1. Спектральные диапазоны, используемые в дистанционных методах.
Суть дистанционного метода - регистрация всех излучений, исходящих от поверхности Земли. Все излучения - по сути электромагнитные колебания. Электромагнитный спектр - упорядочение магнитных волн по длинам волн. УФ, видимы диапазон и ИК диапазон - это оптический диапазон.
Таб. Зоны спектра, исп. в АКсъемке З.
|
Д-н |
Зона сп-ра |
Lволн |
Виды съ-ки |
t съ-ки |
Обл. прим. |
|
Микроволновый |
дм |
10-100см |
Радиолокац.(акт.) |
люб.tсуток |
Голог,геобот,геофиз.;лед.разведка;термика вод и З. |
|
|
см |
1-10см |
Радиолокац.(пас.) |
|
|
|
|
мм |
0,1-10см |
|
|
|
|
ИК |
Далекая ИК зона |
8-20мкм |
ИК-я (тепловая).Съ-ка сканирующими радиометрами..Лазерная |
Люб.tсуток |
Геолог.Исслед.вулк.д-ти и термальных вод.Изучение течений и загрязнений вод..Лед.разведка |
|
|
Ср. ИК зона |
3-6мкм |
|
|
|
|
|
Ближняя ИК зона |
0,78-3мкм |
ТВ и фото- ИК съ-ка.Тепловая съ-ка радиометрами |
ден |
Изуч.раст-ти суши и вод. |
|
Видимый |
Оранжево-кр. |
590-760нм |
Фото:ЧБ,цвет.,спектрозональная. ТВ. |
ден |
Геогр.,геолог,эколог,картогр. |
|
|
Зелено-желт. |
500-590нм |
|
|
|
|
|
синий |
390-500нм |
|
|
|
|
УФ |
Ближ |
0,32-0,38мкм |
Фото-ие ч/з кварцевый объектив. |
ден |
Геолог.разведка |
|
|
Ср |
0,28-0,32мкм |
|
|
|
|
|
дальняя |
Не исп.,т.к. поглощ..земной атм. |
|||
Спектры:
1-390 УФ
0,39-0,76 видимый
ИК
Радио
Видимый спектр:
|
Ф |
400-450 |
|
С |
450-480 |
|
Г |
480-500 |
|
З |
500-560 |
|
Ж |
560-590 |
|
О |
590-620 |
|
К |
620-760 |
ИК:
Ближний 0,76-1,5 мкм
Средний 1,5-3 мкм
Дальний(тепловой) 3-1 мм
Радио:
Микроволновый 1-1000 мм
СВЧ
2.Виды излучений,используемые в дистанционных методах.Пассивные и активные методы.
Солнечное излучение, достигая З., частично отражается ее поверхностью, а частично поглощается, превращается в тепловую энергию и составляет собственное излучение З.Отраженное изл регистрируется видимым, ближним и средним ИК. Собственное - в тепловом и микроволновом диапазонах. В СВЧ диапазоне отраженное излучение активно.
Отраженная и излучаемая З. радиация имеет волновую и корпускулярную природу и представляет спектр ЭМ колебаний. Часть спектра от 0,4 до 0,7 мкм воспринимается человеческим зрением - видимая часть спектра.
Среди света, отражаемого поверхностью З., присутствуют лучи с длинами волн короче 0,4 мкм (УФ), и от 0,7 мкм до 3 мкм (ближний ИК).
Более длинноволновая часть спектра, где преобладает собственное излучение З., делится на ИК тепловой- и радиодиапазоны.
ИК тепловой диапазон (3-1000мкм) - это излучение земной поверхности в виде тепла, накопленного в рез-те превращеня световой энергии в тепловую; большая часть этого излучения поглощается атмосферой.
Радиодиапазон (более 1мм) включает не только собственное излучение З., но и излучение создаваемое искусственным источником.
Поступающее на земную поверхность солнечное излучение проходит ч/з атм., кот. преобразует его. Излучение одних участков спектра ("окна прозрачности") почти беспрепятственно проходит ч/з атм., излучение др. отражается (рассеивается) или поглощается ею.
Пассивный и активный методы в ДЗЗ.
Зондирование - регистрация свойств не лежащих на поверхности объектов съемки. Фотоэлектронная съемка может быть пассивной и активной. Пассивная съемка заключается в регистрации солнечной радиации, отраженной З.поверхностью или собственного излучения З.объектов. При активной съемке местность облучается источником лучистой энергии, установленном на летательном аппарате; регистрируется отраженный сигнал или вторичное, стимулированное, излучение З.объектов. Обычная фотосъемка носит пассивный х-р. К активной принадлежат съемки с использованием радара, лазера. Пассивный предполагает что регистрируются те энергопотоки, которые сущ в природе. Активный предполагает, сто мы искусственно формируем зондирующий сигнал. Все излучения должны описываться по 3 характеристикам: интенсивность, спектральный состав, характер распространения в пространстве.
3. Спектральные характеристики объектов в видимом и ближнем ИК.
Оптические свойства:
1.Яркость - это то кол-во света/энергии, кот. отражает объект в опр. направлении. Я. зависит от самого объекта, его состояния (после дождя или в засушливом состоянии), освещенности (от высоты солнца, экспозиции склона, крутизны склона, ех: при низких высотах Солнца наклонные поверхности получают больше света нежели горизонтальные), угла визирования. динамическая х-ка.
Освещенность завис. от высоты С., экспозиции склонов.
2. Коэф. интегральной яркости, r - относительный показатель: отношение яркости данной поверхности В к яркости одинаково с ней освещенной идеальной рассеивающей поверхности В0, отражающий весь падающий на нее свет :
r = B/B0
3. Индикатриса(И.) отражения (рассеяния) х-зует пространственно-отражательную спосо-ть (ПОС). ПОС - св-во объектов, при кот. отраженное однородными элементами З. поверхности приходящее излучение распределяется в пространстве неодинаково. И. о. бывет 3 видов: ортотропная -отражение идёт равномерно во все стороны, зеракальная (угол падения равен углу отражения), антизеркальная (куда упало - туда и отразилось). И. представляет собой плавную поверхность, огибающую концы пучка векторов отражения.
4. Контраст, К - интервал яркостей ландшафта.
Относительный - отношение яркостей двух объектов: Ko =B2 / B1= r2 / r1
Визуальный - отношение разницы яркостных х-к двух объектов и яркости одного из них: K в = (B2 - B1)/B2
5. Интервал контрастности, U - отношение макс на данном участке яркости к мин:
U = B max / B min = r max/ r min
6. Коэф. спектральной яркости, r? - х-ка отражательной способности объектов в ограниченных интервалах длин волн (аналог 2).
Графическое отображение r? - спектральная кривая, кот. определяют в ходе экспериментальных работ - спекторометрирование:
лабораторное - выполняют, чтобы орп. спектральное поведение объектов в завис. от остава и состояния
полевое - поведение отд. объектов самого низшего таксономического уровня (изучение сут./ сезон. динамики поведения)
воздушное - прир. комплексы высокого уровня
космическое - учет влияния атм-ры на сп. Объекта
4. Физические основы дистанционных методов в тепловом ИК-диапазоне.
Тепловой диапазон - обл. собст. теплового пассивного излучения (3 - 1000 мкм). Наиболее употребим в дист. методах 3-30 мкм.
3-5 мкм, 8-12 мкм - окна прозрачности в тепловом диапазоне.
Интенсивность излучения сравнивают с эталоном (абс. черное тело - идеал. Излучатель, коэф. излучения =1). Поведение абс. черного тела подчиняется з-ну Планка - макс излучение у нагретых тел смещается в более коротковолновую часть. З-н Планка позволяет предвычислить ?, на кот. приходится макс излучение. Описывается изотермой Планка (интенсивность зависит от t и ?):
Коэф. излучения ?: ? = М/ М абс
М - интес-ть излучения объекта,
М абс - абс. черное тело, при одинаковом нагреве
По поведению ? все излучатели делятся на:
серые - имеют пост. ? , нет спектра; спектральная кривая подобна изотерме Планка ( можно судить только о нагреве тела, а что за тело неизвестно)
селективные (горные породы) - имеют непост. ?; по виду можно судить об объекте
5. Физические основы дистанционных методов в радиодиапазоне
В радиодиапазоне (1мм-10 м) фиксируется как собственное излучение З, так и отраженное з.п. поверхностью излучение, создаваемое радиолокационной станцией. В наиболее коротковолновом участке ралиодиапазона (1мм- 1 м) - микроволновом регистрируются радиояркостные температуры. Микроволновый снимок регистрирует собственное излучение з.п. Его получают методом сканирования. На таких снимках различаются объекты с разными излучательными свойствами - почвы отлич по влажности, воды по солености, возраст морских льдов.
6.Спектральные характеристики горных пород.
Спектральная кривая - это графическое выражение коэф. спектральной яркости(х-ка отражательной способности объектов в ограниченных интервалах длин волн).
У г. п. отражательная способность в видимой части спектра растет с увеличением длины волны. Отражательная сп-ть г. п. - стабильна.
Спектральная яркость г. п. зависит от оптических св-в входящих в их состав минералов и химических элементов; от их дисперсности и влажности. Но поверхность г. п. в природе всегда не чистая, она покрыта корками, выцветами, налетами, спектры отражения кот. сущ-но отличаются от х-к исходной породы. Ех при хим выветривании пород с. к. приобретают макс в оранжево-красной зоне.
Отличительная особ-ть почв заключается в различиях в интегральной яркости при малых колебаниях по спектру. Наим ярк-ю обладают черноземы, наиб - сильнооподзоленные суглинистые почвы. В целом почвы малоселективны, т.е отражаемое ими излучение мало изменяется по спектру. Отражательная сп-ть сухих почв х-зуется плавным нарастанием яркости с увеличинием длины волны в интервале от 0,4 до 1,6-2,0 мкм и постепенным уменьшением до 2,5 мкм. Кривые спектральной яркости влажных почв имеют прогибы в зонах поглощения солнечного излучения водой при ? = 1,45 мкм и ? = 1,95 мкм.
На отражение солн света почвами влияют три осн группы в-в:
светлоокрашенные соединения (карбиды, соед Si и Al), отражающие излучение равномерно, но значительно;
темено гумуссовые в-ва, отражающие свет слабо и равномерно; соединения Fe, кот обуславливают селективность,неравномерное отражение, почвами солнесного излуч-я.
Влияние сод-я кремнезема: с увеличением оподзоленности почв растет ее яркость.
Различия содержания гумуса влияет слабо на спектральные х-ки почв, но изменяют интегральную яркость. При малом значении содержания гумуса зависимость коэф интегральной яркости почв - линейная, далее параболическая. Поэтому опр-ть сод-е гумуса с точностью до 0,5% можно по ярк-ти почвы, если оно не превышает 8-10%; при более высоком содержании гумуса различия в яркости не улавливаются.
Увеличение сод-я железистых соед-ий отражается как резкое увеличение яркости в оранжевой зоне спектра и четко выраженный макс в красной.
Влияние влажности существенно влияет на регистрируемую яркость: у влажных в 2 раза ниже (потому что они тёмные)5, чем у сухих, а вблиз ИК до 3 раз. Особенно у светлых почв.
Влияние гранулометрического состава: с уменьшением размера частиц коэф ярк-ти возрастает экспоненциально. Яркость почв зависит от макроструктуры поверхности. С укрупнением комьев увеличивается суммарная площадь затененных участков, возрастает неравномерность пространственного отражения.
7. Спектральные характеристики растительности.
Растительность обладает наибольшей спектральной селективностью. Отражательные св-ва р. п. опр-ся след. факторами:
оптическим св-вами зеленых листьев;
геометрией растений;
отражательной сп-ю поверхности почвы, если р. п. не сплошной;
структурой р. п., т.е. х-ром пространственного распределения растений.
Лучистая энергия в основном поглощается, 2-3% - отражается. Степень отражения зависит т воскового слоя листа, т.е. от вида растения.
Общ з-номерность с. к. зеленых растений6 в оптическом диапазоне они имеют два мин - в синем (0,45-0,47 мкм) и кр. (0,68-0,69 мкм) и два макс - в зеленом (0,54 - 0,58) и ближнем ИК (0, - 1,3) участках.
70-90% солн. Лучей синего и кр уч-в спектра поглощается пигментами листьев растений (хлорофилл); к зеленой зоне приурочен макс отражения.
На 0,7-0,8 мкм - резкий подъем кривой, х-зующий отражательную способность листьев. В ближ ИК обл листья отраж 40-50% и поглощ не менее 5 % падающего излучения. Высокое отр в данной обл ("ик плато") объясняется многократным отражением света внутри полостей листа.
Отражательная способность здоровых растений в области более 1,3 мкм связана обратной зависимостью с сод-ем воды в листьях: чем оно больше, тем ниже яркость. Две полосы падения ярк-ти - 1,45 и 1,95 мкм.
Коэф спектр ярк-ти различны в разные периоды вегетации. В процессе развития происходит накопление хлорофилла, кот приводит к понижению ярк-ти.
При старениии или увядании листьев сод-е хлорофилла падает, а ярк-ть повышается в видимой части спектра, в ближ ИК - наоборот. На опт св-ва листьев также влияют стрессы: недостаток питательных в-в, засоленность почв, болезни. Кот. приводят к сниж хлорофилла.Кроны деревьев имеют более низкую ярк-ть (на 40 - 60%), чем отдел листья.
Геометрия растений х-зует расположение отд-х рассеивающих эл-в и сущ-но влияет на их отражательные св-ва. Происходит многократное отражение и пропускание света слоями листьев - увеличение отр-ой сп-ти в ИК обл. Мак отр-я (70 - 80%) - при восьми слоях листьев.
Значение ориентации листьев (гориз, верт или наклоненная) значительно.
Все вышеизлож отн к отд раст или листьям, в природе преобладают р. п., для кот важны след факторы:
Почвенный покров
Структура р. п.
Направление падующего излучения и наблюдения.
Влияние отражательной сп-ти поверхности почвы проявляется, когда просветы м-ду р. п. и почвой меньше разрешающей сп-ти съемочной системы. В таком случаи ярк-ти раст и почвы интегрируются. Влияние почвы заметно в кр зоне спектра и проявл. В более высокой ярк-ти системы "поча - раст-ть"
Структура р. п. определяется чередованием в нем отд-х рассеивающих и погл-х эл-ов: листьев растений отд-х ярусов, наземного покрова и становится одним из главных факторов, обуславливающих его отражательные св-ва. Точного описания влияния стр-ры р. п. нет, т.к. она очень сложная и разная.
8. Спектральные кривые акваторий, облачных и снежных поверхностей.
Спектральная ярк-ть воды падает с возрастанием длины волны солнечного изл-я. Лучи ближ ИК почти полностью поглощаются тонкой пленкой воды, т.е на снимках в этой зоне можно дешифрировать только границы и пов-ть в. о. Инфо о водной тоще м.б. получена в видимом уч-ке спектра от 0,4 до 0,7 мкм. Солн. излуч. частично отражается, частично проникает на глубину, где частично поглощается молекулами воды и р-ренными орг.в-вами. Сине-зеленого света проникает на глубину больше чем красного. Поглощение воды селективно: сильно погл красно-оранжевая обл, вменьше - синяя. В воде в большей мере рассеивается коротковолновое излучение. Рассеяние превышает поглощение, которое неравномерно в пространстве.
В объеме светового потока зарегистрированного съем. Аппаратурой, ярк-ть самого в. о. сост. лишь 20%, остальная прих на свет. рассеяный в атм., в водн. толще, отражен. от взвешен частиц и дна. Спектральные х-ки в. о. Зависят от:
Сод-я минеральных взвешенных частиц
Погруженной растительности
Глубины
Состава донных отложений
Влияние сод-я минеральных взвешенных частиц: возр. ярк-ть в желто-зеленом уч-ке спектра.
Фитопланктон в воде вызывает понижение ярк-ти в синей (4 мкм) и кр 90,64-0,69 мкм) частях спектра (полосы поглощения хлорофилла). А в ближней ИК - повышение ярк-ти .
9. Влияние атмосферы на проходящее излучение.
Атм. - наиб. сильно действующий географический фактор, сказывающийся на изменении проходящего через неё излучения. Облачность блокирует оптический диапазон полностью, но даже безоблачная атм. - полупрозрачная среда. Степень влияния так же зависит от состояния атмосферы (темп и тд)
3 основных напрвления влияния:
рассеяние:
молекулярное - на молекулах газа; подчиняется з-ну Рэлея, по кот. интенсивность рассеяния частицами, размеры которых меньше длины световой волны, обратно пропорциональна четвертой степени длины волны ( ?4) , т.е. в наибольшей степени рассеивается Ф, С и Г свет. Это приводит к уменьшению интенсивности проходящего излучения; создает дополнительную яркость.
аэрозольное - на взвешенных частицах.; не подчиняется з-ну, зависит от количества частиц, их размера и цвета.
Скопление более крупных молекул и частиц аэрозоля создают ахроматичный рассеянный свет. Дымка - свечение слоя атм., находящегося между объектом и наблюдателем (съемочной системой), вызванное рассеянием света на флуктуационных неоднородностях газов и на тв. частицах. Она ослабляет световой поток, регистрируемый приемником излучения; создает дополнительное свечение, что приводит к понижению контраста на снимках.
поглощение - зависит от поглощения парами воды, СО2, О3. В ИК области поглощение самое высокое. Для волн радиодиапазона атм. полностью прозрачна. О2 и О3 поглащ все, что меньше 0,3 мкм.
Поглотительная функция - это не всегда плохо, на этом основано изучение вод. пара,СО2.
Суммарное действие поглощения и рассеяния выражается через коэф прозрачности, который определяет ту часть излучения, которую атмосфера пропускает,
для наших широт 0,74 - треть не пропускает.
3 )отражение (???) рефракция-изменение напрвления проходящего излучения
10. Основные съемочные системы. Их классификация.
По виду работ:
Пассивные
Активные
2. По способу работ (по спектральному диапазону):
ОПТИЧЕСКИЕ:
Фотографические (аэро-(АФА), космо-(КФА) фотоаппарат). Фотоаппараты - это кадровые системы. Осн показатели фотоап. явл. фокусное расстояние (f, мм) от центра проектирования до плоскости, в кот стремится изображение. Для АФА f=70(короткофокусные/микроугольные); 100 (среднефокусные); 200/300 (длиннофокусные/узкоугольные). Чем короче фокус, тем больше искажение на снимке. Предпочтительнее дальнефокусные снимки. Преимущественно короткофокусные позволяют выделить форму рельефа с небольшими различиями, или на малых участках.
Оптико-электронные системы.
Основные функции оптической системы - формирование пространственного распределения яркостей.
КАДРОВЫЕ:
А) телевизионные: изображение на экране фотолучевой трубки.
Б) Цифровые: изо-е в центральной проекции строится на ПЗС-матрице, обеспечивая лучшее пространственное разрешение, чем фотоприемники.
В) Мозаичные (оптико-мех. Сканеры). Сканирование осущ-ся качающимся зеркалом поперек маршрута, ширина полосы, увиденной зеркалом, зависит от угла обзора (от 3 до 5 градусов)
СТРОЧНЫЕ. Вместо зеркальных - оптико-эл. сканеры с ПЗС-линейкой, где строка формируется сразу. Имеют хорошее разрешение, возможность опреативного получения информации. Регистрируя яркости в цифровом виде обеспечивают автоматизированную обработку результатов съемки. Но при этом дорогие и технически уязвимые.
В микроволном диапазоне используются микроволн. Радиометры - сканирующие и несканир-е. Все сканирующие съемочные системы рад. по пр-вен. разрешению на:
МСУ-М - многоканальное сканир. устройство в неск-ко отдаленных спектральных каналах
МСУ-С - ...среднего разрешения (примерно 1004 м)
МСУ-Э - высокое разр. (экспериментальные) - от 1 до 100м
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ
3. По способу формирования изображения:
Кадровые. Все изоброжение строится в один момент по принципу центрального проектирования. Кажд точка местност попадает на этот кадр и строится лучом пректирования. Имеют хорошие геометрические свойства - простые зависимости между коорд. На местности и коорд. Изображения. По материалам кадровых систем созд подавляющее большинство картогр-х материалов.
Мозаичные. Каждый кадр строится из отдельных строк, а каждая строка из отд-х элементов.
Строчные. Каждый кадр строится из отдельных строк, постепенно наращивая изо-е.
11. Основные свойства приемников излучения.
Спектральный диапазон работы
Разрешающая способность - возможность отдельно изображать мелкие смежные объекты. Важно её проявление в пространственном разрешении - минимальная величина объекта на местности. Зависит не только от разрешающей способности+форма объекта+его яркостный контраст с окр. фоном.
Общая чувствительность - возможность приемника передавать яркостные контрасты (градиенты). количественная мера светочувствительности, определяемая экспериментально при стандартизированных условиях экспонирования белым светом фотоматериала и его последующей обработки. Измеряется по получаемой оптической плотности фотоматериала, или, для электронных устройств, по величине выходного сигнала устройства. Также называется интегральной или фотографической чувствительностью. Для краткости именно общая светочувствительность обычно называется светочувствительностью или чувствительностью фотоматериала.
Спектральная чувствительность - количественная мера, измеренная при экспонировании монохроматическим светом определённой длины волны. Также это наименование применяется к графику зависимости спектральной чувствительности от длины волны (или частоты) электромагнитного излучения. Чувствительность большинства плёнок не является строго равномерной по всему диапазону видимого света с резким обрывом на границе.
12)Фотографические приемники излучения
Приемники работающие на светочувствительном принципе - фотоприемники. У них хорошее пространственное разрешение (наилучшее). Недостаток - спектральный диапазон (ВД и самое начало ближнего ИК).
Степень потемнения негатива - это оптическая плотность. Яркость опр-т степень потемнения. Эту плотность можно определить, этим занимается фотометрия.
Фотографические приемники обеспечивают:
ч/б изображения
цветные
спектро-зональные
Цветные пленки: Синий, зеленый, красный
Спектрозональные пленки - нет синего чувствительного слоя, вместо него ввод слоя чувствительного к инфракрасным лучам. Спектрозональн пленки - ложноцветная передача. При ложноцветной передачи число цвет. Оттенков возрастает по сравнению с цвет. снимками.
13. Электрические приемники излучения.
Эл. пр-ки - фотореакция на пришедшее излучение.
Под воздействием излучения они вырабатывают эл сигнал, сила кот. д.б. пропорциональна яркости.
Три вида эл. пр-ов:
Фотоэлектрические:
В кач-ве чувствительного эл-та исп. различные металлы. Под действием пришедшего излучения из поверхности светочувствительного слоя металла вырываются потоки электронов, кот и формируют ответный эл. сигнал. Могут работать лишь в видимом диапазоне. В зависимости от металла может меняться спектральная чувствительность.
Хорошего фотометрического качества. Работают электрические полупроводники. Приемники - фотосопротивления или фоторезисторы. Меняется сопротивление и как следствие сила тока. Исп различные полупроводники, спектральную чувствительность можно продлить на весь ИК диапазон. Отсутствие четкой корелляции яркостного сигнала. Среди этого вида (1b) есть особый подвид - ПЗС приемники (фотодиод) - приборы зарядовой связи; многоэлементные приборы, состоящие из 1000-1млн-ов мелких фотодиодов, размер которых примерно 0,2 мм. Есть ПЗС-линейки и ПЗС-матрицы. ПЗС имеют лучшее пространственное разрешение (до 0,5м).
Термоэлектрические. Работают в тепловом диапазоне (дальний ИК)Р-руют на пришедшее излучение нагревание чувствительных элементов. Есть два осн вида:
Голометры
терморезисторы
Антенны. Работают в микроволновом и СВЧ-диапазонах. Главная их х-ка - диаграмма направленности (длина под которой вычленяется пришедшее излучение). Диаграмма направленности обратно пропорциональна размерам антенны.
14. Фотографические съемочные системы
Всегда кадровые системы, в качестве приемника те или иные светочувствительные слои, широкоугольн.
Авиафотоаппараты: фокусн. Расстояние (36,70,100,200,300) (АФА)
Длинофокусные(узкоугольные) - лучше представляют изображение. Космические фотоаппараты (КФА): 154 мм - до 3 м фокусы.
15.Оптико-электронные съемочные системы
Цифровые камеры (кадровая съемочная система) - вместо кассеты имеет ПЗС матрица (в качестве светочувствительного элемента)
Сканеры - строчные (съемочные системы. Принцип - послед. прослежив. узких полос местности, ориентированных по направлению полета.
Сканеры: оптико-механические и оптико-электронные
Полоса обзора характеризуется углом обзора сканера.
Мгновенный (телесный) угол обзора - ??
Угол обзора 5-50® (у сканеров). Мгновенный угол обзора опр-т будущ. пространственное разрешение, при малых углах (5®) - лучшее простр-е разрешение.
Съёмки существует всего несколько десятков лет. Необходимость оперативной передачи материалов съёмки из космоса привела к интенсивному развитию оптико - электронных, сканерных съёмочных систем. При значительном разнообразии они все основаны на общем принципе. Принцип сканерной съёмки заключается в поэлиментном считывании вдоль узкой полосы отражённого земной поверхностью излучения, а развёртка изображения идёт за счёт движения носителя, поэтому оно применяется непрерывно. Основное отличие снимков полученных сканирующими съёмочными системами от фотографических - их дискретный характер. Благодаря ему и записи в види электрического сигнала сканерные снимки имеют преимущество перед фотографическими при автоматизированной обработке с применением компьютеров. Сканерная съёмка чаще выполняется в многозональном варианте. Большинство сканеров работающих в оптическом диапозоне как отечественных так и зарубежных, имеют три одинаковых канала 0,5-0,6 мкм, 0,6 - 0,7 мкм, 0,8 - 1,1 мкм. К ним в разных констракциях добавляются каналы в других участках спектра. В последние годы появилась тенденция создания гиперспектральных съёмочных систем ведущих съёмку более чем в 10 каналах.
Оптико-электронные сканеры - фиксируют сразу всю строку.
Чувствительные элементы: ПЗС - линейки, ПЗС - матрицы.
Фиксир. изл-е в стд. спектрал. зонах.
Сканеры малого разрешения МСУ-М (многозональн. сканерное устройство мал. Разрешения)
Ещё МСУ-С (сред. раз-ние), МСУ-Э (выс. раз-ние)
МСУ-М > 1 км, МСУ-С - сотни метров, МСУ-Э - сотни, десятки метров.
Гиперспектральные сканеры - число каналов может исчисляться десятками и сотнями.
16. Радиотехнические съемочные системы
заключается в зондировании земной поверхности радиосигналом. На борту носителя -- самолета или спутника устанавливается радиолокатор -- активный микроволновый датчик, способный передавать и принимать поляризованные радиоволны в заданном диапазоне частот. Развертка сигнала производится по принципу сканера, т.е. переход от одной строки к другой идет за счет перемещения носителя. Количество энергии, возвращенной на антенну локатора, называется "обратным рассеянием". Каждый пиксел радиолокационного снимка показывает суммарный коэффициент отражения данного участка поверхности, или мощность возвратившегося к антенне сигнала. Значения яркости пиксела могут быть преобразованы в удельную эффективную поверхность рассеяния (УЭПР) -- величину, использующуюся в различных физических моделях отраженных радиоволн. Высокая яркость пиксела означает, что большая часть сигнала вернулась к антенне, низкая -- наоборот.
Отличительная особенность радиолокационных изображений -- наличие так называемого спекл-шума.
По типу конструкции различают радиолокационные системы бокового обзора (РЛС БО) и с синтезированием апертуры антенны (РСА), обеспечивающие получение снимков с разным пространственным разрешением. В первом случае из космоса могут быть получены снимки с разрешением порядка 1--2 км, во втором 10-- 25 м. В последнее время на космических носителях работают только системы с синтезированием апертуры. Высокое разрешение достигается за счет излучения когерентного сигнала короткими импульсами. Излучаемый радиосигнал может иметь разную частоту и поляризацию, поэтому в результате съемки можно получать набор из нескольких снимков, что повышает дешифрируемость объектов земной поверхности. Пользователю радиолокационные снимки могут быть предоставлены в цифровом виде или как изображение на фотопленке.
В последние годы появились и приобретают все большее значение видеосъемка и съемка цифровыми камерами, основанные на использовании волоконной оптики.
Радиолокационная съёмка заключается в зондировании земной поверхности радиосигналом. На борту носителя (самолёта или спутника) устанавливается радиолокатор - активный микроволновй датчик , способный передовать и принимать поляризованные радиоволны в заданном диапозоне частот. Развёртка сигнала производится по принципу сканера т. е. переход от одной страки к другой. Количество энергии возвращённой на антенну локатора называется (обратным рассеиванием) Каждый пиксель радиолокационного снимка показывает суммарный коэфициэнт отражения данного участка поверхности или мощность возвратившегося к антенне сигнала. В последние годы появились и приобретают всё большее значение видиосъёмка и съёмка цифровыми камерами, основанные на использование волоконной оптики.
17. Методы регистрации излучения.
1. По материалам регистрации:
Аналоговые
Цифровые - регистрируется яркостные характеристики в кодированном виде.
2. По спектральным х-кам:
Интегральная регистрация в широком спектральном диапазоне, н-р, видимый.
В первом избранном спектралном канале
Биспектральная регистрация одновременно в двух спектральных каналах
Многозональная рег-ция
Синхронная регистрация неск-х спектральных каналов (видимый. ИК)
Гиперспектральная регистрация - числ каналов до нескольких сотен
18. Виды аэрокосмических съёмок
Фотографические
Оптико-электрон. Съемка
Тепловая
Лазерная
Гиперспектральная съемка
19. Фотографическая съемка.
При фотографическом способе снимки получаются с помощью системы объектив - фотоплёнка. Распространено фотографирование на чёрно- белую, цветную, и цветную спектрозональную плёнки. Эмульсия чёрно- белых аэрофотоплёнок может быть очувствлена к разным участкам видимой области спектра. Цветная негативная фотоплёнка имеет не один, а три светочувствительных слоя, что позволяет после позитивного процесса (печати на бумагу или позитивную плёнку ) получить правильную цветопередачу. Спектральные плёнки имеют два, а чаще три светочувствительных слоя. В последнем случае один из слоёв чувствителен к ближнему инфракрасному участку спектра. Наш глаз не воспринимает такое излучение, поэтому введение этого слоя приводит к искажённой цветопередаче на спектрозональных снимках (растительность - красная или сиреневая). Многозональная фотографическая съёмка обеспечивает использование чёрно- белой плёнки, обычно изопанхроматической и светофильтров, разделяющий световой поток на отдельные участки спектра. Для съёмки в ближней инфракрасной части спектра используется инфрахроматическая плёнка. Таким образом, многозональный фотографический снимок представляет собой серию из нескольких чёрно- белых снимков. Преимущество фотографического способа съёмки является возможность получения снимка с очень высоким разрешением, высокими геометрическими и фотометрическими свойствами. Кроме того, фотографические плёнки - экономичный способ хранения информации.
20. Тепловая съемка
Регистрация собственного излучения в данном ИК диапозоне. В отмеченных ранее окнах прозрачности (3-5, 8-12 мкм)
Пространственное разрешение - от 60 до 600 м
Варианты тепловых съемок:
Регистрация радиоизлучения температуры для оценки физической температуры - изучение температуры облаков и температуры акваторий.
Спектрально-энергетическая съемка - регистрация спектральных кривых в дальнем ИК диапазоне.
Непосредственно тепловая съемка - работа с получением снимка.
Тепловое поле является источником информации (облачные покровы и акватории, различные геотермальные области - как тепл., так и холодные, зоны вулканизма, различные проблемы гидрогеологии). Также различают утечки тепла, тепловое загрязнение территории (сброс промышленных вод).
Стала популярна работа в многозональном режиме.
22. Виды дешифрирования: визуальное, автоматизированное, общегеографическое, тематическое, индикационное.
1) Общегеографическое - при создании создание топографических карт различного масштаба. Вед. роль ... прямые признаки.
2) тематическое (разл. тематики) существенно возрастает роль косвенных признаков. Если они становятся преобладающими дешифрирование -> индикационное
3) индикационное дешифрирование может выполняться по какому - либо частному индикатору. Если привлекаются многие взаимозависимости различных компонентов ландшафтов - ландшафтное дешифрирование.
В качестве частных индикаторов выступают рельеф и растительность. Растительность выступает в качестве индикатора в припочвенном дешифрировании.
Камеральное дешифрирование:
1)Визуальное
Оно осуществляется либо по снимкам, либо непосредственно на экране компьютера. Основные принципы визуального дешифрирования:
- человек очень легко оценивает пространственную взаимосвязь между объектами;
- человек работает в комплексе с прямыми и косвенными признаками;
Минус данного вида дешифрирования: долговременная работа, субъективность
2) Автоматизированное
Основано на анализе пикселей.
Особенности автоматизированного дешифрирования:
- скорость выполнения работы;
- возможность использовать различные математические процедуры и операции яркостными компонентами пикселей;
- объективный результат (достоверность 60-80 %).
23. Прямые и косвенные признаки дешифрирования
Дешифрирование - это обнаружение, опознавание, истолкование объектов, запечатленных на изображениях и установление связей и зависимости между изображенными объектами "раскрытие содержания снимка".
Признаки дешифрирования:
- Прямые (те свойства объектов, которые непосредственно запечатлены на снимках);
- Косвенные.
Все прямые признаки делятся на:
- признаки геометрические (форма, размер, тень);
- признаки спектральные (основано на спектральных особенностях объектов (яркостных характеристиках));
- признаки структурные.
Косвенные признаки дешифрирования:
Используются для дешифрирования тех объектов, которые непосредственного прямого отображения не имеют. В качестве косвенных признаков обычно используются прямые признаки других объектов.
Взаимообусловленность объектов:
- косвенные признаки объектов;
- косвенные свойства объектов
Разные функцион. зоны территории города.
- косвенные различии динамических явлений (признаков)
К примеру определение направления течения реки по наличию заводи, острова, сужения реки.
24. Геометрически прямые признаки дешифрирования
Форма, размер, тень - прямые геометрически признаки дешифрирования.
Форма - очень устойчивая, мало меняющиеся даже с изменением масштаба. Иногда форма искажается: если снимки получены короткофокусными аппаратами, то на краях изображения форма может искажаться, если объект находится на склоне. Форма используется для выделения антропогенных объектов (геометрические очертания), искл. в вулканич. областях; термокарстовые озера.
Для космических снимков искажение формы малохарактерно.
Размер
Абсолютными размерами пользуются редко, обычно используют относительные размеры объектов. Так, в сельском населенном пункте из двух рядом расположенных строений больший размер имеет дом, меньший - подсобные помещения, сараи.
Тень
Дешифровочный признак, позволяющий судить о пространственной форме объектов на снимке.
- падающая тень в большей степени определяет вертикальную протяженность, силуэт объекта.
- собственная тень позволяет судить о поверхности объектов, имеющих объемную форму.
Если существующую резкость разделить между освещенной частью и затемненной, то объект имеет угловатую форму.
Падающая тень - по ней можно судить о высоте объектов (это возможно сделать в случае, если тень падает на ровную поверхность).
Существенную роль играет тень как дешифровочный признак рельефа. По выраженности границы тени определяют профиль водораздельных поверхностей, бровок эрозийных форм, гребней форм эолового рельефа, по размеру протяженности - относительную высоту или длину форм рельефа.
Значение тени как дешифровочного признака велико на крупномасштабных снимках
25. Прямые спектральные (яркостные) признаки дешифрирования
Основано на спектральных особенностях объектов (яркостных характеристиках).
Выделяют:
- фототон (тон)
Фототоном принято называть оптическую плотность изображения на черно-белых фотоотпечатках при визуальном анализе.
- аналог. ч/б
- сканерные ПЗС в виде фотоотпечатка
- цвет
Используется при работе с увеличенными снимками, спектрозональными и синтезированными снимками. Если идет работа с цифровым снимком, то оценивается уровень яркости (зональный, панхроматический снимок). В случае работы с многозональным цифровым снимком, то оценивается спектральный образ.
- уровень яркости
- спектральный образ объекта
Набор тонов (яркостей) изображения объекта на серии зональных снимков. Спектральная кривая - обобщенная характеристика отражения или излучения объекта какого-либо класса. Спектральный образ представляет собой характеристику объекта, зафиксированная в определенное время и при конкретном состоянии объекта.
26. Структурные прямые признаки дешифрирования
Рисунок - представляет сочетание изображений объектов и их частей определенной формы, размера и тона (цвета), дополняя его новым свойством - пространственным распределением элементов изображения, их размещением, повторяемостью. Этот признак является очень устойчивым. Исключения составляют космически снимки, при большой разнице обзорности.
Текстура - сочетание элементов изображения на низшем уровне, воспринимаемых как различия в фототоне (или яркости на экране) неопределенной формы.
Структура изображения - более крупный элемент на снимке, у которых распознается форма и объект.
27. Полевое дешифрирование
Полевое дешифрирование заключается в сопоставлении изображения на снимках (фотоплане, фотосхеме) с местностью, в результате чего опознаются объекты и определяются их свойства.
Подготовительный этап при полевом дешифрировании включает в себя:
Определение масштабов снимков;
В некоторых случаях нужно уточнить ориентировку каждого снимка;
Нужно спроектировать маршруты полевого обследования и выбрать снимки для создания эталонного дешифрирования. Маршруты должны охватывать все участки с разным рисунком и по ландшафтам, учитываются места, вызывающие затруднения.
Условия проходимости местности и существование дорожной сети
Полевое дешифрирование может быть:
- наземным
- аэровизуальным
- подспутниковое наблюдение
Наземное п.д.
В процессе наземного дешифрирования исполнитель выполняет 3 операции:
Определение точки стояния. Исключительно важно определение начальной точки маршрута. Нужно начинать с четкой контурной точки. При открытой местности нужно отобразить 500 м влево и вправо, а при закрытой местности - 300 м;
Опознавание объектов и их обозначение на снимке;
Нанесение объектов, не изобразившихся на снимке из-за своих малых размеров или появившихся после выполнения съемки.
Очень важно создать надежный эталон, очень надежные прямые и косвенные признаки дешифрирования. Все взаимные связи разных элементов ландшафта входят в создание эталонов.
Аэровизуальное дешифрирование
С появлением космических снимков объемы этих работ возросли. Космические снимки - большая обзорность (до 2000 км)
В случае местности с мелкими контурами, то рекомендуемая высота порядка 300 м.
Если местность с крупными контурами, тогда высота полета может быть поднята до 100 метров.
Подспутниковые наблюдения
Наблюдения возникли при разработке методики дешифрирования космических снимков. То есть синхронные работы наземные, воздушные (самолетные), орбитальные.
28. Эталоны полевого дешифрирования
Сочетание полевого и камерального дешифрирования организуется в виде эталонного дешифрирования. Эталон- образец дешифрирования, созданный на отдельном снимке из многих, покрывающих территорию исследования или картографирования.
Способ заключается в том, что в поле с большой полнотой и детальностью дешифрируются отдельные снимки, или группы снимков, на типичных для данной территории ключевых участках. Затем эти снимки, становясь эталоном, используются при камеральном дешифрировании. Эталоны сопровождаются описаниями. Существует два подхода к содержанию эталонов. 1-под эталоном подразумевается эталон признаков. На нём выделяются независимо от величины все участки, которые отличаются друг от друга характером изображения. Предполагается, что полученные эталоны будут осмысляться и использоваться в камералке специалистами. Эталон прямых признаков указывает, каким образом признак связан с сущностью объекта дешифрирования. Удобен при массовых работах, так как исключает разнобой в результатах дешифрирования. 2 способ - эталон содержания. Эталонные снимки полностью дешифрируются в принятой системе картогр условных знаков. Получается графическая схема дешифрирования- предкарта. Эти эталоны создаются специалистами.
Способ эталонирования находит применение как рабочий прием, с другой стороны, как способ систематизации признаков, а в конечном счете, как способ описания и изучения г.о.З. или её частей. Эталонирование применяется в топографическом картографировании. Снимки для эталонов выбираются из всей их массы, покрывающей картографируемую территорию и дешифр в поле, затем в камералке оприраясь на полевые образцы, дешифрир все остальные снимки. Эталоны составляются и используются, в общем массиве снимков, полностью входя в аэрофототопографическую технологию. Эталонирование, как способ систематизации признаков используется, при работе со снимками всех масштабов.
В одном случае классифицируем изображение по форме (яма,гора), в др-по содержанию(лес,вода). Это обуславливает многообразие создаваемых эталонов. Выделив по формальным признакам тоновые и контурные структуры и текстуры, получим эталон прямых признаков, если определим объекты по их реальному содержанию, получим целевой эталон.
Эталонирование сейчас стало рассматриваться, как способ описание какой либо территории, хранения инфо о ней, а массивы эталонов- как банки инфо о состоянии объктов съемки на опред время и дату.
29 камеральное дешифрирование
Заключается в распознавании объектов на снимках в лабораторных условиях, путём сопоставления изображения с имеющимися эталонами и знаниями дешифровщика. Отличительная особенность подготовительного этапа при камеральном дешифрировании- должное внимание к сбору дополнит материалов,от этого зависит качество результатов дешифрирования. Высокие требования предъявляются при камеральном дешифрировании качеству съемочных материалов(детальность,контрастность). Процесс дешифрирования начинается с просмотра снимков по принципу перехода от общего к частному(сначала общий просмотр, потом с увеличением). Дешифровщик проводит анализ от крупных объектов к мелким. Порядок дешифрирования зависит от поставленной задачи,характера местности, масштаба снимков. Чаще распознавание снимка начинается с физиономичных объектов(наилучшим образом читаемых).Принцип эталонного дешифрирования является основным при камеральном дешифрировании. Камеральное дешифрирование по эталонам выполняется способом географич интерполяцией(используется когда существует постеп плавные переход свойств объектов) и экстраполяцией(закл в распространении установленных в одном месте свойств объектов на др учатки с аналогич изображением на снимках). Чем полнее и точнее представлены на эталоне изучаемые объекты и их свойства, тем достовернее результаты камерального дешифрирования.
30. Основы автоматизации дешифрирования. Способы параллелепипеда и минимального расстояния.
Совокупность значений яркости снимка, на которых основано распознавание объектов - это пространство спектральных признаков. Каждый пиксел в этом пространстве представлен точкой, коорд которой определяют значение уровня яркости и следовательно - положение в пространстве. Класссиф-ация объектов предполагает разделение пространства признаков на замкнутые области (классы) с определенными значениями признаков. Отнесение пикселов к классам зависит от принятого правила классиф - контролируемая (с обучением) или неконтролируемая (без обучения).
Неконтрол - разделение всех пикселов изображения на группы (кластеры). Критерием отнесения пикселов к кластерам служит схожесть спектральных характеристик. Дешифрировщик должен определить соответствия выделенных кластеров классам земн поверхности, кот выполняется с использ доп информации. Задачу кластеризации реализуют различные алгоритмы.
Контролир - заключ в отнесении каждого из пикселов снимка к определенному классу объектов на местности, которому соответствует некоторая область в пространстве признаков.
Способ минимального расстояния - один их методов контролир классификации. применяется, когда классы объектов хорошо детерминированы в пространстве. Смысл метода закл в отнесении пиксела к тому эталонному классу, евклидово расстояние до центра которого в пространстве признаков минимально. Типичные пикселы каждого класса используются для вычисления средних значений, характеризующих каждый класс. Для каждого пиксела вычисляются расстояния до центров классов (средних значений яркости), затем ему присваивают название класса, расстояние до которого минимально.
Способ параллелепипедов - основан на подходе, который учитывает вариации признаков и допускает отнесение пикселов к чужим классам. Он заключается в отнесении пикселов изображения к эталонным классам. Интервалы значений яркости эталонных характеристик классов в пространстве признаков определяют замкнутую область, которая принимает форму параллелепипеда. Пиксел относится к тому классу объектов, в параллелепипед которого он попадает со своим значением яркости.
31 Двумерное пространство спектральных признаков
Совокупность значений яркости многозонального снимка может быть представлена как пространство спектральных признаков, размерность которого определяется числом съемочных зон (двумерное,трехмерное,n-мерное). Каждый пиксел в этом пространстве представлен точкой с координатами, равными значениям уровней яркости в зонах. Двумерное пространство спектральных признаков показывает соотношение яркостей одного и того же пикселя в двух выбранных спектральных каналах.
32. Синтезирование изображений.
Синтезирование изображений - наиболее широко применяемый вид цифровой обработки снимков. Рассматривается как переход к новой координате каждого пиксела. Применяется система RGB (red, green, blue), согласно которой любое изображение на цветном экране формируется из трех основных цветов. Координаты пиксела задаются: C=a1R+a2G+a3B (R,G,B - цвета, которые будут приданы каждому пикселу в определенной пропорции). Расстояние от начала координат определяет интенсивность каждого цвета. Черный цвет соответствует значениям цветовых координат, равным нулю, а белый - 255. Линия, соединяющая черный и белый цвета, все точки которой имеют равные значения трех координат, характеризует интенсивность серого цвета. Наиболее часто для синтезирования используются зоны 0,5-0,6; 0,6-0,7 и 0,8 - 1,1 мкм или аналогичные им, которым присваивают соответственно синий, зеленый, кранный цвета. Растительность на изображении имеет красные тона, что объясняется её высокой яркостью в ближней инфракрасной зоне спектра. Если присвоить инфракрасной зоне зеленые цвета, мы получим цветопередачу близкую к натуральной. Синтезировать можно не только зональные снимки, но и разновременные, изображения с разным пространственным разрешением.
33. Индексные изображения.
При индексном изображении каждый пиксел получает новую яркость, которая вычисляется при использовании математических операций с исходными яркостями. Основаны на отношении значений яркости двух зональных изображений при работе с многозональными снимками и вычитании - при анализе двух разновременных.
Широко распространены преобразования изображений, основанные на различиях яркости природных объектов в видимой и ближней инфракрасной частях спектра. Их результаты дают эффект при дешифрировании зеленой, вегетирующей растительности, отделении её изображения от других объектов, в первую очередь от почвенного покрова и водной поверхности. Отношение значений яркости в двух спектральных зонах: Vi=Bкр/Вик, где Вкр - яркость в красной зоне, Вик - яркость в инфракрасной зоне. Это отношение позволяет исключить или существенно уменьшить влияние неравномерности освещенности склонов разной экспозиции при дешифрировании растительности.
Другой вид - вегетационный индекс - NDVI. Представляет собой нормированную разность уровней яркости на снимках в ближней инфракрасной и красной съемочных зонах: NDVI=(Вик-Вкр)/(Вик+Вкр). Этот показатель используется для определения состояния посевов с\х культур, изучения распределения фитопланктона в Мировом океане пр. Известны другие более сложные методы. Существуют индексы для глинистых минералов; минералов с окисями и закисями железа и пр.
34 Аэросъемка. производство и получаемые материалы. геометрические свойства аэроснимков
Три класса аэросъемки фотографическая съемка (черно-белая, цветная), фотоэлектронная (цифровая, телевизионная, тепловая(ик), радиолокационная, ультрафиолетовая, спектрофотометрическая, телефотометрическая), геофизическая (магнитная, радиометрическая, электроразведка, гравиметрическая)
Аэросъемка выполняется в основном с самолетов. Для съемки с малых высот 100-1000 метров, предназначенной только для дешифрирования иногда используют только вертолеты и радиоуправляемые модели. Благодаря оснащению современным оборудованием, позволяющим определять координаты каждого снимка, появилась возможность использовать полученные снимки не только для дешифрирования, но и для фотограмметрической обработки. Аэроснимки получают способом фотографирования. Их преимущество- очень высокая детальность и оперативность, когда речь идет о небольших по площади территориях.
Показателем детальности изображения на снимке служит масштаб. Аэроснимки подвергаются дешифрированию в масштабе съемки. Для характеристики детальности аэроснимка используется величина пространственного разрешения- размер на местности самой малой детали, воспроизведённой на снимке. Разрешение аэроснимков очень высокое и практически никогда не лимитирует распознавание г.о. Пространственное разрешение фотогр снимков зависит от высоты съемки, свойств объектива камеры, разрешающей способности пленки и фотобумаги. Разрешение снимков, полученных оптико-электронными съемочными системами(сканерами), определяется размером элемента изображения, пиксела:R=s-2 s-размер пиксела в метрах.
Изображение на снимке малых объектов зависит от нескольких факторов. Один из них-контраст изображения. Резко выделяющиеся на фоне соседних объекты на снимке воспроизводятся даже при меньших размерах, чем малоконтрастные. Объекты разной формы по-разному воспроизводятся на снимке. На мелкомасштабном снимке(относительно низкого разрешения)снимке изображаются линейные объекты некоторой ширины, то площадные объекты той же ширины видны не будут.
Размеры оч малых ярких объектов на фотогр снимках изображаются преувеличенными за счет пограничного эффекта(оч светлые дороги или реки в области блика на темном фоне оказываются шире своего истинного размера, а темные такой же ширины могут пропадать на ярком фоне.
35 Измерение высот по стерео моделям
Измерение высот по стереомоделям=измерение высот объектов по разницам параллаксов. Оно основано на использовании зависимости между величиной смещения точек изображения на стереоскопической паре снимков и превышениями между этими точками. РИСУНОК(первая работа по практике)
36. Орбиты ресурсных и картографических спутников.
Картограф ИСЗ (искусств спутники земли) предназначены для определения местоположения объектов. Достигнутый высокий уровень точности определения положения привел к тому, что функции картографич и навигационного ИСЗ стали совпадать. Использ спец спутники и целые сисемы ИСЗ.их 4 штуки: америк система "транзит", русская "цикада",навигационная система определения положения GPS, и отечественныя глобальная система ГЛОНАСС. GPS включает 24 спутника, вращающиеся вокруг планеты таким образом, что в любом пункте земли одновременно наблюдается 4 ИСЗ, относительно которого наблюдается положение наблюдателя.
Ресурсные спутники использ для всестороннего изучения земли для исследований природных ресурсов земли, запускаются ИСЗ,работающие в автом режиме и пилотируемые корабли и станции. Разработка и запуск ресурсных ИСЗ новых конструкций происходит во многих странах Россия,США,Япония,Индия,Бразилия. Основное направление в совершенствовании систем- увеличение числа регистрируемых зон спектра и особенно повышение разрешающей способности съемочных систем.
Материалы съемок с этих спутников должны обеспечивать прогнозирование втров.волнения,регистрировать процессы циркуляции вод в морях и океанах, наблюдать за течениями, предсказывать возникновение и развитие штормов, регистрировать температуру пов вод, оценивать условия рыболовства, следить за состоянием окруж среды, особенно за загрязнением вод нефтью.