Definiție teledetecție
Teledetecția este știința obținerii de informații despre un obiect sau fenomen prin măsurarea radiației emise și reflectate. Există două tipuri principale de instrumente de teledetecție – active și pasive.
Întrebări frecvente
Ce este teledetecția?
Teledetecția este un tip de tehnologie geospațială care probează radiațiile electromagnetice (EM) emise și reflectate din ecosistemele terestre, atmosferice și acvatice ale Pământului pentru a detecta și monitoriza caracteristicile fizice ale unei zone fără a face contact fizic. Această metodă de colectare a datelor implică de obicei tehnologii de senzori bazate pe aeronave și prin satelit, care sunt clasificate fie ca senzori pasivi, fie ca senzori activi.
Senzorii pasivi răspund la stimuli externi, adunând radiații care sunt reflectate sau emise de un obiect sau spațiul înconjurător. Cea mai comună sursă de radiație măsurată prin teledetecție pasivă este lumina soarelui reflectată. Exemple populare de senzori de la distanță pasivi includ dispozitive cuplate la încărcare, fotografierea filmelor, radiometre și infraroșu.
Senzorii activi utilizează stimuli interni pentru a colecta date, emitând energie pentru a scana obiecte și zone pe care un senzor măsoară energie reflectată de la țintă. RADAR și LiDAR sunt instrumente tipice de teledetecție activă care măsoară întârzierea între emisie și revenire pentru a stabili locația, direcția și viteza unui obiect. Datele de teledetecție colectate sunt apoi procesate și analizate cu hardware de detecție la distanță și software de calculator, care sunt disponibile într-o varietate de aplicații proprietare și open source.
Ce este Teledetecția utilizată?
Tehnologia teledetecției este utilizată într-o mare varietate de discipline în mii de cazuri de utilizare diferite, inclusiv în majoritatea științelor pământului, cum ar fi meteorologia, geologia, hidrologia, ecologia, oceanografia, glaciologia, geografia , și în topografia terenurilor, precum și în aplicații în domeniile militar, de informații, comercial, economic, de planificare și umanitar. Câteva exemple tipice de teledetecție includ:
- Teledetecția GIS: Sistemul de informații geografice (GIS) este un sistem conceput pentru a capta, stoca, gestiona, analiza, manipula și prezenta date geografice sau spațiale – teledetecția prin satelit oferă o sursă importantă de date spațiale. Teledetecția și GIS funcționează împreună pentru a colecta, stoca, analiza și vizualiza date din practic orice poziție geografică de pe Pământ.
- Irigarea și monitorizarea și gestionarea umidității solului sunt componente majore ale teledetecției în agricultură.
- Radarul Doppler măsoară evenimentele meteorologice, cum ar fi viteza și direcția vântului în cadrul sistemelor meteorologice, precum și intensitatea și locația precipitațiilor. O altă aplicație este controlul traficului aerian.
- Sateliții AVHRR și MODIS utilizează detectarea termică și detectarea în infraroșu mediu pentru a monitoriza vulcanii activi.
- INSAR (radar cu diafragmă sintetică interferometrică) folosește tehnica de teledetecție prin interferometrie pentru a prezice și a furniza avertizări timpurii pentru alunecări de teren potențiale.
- O aplicație principală de detectare și distanță a luminii (LiDAR) este monitorizarea vegetației , cu toate acestea, este aplicat și în cazurile de arme și de iluminare cu laser a proiectilelor. LiDAR poate fi, de asemenea, utilizat pentru a detecta și măsura concentrația diferitelor substanțe chimice din atmosferă.
- Perechile stereografice de fotografii aeriene sunt utilizate pentru a modela caracteristicile habitatului terestru și pentru a realiza hărți topografice de către analiștii de imagini și terenuri din departamentele de trafic și autostrăzi pentru rute potențiale.
- Imagistica spectropolarimetrică este utilizată de cercetători la Laboratorul de Cercetare al Armatei SUA în scopuri de urmărire a țintelor prin identificarea obiectelor create de om prin semnăturile lor polarimetrice, care nu se găsesc în obiecte naturale.
- Sateliții de teledetecție oferă imagini de teledetecție înainte și după, pentru a cuantifica daunele de după cutremur, care furnizează date vitale pentru lucrătorii de salvare.
- Date de la altimetri laser și radar de pe sateliții, sonarele și măsurătorile cu ultrasunete pot fi utilizate pentru cartografierea litoralului și prevenirea eroziunii, pentru a înțelege mai bine modul de gestionare a resurselor oceanice, pentru a evalua impactul unui dezastru natural și pentru a crea strategii de răspuns la dezastre care să fie utilizate înainte și după un eveniment periculos și pentru a reduce la minimum daunele pe care creșterea urbană le are asupra mediului și pentru a decide cum să protejeze cel mai bine resursele naturale.
- Teledetecția pentru petrol și gaze este un instrument integral pentru operațiunile de gaze și petrol în amonte și în aval prin evaluarea infrastructurii pentru planificarea bine-amplasamentului. Analiza spectrală este vitală pentru evaluarea aflorilor de suprafață și a scurgerilor de hidrocarburi de suprafață.
Importanța teledetecției
Teledetecția face posibilă colectarea datelor din zone periculoase sau inaccesibile, cu o relevanță crescândă în societatea modernă . Acesta înlocuiește colectarea mai lentă și costisitoare de date la fața locului, oferind o acoperire rapidă și repetitivă a unor zone extrem de mari pentru aplicațiile de zi cu zi, variind de la prognozele meteo până la rapoarte privind dezastrele naturale sau schimbările climatice.
Teledetecția este, de asemenea, o metodă neobstructivă, permițând utilizatorilor să colecteze date și să efectueze procesarea datelor și analiza GIS în afara locației, fără a deranja zona sau obiectul țintă. Monitorizarea inundațiilor și a incendiilor forestiere, a defrișărilor, a urșilor polari, a concentrațiilor chimice și a cutremurelor sunt doar câteva cazuri în care teledetecția geospațială oferă o perspectivă globală și informații acționabile care altfel ar fi inaccesibile. . poate pătrunde în ceață, precipitații, praf și acoperirea cu nori mai eficient decât vizibil și infraroșu.
Teledetecția mediului utilizând teledetecția cu microunde nu este, prin urmare, afectată, deoarece lungimile de undă mai lungi nu sunt susceptibile la împrăștierea atmosferică. Energia microundelor poate fi detectată și datele pot fi colectate în majoritatea condițiilor de mediu. Aplicațiile includ monitorizarea gheții marine și cartarea globală a umidității solului.
Aplicarea teledetecției la schimbările climatice
Aplicarea teledetecției în studiile schimbărilor climatice a oferit progrese majore în înțelegerea sistemului climatic și a schimbărilor sale, prin cuantificarea stărilor spațio-temporale și a proceselor atmosferei, oceanelor și pământurilor. Senzorii de satelit au ajutat la detectarea și măsurarea efectelor de răcire ale aerosolilor stratosferici crescuți și a modelului spațial al creșterii nivelului mării, care altfel nu a fost observat de observațiile modelelor climatice convenționale.
Cercetarea globală privind schimbările climatice folosește date mari de pe platformele de observare a Pământului, în care sunt implementate metode de date la distanță multi-satelit, multi-senzor și serii de timp pe termen lung. Acest lucru a facilitat detectarea factorilor de sensibilitate climatică, a avansat studiul variabilității spațiale a ecosistemelor terestre și a contribuit la dezvoltarea strategiilor globale de răspuns la schimbările climatice.
Limitări ale Date de teledetecție
Teledetecția este gestionată în cele din urmă de operatori umani care iau decizii cruciale cu privire la ce senzori ar trebui folosiți pentru a colecta date și când, specificațiile de rezoluție pentru datele colectate și calibrarea senzorilor și selectarea platformei care va transporta senzorul, toate expunând această metodă la un anumit grad de eroare umană.
Inexactitatea poate fi, de asemenea, introdusă de radiația spectrului electromagnetic emisă de puternice sisteme active de teledetecție, care pot fi intruzive și pot afecta fenomenul țintă investigat. Instrumentele de teledetecție pot contribui la date inexacte, necalibrate, dacă sistemul hardware devine necalibrat. De asemenea, pot exista limitări legate de costuri. Este o metodă costisitoare care necesită o pregătire specială extinsă pentru analiza imaginii
Istoria teledetecției
Cele mai vechi practici ale teledetecției moderne au constat în primitive fotografii ale suprafeței pământului, luate din baloane legate în scopul cartografierii topografice în anii 1840. Fotografia sistematică aeriană utilizând aeronave modificate a fost dezvoltată în scopuri de supraveghere și recunoaștere militară în timpul primului război mondial și prin războiul rece.
Odată cu apariția programului spațial în anii 1960, instrumentele pe satelit de observare și vreme, cum ar fi Nimbus și Landsat, au furnizat măsurători globale ale diverselor date în scopuri militare, civile și de cercetare. IKONOS, primul satelit comercial construit pentru a colecta imagini cu rezoluție foarte mare, a fost comandat de Lockheed Martin, lansat în 1999 și dezafectat în 2015.
OmniSci oferă soluții de teledetecție ?
Datele de teledetecție sunt o sursă majoră de date spațiale utilizate în sistemele de informații geografice (GIS). Procesele geospațiale specifice instrumentelor GIS devin prea lente pentru volumele enorme de date furnizate de tehnologiile moderne de teledetecție.
OmniSci elimină această diviziune, oferind o platformă de analiză accelerată care permite analiștilor geospațiali să filtreze miliarde de înregistrări de date de locație și poligoane alături de alte caracteristici în milisecunde. Motorul OmniSciDB SQL stochează în mod nativ tipuri de date geografice și geometrice, permițând utilizatorilor să execute calcule geografice cu puterea de procesare masiv paralelă a procesorelor și GPU-urilor.