alapján azonosítják az ember által készített tárgyakat, amelyek nem találhatók meg természetes tárgyakban.
- A távérzékelő műholdak távoli érzékelés előtti és utáni képeket szolgáltatnak a földrengés utáni károk számszerűsítése érdekében, amelyek létfontosságú adatokat szolgáltatnak a mentési dolgozók számára.
- Lézer- és radarmagasságmérők adatai műholdak, szonár és ultrahangmérések felhasználhatók a part menti térképezéshez és az erózió megelőzéséhez, hogy jobban megértsék az óceán erőforrásainak kezelését, felmérjék a természeti katasztrófa hatásait, és katasztrófaelhárítási stratégiákat hozzanak létre, amelyeket a veszélyes esemény előtt és után is alkalmazni kell, és a városi növekedés által a környezetre gyakorolt károk minimalizálása és a természeti erőforrások legmegfelelőbb megválasztásának eldöntése.
- Az olaj és a gáz távérzékelése az infrastruktúra értékelése révén szerves eszköz az upstream és downstream gáz és kőolaj műveletek számára. a jó helyszín tervezéséhez. A spektrális elemzés létfontosságú a felszíni kibontakozások és a felszíni szénhidrogén szivárgás értékeléséhez.
A távérzékelés fontossága
A távérzékelés lehetővé teszi az adatok gyűjtését veszélyes vagy megközelíthetetlen területekről, növekvő jelentőséggel bír a modern társadalomban . Helyettesíti a lassabb, költséges adatgyűjtést a helyszínen, gyors és ismétlődő lefedettséget biztosítva a mindennapi alkalmazásokhoz rendkívül nagy területeken, az időjárás-előrejelzéstől a természeti katasztrófákról vagy az éghajlatváltozásról szóló jelentésekig.
A távérzékelés szintén nem akadályozó módszer, amely lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy a célterület vagy az objektum megzavarása nélkül adatokat gyűjtsenek és végezzenek adatfeldolgozást és térinformatikai elemzést a helyszínen kívül. Az árvizek és az erdőtüzek, az erdőirtás, a jegesmedvék, a kémiai koncentrációk és a földrengések nyomon követése csak néhány olyan eset, amikor a térbeli távérzékelés globális perspektívát és cselekvőképes betekintést nyújt, amely egyébként nem lenne elérhető.
A mikrohullámú távérzékelés előnyei
A mikrohullámú távérzékelés magában foglalja a passzív és az aktív távérzékelést is, egy centiméter és egy méter közötti hullámhosszakat lefedve – a mikrohullámú sütő hosszabb hullámhossza a távérzékelés fontos jellemzője, mivel hatékonyabban képes behatolni a ködbe, a csapadékba, a porba és a felhőzetbe, mint a látható és az infravörös.
A környezet távérzékelése mikrohullámú távérzékeléssel tehát nincs hatással, mivel a hosszabb hullámhosszak nem érzékenyek a légköri szóródásra. A mikrohullámú energia detektálható és az adatok összegyűjthetők a legtöbb környezeti feltétel mellett. Az alkalmazások magukban foglalják a tengeri jég megfigyelését és a talaj globális nedvesség-feltérképezését.
Távérzékelés alkalmazása az éghajlatváltozáshoz
Távérzékelés alkalmazása a klímaváltozás tanulmányozásában jelentős előrelépéseket tett az éghajlati rendszer és annak változásainak megértésében, számszerűsítve a légkör, az óceánok és a földek térbeli-időbeli állapotait és folyamatait. A műholdas szenzorok segítséget nyújtottak a megnövekedett sztratoszférikus aeroszolok hűtési hatásainak és a tengerszint emelkedésének térbeli mintázatának detektálásában és mérésében, amelyet egyébként a hagyományos klíma modellek megfigyelései nem figyeltek meg.
A globális éghajlatváltozással kapcsolatos kutatások a Föld megfigyelési platformjainak nagy adatait használják fel, amelyekben távoli több műholdas, több szenzoros és hosszú távú idősoros adatmódszert valósítanak meg. Ez megkönnyítette az éghajlat-érzékenységi tényezők felismerését, elősegítette a földi ökoszisztémák térbeli változékonyságának tanulmányozását, és elősegítette a globális éghajlatváltozásra adott válaszstratégiák kidolgozását.
Távérzékelési adatok
A távérzékelést végül az emberi operátorok kezelik, akik döntő döntéseket hoznak arról, hogy melyik érzékelőt kell használni és mikor, az összegyűjtött adatok felbontási specifikációit és az érzékelők kalibrálását, valamint a platform kiválasztását amely viszi az érzékelőt, amelyek mind bizonyos fokú emberi hibának teszik ki ezt a módszert.
Pontatlanságot vezethet be az erőteljes aktív távérzékelő rendszerek által kibocsátott elektromágneses spektrum sugárzás is, amely tolakodhat és befolyásolhatja a vizsgált céljelenséget. A távérzékelő műszerek pontatlan, kalibrálatlan adatokkal járulhatnak hozzá, ha a hardver rendszer kalibrálatlanná válik. Lehetnek költségekkel kapcsolatos korlátozások is. Ez egy drága módszer, amely átfogó, speciális képzést igényel a képelemzéshez.
A távérzékelés története
A modern távérzékelés legkorábbi gyakorlatai primitívek az 1840-es években topográfiai feltérképezés céljából kötött földgömbökről készített fényképek a földfelszínről. Az első világháború idején és a hidegháború során módosított repülőgépekkel végzett szisztematikus légi fényképezést fejlesztettek ki katonai megfigyelési és felderítési célokra.
Az 1960-as években az űrprogram megjelenésével a Föld megfigyelésének műszerezése és az időjárási műholdak, például a Nimbus és a Landsat globális méréseket végeztek különböző adatok katonai, polgári és kutatási célokra. Az IKONOS, az első nagy felbontású képek gyűjtésére épített kereskedelmi műhold, a Lockheed Martin megbízásából, 1999-ben indult, 2015-ben pedig leállt.
Távérzékelési megoldásokat nyújt az OmniSci ?
A távérzékelési adatok a térinformatikai rendszerek (GIS) által használt térbeli adatok egyik fő forrása. A térinformatikai eszközök térinformatikai folyamatai túl lassúak a modern távérzékelési technológiák által biztosított hatalmas adatmennyiséghez.
Az OmniSci áthidalja ezt a megosztottságot, felgyorsított elemzési platformot biztosítva, amely lehetővé teszi a térinformatikai elemzők számára, hogy milliszekundumokban keresztszűrjék a helyadatok rekordjainak és poligonjainak milliárdjait, más funkciók mellett. Az OmniSciDB SQL motor natív módon tárolja a földrajzi és geometriai adattípusokat, lehetővé téve a felhasználók számára a földrajzi számítások futtatását a CPU-k és a GPU-k tömegesen párhuzamos feldolgozási teljesítményével.