Fjärranalysdefinition
Fjärranalys är vetenskapen om att skaffa information om ett objekt eller fenomen genom att mäta utsänd och reflekterad strålning. Det finns två primära typer av fjärranalysinstrument – aktiva och passiva.
Vanliga frågor
Vad är fjärranalys?
Fjärranalys är en typ av geospatial teknologi som samlar ut emitterad och reflekterad elektromagnetisk (EM) strålning från jordens markbundna, atmosfäriska och akvatiska ekosystem för att upptäcka och övervaka de fysiska egenskaperna hos ett område utan att göra fysisk kontakt. Denna metod för datainsamling involverar vanligtvis flygbaserade och satellitbaserade sensorteknologier, som klassificeras som antingen passiva sensorer eller aktiva sensorer.
Passiva sensorer svarar på yttre stimuli och samlar strålning som reflekteras eller avges av ett föremål eller det omgivande utrymmet. Den vanligaste strålningskällan mätt med passiv fjärranalys är reflekterat solljus. Populära exempel på passiva fjärrsensorer inkluderar laddningskopplade enheter, filmfotografering, radiometrar och infraröd.
Aktiva sensorer använder interna stimuli för att samla in data, avger energi för att skanna objekt och områden varpå en sensor mäter energi reflekterad från målet. RADAR och LiDAR är typiska aktiva fjärranalysverktyg som mäter tidsfördröjningen mellan utsläpp och retur för att fastställa ett objekts läge, riktning och hastighet. Den insamlade fjärranalysdata bearbetas och analyseras sedan med fjärranalysmaskinvara och datorprogramvara, som finns i en mängd olika proprietära och öppen källkodsprogram.
Vad är Fjärranalys används för?
Fjärranalys används i ett brett spektrum av discipliner i tusentals olika användningsfall, inklusive de flesta geovetenskaper, såsom meteorologi, geologi, hydrologi, ekologi, oceanografi, glaciologi, geografi , och i landmätning, liksom applikationer inom militära, underrättelsetjänster, kommersiella, ekonomiska, planerings- och humanitära områden. Några typiska exempel på fjärranalys inkluderar:
- GIS fjärranalys: Geographic Information System (GIS) är ett system som är utformat för att fånga, lagra, hantera, analysera, manipulera och presentera geografiska eller rumsliga data – satellitfjärranalys ger en viktig källa till rumsliga data. Fjärranalys och GIS arbetar tillsammans för att samla, lagra, analysera och visualisera data från praktiskt taget alla geografiska positioner på jorden.
- Bevattning och övervakning och hantering av markfuktighet är viktiga komponenter i fjärranalys i jordbruket.
- Dopplerradar mäter meteorologiska händelser som vindhastighet och riktning inom vädersystem samt nederbördsintensitet och plats. En annan applikation är flygkontrollkontroll.
- AVHRR- och MODIS-satelliter använder termisk avkänning och mitten av infraröd avkänning för att övervaka aktiva vulkaner.
- INSAR (interferometrisk syntetisk bländaradar) använder fjärranalysmetod för interferometri för att förutsäga och ge tidiga varningar för potentiella jordskred.
- En primär tillämpning av ljusdetektering och avstånd (LiDAR) är vegetationsövervakning emellertid används den också i fall av vapensträckning och laserbelyst målning av projektiler. LiDAR kan också användas för att detektera och mäta koncentrationen av olika kemikalier i atmosfären.
- Stereografiska flygfotopar används för att modellera markbundna livsmiljöfunktioner och göra topografiska kartor av bilder och terränganalytiker vid trafik- och motorvägsavdelningar för potentiella rutter.
- Spektropolimetrisk bildbehandling används av forskare vid US Army Research Laboratory för målspårningsändamål genom att identifiera konstgjorda föremål med deras polarimetriska signaturer, som inte finns i naturliga föremål.
- Fjärranalyssatelliter ger bilder före och efter fjärranalys för att kvantifiera skador efter jordbävningen, vilket ger vitala uppgifter för räddningsarbetare.
- Data från laser- och radarhöjdmätare på satellit-, ekolods- och ultraljudsmätningar kan användas för kustkartläggning och förebyggande av erosion, för att bättre förstå hur man hanterar havsresurser, för att bedöma effekterna av en naturkatastrof och skapa katastrofhanteringsstrategier som ska användas före och efter en farlig händelse, och för att minimera den skada som stadens tillväxt har på miljön och hjälpa till att avgöra hur man bäst skyddar naturresurser.
- Fjärranalys för olja och gas är ett integrerat verktyg för gas- och oljedrift uppströms och nedströms genom utvärdering av infrastruktur för planering på plats. Spektralanalys är avgörande för utvärderingen av ytskikt och ytkolväteutsläpp.
Fjärranalysers betydelse
Fjärranalys gör det möjligt att samla in data från farliga eller oåtkomliga områden, med växande relevans i det moderna samhället . Det ersätter långsammare, kostsam datainsamling på marken, vilket ger snabb och upprepad täckning av extremt stora områden för vardagliga applikationer, allt från väderprognoser till rapporter om naturkatastrofer eller klimatförändringar.
Fjärranalys är också en obehindrad metod som gör det möjligt för användare att samla in data och utföra databehandling och GIS-analys utanför anläggningen utan att störa målområdet eller objektet. Att övervaka översvämningar och skogsbränder, avskogning, isbjörnar, kemiska koncentrationer och jordbävningar är bara några få fall där geospatial fjärranalys ger ett globalt perspektiv och handlingsbara insikter som annars inte skulle kunna uppnås.
Fördelar med fjärranalys av mikrovågsugn
Fjärranalys av mikrovågsugn omfattar både passiv och aktiv fjärranalys och täcker våglängder från en centimeter till en meter – mikrovågens längre våglängd är en viktig funktion i fjärranalys som det kan tränga igenom dis, regn, damm och molntäcke mer effektivt än synligt och infrarött.
Fjärranalys av miljön med hjälp av fjärranalys i mikrovågsugn påverkas därför inte eftersom de längre våglängderna inte är känsliga för atmosfärisk spridning. Mikrovågsenergi kan detekteras och data kan samlas under de flesta miljöförhållanden. Tillämpningarna inkluderar övervakning av havsis och global kartläggning av markfuktighet.
Tillämpning av fjärranalys på klimatförändringar
Tillämpning av fjärranalys i studier av klimatförändringar. har gett stora framsteg när det gäller att förstå klimatsystemet och dess förändringar genom att kvantifiera rumstemperatur och processer i atmosfären, haven och länderna. Satellitsensorer har hjälpt till att upptäcka och mäta kylningseffekterna av ökade stratosfäriska aerosoler och det rumsliga mönstret av havsnivåhöjning, vilket annars inte observerades av konventionella observationer av klimatmodeller.
Global forskning om klimatförändringar använder stora data från jordobservationsplattformar, där fjärrsatellit, multisensor och långsiktiga dataserier för tidsserier implementeras. Detta har underlättat upptäckten av klimatkänslighetsfaktorer, avancerat studien av de geografiska variationerna i markbundna ekosystem och hjälpt till att utveckla globala klimatförändringsstrategier.
Begränsningar av Fjärranalysdata
Fjärranalys hanteras i slutändan av mänskliga operatörer som tar avgörande beslut angående vilka sensorer som ska användas för att samla in data och när, upplösningsspecifikationer för insamlad data och sensorkalibrering och valet av plattform som kommer att bära sensorn, som alla utsätter denna metod för en viss grad av mänskligt fel.
Felaktighet kan också införas av den elektromagnetiska spektrumstrålningen som emitteras från kraftfulla aktiva fjärranalyssystem, vilket kan vara påträngande och påverka målfenomenet som undersöks. Fjärranalysinstrument kan bidra med felaktiga, okalibrerade data om hårdvarusystemet blir okalibrerat. Det kan också finnas kostnadsrelaterade begränsningar. Det är en dyr metod som kräver omfattande, speciell utbildning för bildanalys
Fjärranalyshistoria
De tidigaste metoderna för modern fjärranalys bestod av primitiva fotografier av jordytan som tagits från bundna ballonger för topografisk kartläggning på 1840-talet. Systematisk flygfotografering med modifierade flygplan utvecklades för militär övervakning och spaningsändamål under första världskriget och genom det kalla kriget.
Med framväxten av rymdprogrammet på 1960-talet gav instrument på jordobservations- och vädersatelliter som Nimbus och Landsat globala mätningar av olika data för militära, civila och forskningsändamål. IKONOS, den första kommersiella satelliten som byggdes för att samla in högupplösta bilder, beställdes av Lockheed Martin, som lanserades 1999 och avvecklades 2015.
Erbjuder OmniSci lösningar för fjärranalys ?
Fjärranalysdata är en viktig källa till rumslig data som används i Geographic Information Systems (GIS). Geospatialspecifika processer i GIS-verktyg blir för långsamma för de enorma datavolymerna som tillhandahålls av modern fjärranalysteknik.
OmniSci överbryggar denna klyfta och tillhandahåller en accelererad analysplattform som gör det möjligt för geospatialanalytiker att korsfiltrera miljarder platsuppgifter och polygoner tillsammans med andra funktioner i millisekunder. OmniSciDB SQL-motorn lagrar inbyggda geografiska och geometriska datatyper, vilket gör det möjligt för användare att köra geoberäkningar med den massivt parallella processorkraften för CPU: er och GPU: er.