Remote Sensing Definition
Remote sensing is de wetenschap van het verkrijgen van informatie over een object of fenomeen door de uitgezonden en gereflecteerde straling te meten. Er zijn twee primaire soorten teledetectie-instrumenten: actief en passief.
Veelgestelde vragen
Wat is teledetectie?
Teledetectie is een soort geospatiale technologie waarbij monsters worden genomen van de uitgezonden en gereflecteerde elektromagnetische (EM) straling van de terrestrische, atmosferische en aquatische ecosystemen van de aarde om de fysieke kenmerken van een gebied te detecteren en te volgen zonder fysiek contact te maken. Deze methode van gegevensverzameling omvat doorgaans op vliegtuigen en satellieten gebaseerde sensortechnologieën, die worden geclassificeerd als passieve sensoren of actieve sensoren.
Passieve sensoren reageren op externe stimuli en verzamelen straling die wordt gereflecteerd of uitgezonden door een object of de omringende ruimte. De meest voorkomende stralingsbron die wordt gemeten door passieve teledetectie is gereflecteerd zonlicht. Populaire voorbeelden van passieve afstandssensoren zijn onder meer ladingsgekoppelde apparaten, filmfotografie, radiometers en infrarood.
Actieve sensoren gebruiken interne stimuli om gegevens te verzamelen en energie uit te zenden om objecten en gebieden te scannen waarop een sensor de energie gereflecteerd door het doel. RADAR en LiDAR zijn typische actieve teledetectietools die de tijdvertraging tussen emissie en terugkeer meten om de locatie, richting en snelheid van een object vast te stellen. De verzamelde teledetectiegegevens worden vervolgens verwerkt en geanalyseerd met hardware en computersoftware voor teledetectie, die beschikbaar is in een verscheidenheid aan eigen en open source-applicaties.
Wat is Remote Sensing gebruikt voor?
Remote sensing-technologie wordt gebruikt in een breed scala van disciplines in duizenden verschillende gebruikssituaties, waaronder de meeste aardwetenschappen, zoals meteorologie, geologie, hydrologie, ecologie, oceanografie, glaciologie, geografie , en bij landmeetkunde, evenals toepassingen op militair, inlichtingen-, commercieel, economisch, planologisch en humanitair gebied. Enkele typische voorbeelden van teledetectie zijn:
- GIS teledetectie: Geografisch informatiesysteem (GIS) is een systeem dat is ontworpen om geografische of ruimtelijke gegevens vast te leggen, op te slaan, te beheren, te analyseren, te manipuleren en te presenteren – teledetectie via satelliet vormt een belangrijke bron van ruimtelijke gegevens. Teledetectie en GIS werken samen om gegevens vanuit vrijwel elke geografische positie op aarde te verzamelen, op te slaan, te analyseren en te visualiseren.
- Monitoring en beheer van irrigatie en bodemvocht zijn belangrijke componenten van teledetectie in de landbouw.
- Doppler-radar meet meteorologische gebeurtenissen zoals windsnelheid en -richting in weersystemen, evenals neerslagintensiteit en locatie. Een andere toepassing is luchtverkeersleiding.
- AVHRR- en MODIS-satellieten gebruiken thermische detectie en midden-infrarooddetectie om actieve vulkanen te monitoren.
- INSAR (interferometrische synthetische apertuurradar) maakt gebruik van interferometrische teledetectietechniek om mogelijke aardverschuivingen te voorspellen en vroegtijdig te waarschuwen.
- Een primaire toepassing van lichtdetectie en -bereik (LiDAR) is vegetatiemonitoring , maar het wordt ook toegepast in gevallen van wapenafstand en laserbelichte homing van projectielen. LiDAR kan ook worden gebruikt om de concentratie van verschillende chemicaliën in de atmosfeer te detecteren en te meten.
- Stereografische paren luchtfoto’s worden gebruikt om kenmerken van landhabitats te modelleren en om topografische kaarten te maken door beeld- en terreinanalisten in verkeers- en snelwegafdelingen voor mogelijke routes.
- Spectropolarimetrische beeldvorming wordt gebruikt door onderzoekers bij het US Army Research Laboratory voor het volgen van doelen door door de mens gemaakte items te identificeren aan de hand van hun polarimetrische handtekeningen, die niet in natuurlijke objecten voorkomen.
- Teledetectiesatellieten leveren beelden van voor en na teledetectie om de schade na een aardbeving te kwantificeren, wat essentiële gegevens oplevert voor reddingswerkers.
- Gegevens van laser- en radarhoogtemeters op satellieten, sonar- en ultrasone metingen kunnen worden gebruikt voor kustkartering en erosiepreventie, om beter te begrijpen hoe de oceaanbronnen kunnen worden beheerd, om de gevolgen van een natuurramp te beoordelen en om rampenbestrijdingsstrategieën te ontwikkelen die voor en na een gevaarlijke gebeurtenis kunnen worden gebruikt, en om de schade die stedelijke groei aan het milieu heeft te minimaliseren en te helpen beslissen hoe natuurlijke hulpbronnen het best kunnen worden beschermd.
- Teledetectie voor olie en gas is een integraal instrument voor stroomopwaartse en stroomafwaartse gas- en olieoperaties door middel van evaluatie van infrastructuur voor een goede planning van de locatie. Spectraalanalyse is essentieel voor de evaluatie van ontsluitingen aan het oppervlak en kwel van koolwaterstoffen aan het oppervlak.
Belang van teledetectie
teledetectie maakt het mogelijk om gegevens te verzamelen uit gevaarlijke of ontoegankelijke gebieden, die steeds relevanter worden in de moderne samenleving . Het vervangt langzamere, dure gegevensverzameling op de grond en biedt snelle en herhaalde dekking van extreem grote gebieden voor alledaagse toepassingen, variërend van weersvoorspellingen tot rapporten over natuurrampen of klimaatverandering.
Remote sensing is ook een onbelemmerde methode, waardoor gebruikers gegevens kunnen verzamelen en gegevensverwerking en GIS-analyse offsite kunnen uitvoeren zonder het doelgebied of object te verstoren. Monitoring van overstromingen en bosbranden, ontbossing, ijsberen, chemische concentraties en aardbevingen zijn slechts enkele gevallen waarin geospatiale teledetectie een mondiaal perspectief en bruikbare inzichten biedt die anders onbereikbaar zouden zijn.
Voordelen van microgolf-teledetectie
Microgolf-teledetectie omvat zowel passieve als actieve teledetectie, met golflengten van één centimeter tot één meter – de langere golflengte van de microgolf is een belangrijk kenmerk van teledetectie, aangezien het kan nevel, regen, stof en bewolking effectiever doordringen dan zichtbaar en infrarood.
Remote sensing van de omgeving met behulp van microgolf-teledetectie wordt daarom niet beïnvloed, aangezien de langere golflengten niet gevoelig zijn voor atmosferische verstrooiing. Microgolfenergie kan worden gedetecteerd en gegevens kunnen worden verzameld onder de meeste omgevingsomstandigheden. Toepassingen zijn onder meer het monitoren van zeeijs en het in kaart brengen van het bodemvocht in de wereld.
Toepassing van teledetectie op klimaatverandering
Toepassing van teledetectie in de studies van klimaatverandering heeft gezorgd voor grote vooruitgang bij het begrijpen van het klimaatsysteem en zijn veranderingen, door de ruimtelijke en temporele toestanden en processen van de atmosfeer, oceanen en landen te kwantificeren. Satellietsensoren hebben geholpen bij de detectie en meting van de afkoelingseffecten van toegenomen stratosferische aerosolen en het ruimtelijke patroon van zeespiegelstijging, die anders niet werden waargenomen door waarnemingen van conventionele klimaatmodellen.
Wereldwijd onderzoek naar klimaatverandering maakt gebruik van big data van aardobservatieplatforms, waarin externe multisatelliet-, multisensor- en langetermijnmethoden voor tijdreeksen worden geïmplementeerd. Dit heeft de detectie van klimaatgevoeligheidsfactoren vergemakkelijkt, de studie van de ruimtelijke variabiliteit van terrestrische ecosystemen bevorderd en geholpen bij de ontwikkeling van wereldwijde responsstrategieën op klimaatverandering.
Beperkingen van Remote Sensing Data
Remote sensing wordt uiteindelijk beheerd door menselijke operators die cruciale beslissingen nemen over welke sensoren moeten worden gebruikt om data te verzamelen en wanneer, resolutiespecificaties voor de verzamelde data en sensorkalibratie, en de selectie van het platform die de sensor zal dragen, die deze methode allemaal blootstellen aan een zekere mate van menselijke fouten.
Onnauwkeurigheid kan ook worden geïntroduceerd door de straling van het elektromagnetische spectrum die wordt uitgezonden door krachtige actieve teledetectiesystemen, die opdringerig kan zijn en van invloed kan zijn op het te onderzoeken doelwitfenomeen. Instrumenten voor teledetectie kunnen onnauwkeurige, niet-gekalibreerde gegevens bijdragen als het hardwaresysteem niet-gekalibreerd raakt. Er kunnen ook kostengerelateerde beperkingen zijn. Het is een dure methode die uitgebreide, speciale training voor beeldanalyse vereist.
Geschiedenis van teledetectie
De vroegste praktijken van moderne teledetectie bestonden uit primitieve foto’s van het aardoppervlak genomen van vastgebonden ballonnen voor topografische kaarten in de jaren 1840. Systematische luchtfotografie met aangepaste vliegtuigen werd ontwikkeld voor militaire bewakings- en verkenningsdoeleinden tijdens de Eerste Wereldoorlog en tijdens de Koude Oorlog.
Met de opkomst van het ruimteprogramma in de jaren zestig zorgden instrumentatie voor aardobservatie en weersatellieten zoals de Nimbus en Landsat voor wereldwijde metingen van verschillende gegevens voor militaire, civiele en onderzoeksdoeleinden. IKONOS, de eerste commerciële satelliet die is gebouwd om beelden met een zeer hoge resolutie te verzamelen, werd in opdracht van Lockheed Martin, gelanceerd in 1999 en ontmanteld in 2015.
Biedt OmniSci teledetectieoplossingen ?
Teledetectiegegevens zijn een belangrijke bron van ruimtelijke gegevens die worden gebruikt in geografische informatiesystemen (GIS). Geospatiaal-specifieke processen in GIS-tools worden te traag voor de enorme datavolumes die worden geleverd door moderne teledetectietechnologieën.
OmniSci overbrugt deze kloof door een versneld analyseplatform te bieden waarmee geospatiale analisten miljarden locatiegegevensrecords en polygonen kunnen kruislings filteren naast andere functies in milliseconden. De OmniSciDB SQL-engine slaat native geografische en geometrische gegevenstypen op, waardoor gebruikers geografische berekeningen kunnen uitvoeren met de enorm parallelle verwerkingskracht van CPU’s en GPU’s.