168746 (599216), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Визначення зон репрезентативності. При визначенні зон репрезентативності враховуються ландшафтні, агрогрунтові, агрокліматичні, геоморфологічні умови, аналізується структура фотофону космічних зображень території. Агрокліматична зональність є провідною при районуванні в координатах часу.

Визначення місця розташування АКП і ТД. При визначенні місця розташування АКП і ТД керуються наступними основними вимогами:

представництво в межах території обслуговування;

вивченість регіону;

наявність науково-дослідної та інформативної бази окремих служб (агрометеостанцій, ДДСС, держсортодільниць, станцій захисту рослин), транспортної інфраструктури ;

доступності району.

Форма площі АКП та його розміри. Форма площі полігона та його розміри визнаються відповідно до статистичних вимог, враховуючи структуру посівних площ, геометричні розміри і нарізку полів та фактор часу для оперативного проведення аерозйомки й аеровізуальних спостережень.

3.6.11 АКП і ТД на території України

Таким чином, на території України визначено 20 зон обслуговування, в межах яких сільськогосподарські об'єкти мають певною мірою сталі характеристики, та 28 полігонів і тестових ділянок (рис. 3.13).

Диференціація на полігони і тестові ділянки пов'язана з тими функціями які вони виконують. Функція полігонів подвійна, як територій збору тематичних та дистанційних даних для інформаційного забезпечення відповідних установ і територій проведення науково-дослідних та дослідно-методичних робіт щодо розробки методів дистанційного зондування стосовно певних природних умов. Тестові ділянки - це територія для збору інформації про стан агроресурсів.

На основі районування певних сільськогосподарських культур на території України розроблено призначення аерокосмічних полігонів для збору оперативної інформації про стан агроресурсів і визначено межі обслуговування АКП за адміністративними ознаками.

При виконанні синхронних дистанційних досліджень на полігонах і тестових ділянках потрібна інформація для планування та організації робіт. У зв'язку з цим на кожен АКП складають паспорт.

Рис. 3.13. Мережа аерокосмічних полігонів для аерокосмічного моніторингу

3.6.12 Паспорт АКП та його структура

Паспорт полігона включає геодезичні та географічні координати, аеро- й космовивченість території, фізико-географічний та агрокліматичний опис, характеристику ґрунтового покриву, мережу наземних спостережень, підбірку тематичних і топографічних карт, матеріали дистанційних зйомок, спектральні характеристики об'єктів, строки проведення дистанційних досліджень для вирішення різноманітних завдань з урахуванням природних умов. Така інформація щодо полігона дає змогу розробляти методи і технології діагностики сільськогосподарських об'єктів.

3.7 Вплив атмосфери на електромагнітне випромінювання

Електромагнітне випромінювання (ЕМВ) під час проходження крізь атмосферу зазнає поглинання та розсіювання. Крім того, теплове випромінювання й розсіювання з інших напрямків роблять свій внесок у випромінювання, що реєструється. Отже, вплив атмосфери на ЕМВ, що несе інформацію про об’єкт навколишнього середовища, має бути обмеженим.

Поширення -випромінювання. На інтенсивність -випромінювання, що надходить через атмосферу на систему реєстрації, впливає вологість ґрунту. Збільшення вологості зумовлює послаблення цього випромінювання. Збільшення вологості зумовлює послаблення цього випромінювання.

Поширення випромінювання видимої та близької інфрачервоної (ІЧ) областей спектру. У видимому діапазоні основним фактором послаблення оптичного випромінювання є молекули та аерозолі атмосфери.

Основними молекулами атмосфери, здатними поглинати оптичне випромінювання, є водяна пара, СО₂, О, О₂, СО, СН₄ та оксиди азоту. Особливо багаті на лінії поглинання асиметричні молекули, такі як Н₂О, О. Молекули лінійні за своєю структурою (СО₂, NО₂, NО, СО, О₂, N₂) мають меншу кількість ліній на спектральний інтервал, хоча спектри цих молекул можуть бути складними (як, наприклад, у молекули метану). Поглинання відбувається за переходів між коливальними та обертальними рівнями. Крім того, молекули основних компонентів атмосфери - О₂, N₂ – внаслідок своєї симетричної структури позбавлені електричного дипольного моменту й не беруть участі у процесі поглинання.

За відсутності опадів атмосфера містить дисперговані тверді та рідкі частинки (льоду, пилу, ароматичних та органічних речовин, біологічних матеріалів), що мають розміри від кількох молекул до 40 мкм. Такі колоїдні системи, в яких газ (у даному випадку – повітря) містить дисперговані частинки, називають аерозолями.

Під час взаємодії оптичного випромінювання з середовищем, внутрішня структура якого неоднорідна, має місце розсіювання випромінювання. Цей процес супроводжується поширенням частини випромінювання у напрямку, що відрізняється від напрямку поширення випромінювання, що відрізняється від напрямку поширення випромінювання, яке падає. Характер розсіювання оптичного випромінювання залежить від співвідношення поміж розмірами частинок середовища, які розсіюються, та довжиною світлової хвилі . Звичайно в атмосфері середньої прозорості розсіювання на аерозолях домінує, якщо довжина оптичного випромінювання перевищує 0,5 мкм.

Розсіювання Релея виникає за зміщення зв’язаних електронів під впливом електричного поля, що падає на молекулу. Це поле сприяє утворенню диполя, який коливається і посилає ЄМВ такої ж частоти. Розсіювання Релея характеризується тим, що інтенсивність розсіяного випромінювання змінюється залежно від четвертого ступеню довжини світлової хвилі. Саме такою залежністю можна пояснити природний блакитний колір неба, який отримується за відбивання сонячного світла від частинок пилу від частинок пилу й водяної пари, присутніх в атмосфері. У видимій області спектру є істотна залежність інтенсивності розсіяного випромінювання від довжини хвилі; розсіювання Релея відбувається при В області мкм цим типом розсіювання можна знехтувати.

Розсіювання Мі відбувається на частинках великих розмірів і супроводжується виникненням інтерференції світла, що призводить до появи інтерференційної картини та істотної зміни діаграми кутового розподілу розсіяного світла.

Розсіювання Дебая відповідає проміжному випадку між двома попередніми типами розсіювання – Релея і

В інфрачервоній області спектру проходження ЕМВ обмежене вікнами прозорості атмосфери ( мкм; 1,2 мкм мкм; 1,5 мкм мкм; 2,0 мкм мкм). Таким чином, проходження оптичного випромінювання повз атмосферу характеризується процесами його поглинання та розсіювання атмосферними молекулами й аерозолями. Під час проходження через атмосферу оптичне випромінювання зазнає ослаблення, що визначається за законом Бера:

(3.1)

де - коефіцієнт пропускання;

- коефіцієнт послаблення;

- довжина оптичного шляху.

Величина коефіцієнта послаблення залежить від процесів поглинання молекул , розсіювання молекул , поглинання аерозолів , та розсіювання аерозолів , присутніх в атмосфері:

(3.2)

де індекси “М” і “А” відповідають молекулам та аерозолям відповідно.

Поширення теплового випромінювання ІЧ області спектру. Пропускання атмосфери в ІЧ області спектру (3...20 мкм) наведено на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Пропускання атмосфери в ІЧ області спектру

Поширення надвисокочастотного (НВЧ) випромінювання. Використання НВЧ області дає можливість спостерігати за земною поверхнею через хмари та опади. Спектр пропускання НВЧ випромінювання в області 3...300 ГГц наведено на рис. 3.15. Спостереження у вікнах прозорості (до 40 ГГц та в інтервалі 80...100 ГГц) дають змогу оцінювати опади за допомогою штучних супутників Землі.

3.8 Системи дистанційного зондування Землі

Збирання, опис та аналіз інформації щодо об’єктів навколишнього середовища на відстані називається дистанційним зондуванням. Методи й техніка дистанційного зондування ґрунтуються на реєстрації поглиненої, відбитої або випроміненої енергії, що надає специфічних характерних ознак основним компонентам біосфери. Розглянемо основні типи систем дистанційного зондування.

Рис. 3.15. Спектр пропускання НВЧ випромінювання в області 3...300 ГГц: а – чиста стандартна атмосфера; б – хмари товщиною 0,5 км; в – шаруваті хмари товщиною 2 км

3.8.1 Реєстрація -випромінювання

Метод ґрунтується на вимірюванні короткохвильового м - випромінювання присутніх у земній корі або сніговому покриві радіоактивних елементів – природних радіоізотопів У звичайному ґрунті майже 90 % - випромінювання утворюється в 20 – сантиметровому поверхневому шарі.

3.8.2 Фотографічні системи

В основі техніки повітряної фотографії покладено створення на фотоплівці зображень земної поверхні з авіа носіїв та супутників. Зазвичай використовують чорно-білі панхроматичні, чорно-білі ІЧ, кольорові та кольорові ІЧ плівки. Фотографічні системи здатні створювати зображення об’єктів навколишнього середовища з високим рівнем розділення; застосування технологій багато спектральної фотографії дає змогу отримати додаткову специфічну інформацію, на яку меншою мірою впливають температура й вологість довкілля. Фотографічні системи, що встановлюються на літаках, здатні забезпечити знімки з висоти понад 20 км; розміри площі, яка фотографується, можуть сягати 30Х50 км².

3.8.3 Відеографічні системи

Застосування відеокамер дає змогу створювати та записувати зображення у видимій, близькій та середній ІЧ областях спектру. Перевага відеосистем - невисока вартість, створення та накопичення послідовних зображень будь-якого процесу. Недолік – відносно невисоке просторове розрізнення.

3.8.4 Багатоспектральні сканери

Принцип дії таких систем полягає у реєстрації спектрального відбиття об’єктами навколишнього середовища на певних спектральних ділянках видимого та ІЧ спектру мкм Ці ділянки можуть бути або широкими (близько 0,2 мкм), або вузькими (менше 0,01 мкм). Прилади багато спектрального сканування, що встановлюються на супутниках, дають змогу одержати інформацію з роздільною здатністю близько 10 м, скануючи при цьому території розміром 60...185 км. Принцип дистанційного зондування за допомогою багато спектрального сканера пояснюється на рис. 3.16. Перевага багатоспектральних сканерів у здатності використовувати вузькі спектральні ділянки й отримувати інформацію у цифровій формі.

3.8.5 Теплові сенсори

Як відомо з курсу фізики, всі матеріали здатні посилати ІЧ випромінювання, що зумовлене молекулярним коливанням. Це теплове ІЧ випромінювання реєструється за допомогою техніки, схожої на багато спектральне сканування, але у діапазоні 8...14 мкм.

Характер зображення при цьому залежить від температури об’єкта та його здатності до випромінювання. Теплові сенсори, які встановлені на авіаносіях, що зондують об’єкти на невеликих висотах, забезпечують високу розрізняючу здатність (до 1 м), тоді як на супутниках теплові сенсори розділяють простори розмірами 700...900 м. Сучасні прилади теплового зондування здатні реєструвати різницю температур близько 0,4 К. Неоліки: 1) вплив метеорологічних умов на результати вимірювань; 2) зондуванню ґрунту піддається лише шар товщиною 2...4 см.

Характеристики

Список файлов книги