КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

ИСТОЧНИК
ИНФОРМАЦИИ
ПРИЕМНИК
ИНФОРМАЦИИ
ОБЪЕКТ
ЗОНДИРОВАНИЯ
(преобразование информации)
ПРИЕМНИК
ИНФОРМАЦИИ
ОБЪЕКТ
ЗОНДИРОВАНИЯ
(источник информации)
II.
I.
ОБЪЕКТ
ЗОНДИРОВАНИЯ
(преобразование информации)
ИСТОЧНИК
И ПРИЕМНИК
ИНФОРМАЦИИ
III.
ОБЩАЯ СХЕМА

А – источник излучения
В – взаимодействие с атмосферой (рассеивание, отражение, преломление)
С – взаимодействие с земной поверхностью, отражение
D – регистрация отраженного излучения сенсором спутника
E – передача записанного сигнала в приемный наземный центр
F – интерпретация и анализ полученных сигналов (данных)
G – использование информации
СХЕМА ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

ВОЛНОВАЯ МОДЕЛЬ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ РАДИАЦИИ
– ЭЛЕКТОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ РАЗНОЙ ЧАСТОТЫ (ДЛИНЫ ВОЛНЫ) и АМПЛИТУДЫ
Альтернативы: звуковые, гравитационные, сейсмические волны,
ПЕРЕНОСЧИК ИНФОРМАЦИИ

2. МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ
Тепловое движение
Закон Стефана-Больцмана
Mλ= σT4
где T = температура Кельвина
σ = 5.6697 x 10-8 Wm-2 K-4
Излучение возбуждается движущимися с ускорением электрическими зарядами
1. МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ - электроны скачками переходят с одного энергетического уровня на другой внутри атомов: гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное, а в некоторых случаях и еще более длинноволновое излучение
ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Чем сильнее нагрето тело,
тем выше частота его излучения
- физические, химические и биологические реакции

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СПЕКТР (лат. - призрак)

светочувствительные элементы - палочки и колбочки - нервные окончания зрительного нерва
БИОЛОГИЧЕСКИЙ
видимая зона спектра
Светочувстви́тельность — способность вещества или материала изменять свои химические или физические свойства под действием света
ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ФОТОХИМИЧЕСКИЙ - восстановления металлического серебра из его галогеновых солей под действием света
Светочувствительные зерна галогенидов серебра фотопленки
Чем интенсивнее свет, тем больше образуется кристаллов металлического серебра черного цвета
Проявитель – закрепляет соединения металлов серебра
Фиксаж – переводит остатки солей серебра в водорастворимую форму
Размер кристаллов определяет светочувствительность и зернистость изображения
Светочувстви́тельность — способность вещества или материала изменять свои химические или физические свойства под действием света
ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1887 Генрих Герц
(Heinrich Hertz)
1905 Альберт Эйнштейн
(Albert Einstein)
фотоэлектрон
свет
преобразование световой энергии в электрическую
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ
Светочувстви́тельность — способность вещества или материала изменять свои химические или физические свойства под действием света
ПРИЕМНИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ЧЕРЕЗ ФИКСАЦИЮ
ВЕЩЕСТВЕННО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ:
ОТРАЖЕНИЕ, ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ (reflectance)
отражение излучения от облучаемой поверхности.
ПОГЛОЩЕНИЕ (absorption)
процесс поглощения излучения или его преобразования в другую форму
ПРОПУСКАНИЕ (transmittance)
прохождение излучения через вещество
ПРЕЛОМЛЕНИЕ (refraction)
изменение направления распространения света на границе двух сред
РАССЕИВАНИЕ (scattering)
отражение непредсказуемого характера
Изменение характеристик потока света при его взаимодействии с веществом: направления распространения, частоты, плоскости и амплитуды колебаний
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Поток ПРИХОДЯЩЕГО (irradiance, incoming)
и ОТРАЖЕННОГО (exitance, outcoming) излучения
• абсолютные характеристики отражательной способности поверхности
• энергия потока пришедшего и отраженного излучения
• единицы измерения
W/(m2 * ster * μm)
поток энергии (ватт) на стерадиан-квадратный метр на единицу измеряемой длины волны
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

альбедо, август 1992 г., %
альбедо, май 2007 г., %
число пикселей
1992-2002
• относительная характеристика отражательной способности поверхности
• доля пришедшей радиации, отраженная поверхностью
• зависит от свойств облучаемой поверхности
Коэффициент интегральной яркости или альбе́до (лат. albus - белый)
август 1992
май 2007

2002 - 2007
1992 - 2002
август 1992
ПЛОЩАДЬ
ВЫРУБОК
132 ГА
ПЛОЩАДЬ
ВЫРУБОК
93 ГА
май 2002
май 2007
ЛЕСНИЧЕСТВО «КРУГИ»
ИЗМЕНЕНИЯ АЛЬБЕДО ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 1992-2002-2007 гг.
Коэффициент интегральной яркости или альбе́до (лат. albus - белый)

Коэффициент спектральной яркости (reflectance)
• относительная характеристика отражательной способности поверхности
• доля пришедшей радиации, отраженная поверхностью, в данной зоне спектра
• зависит от длины волны и свойств облучаемой поверхности
Кривая спектральной яркости (спектрального образа)
• график значений коэффициентов спектральной яркости различных зон спектра
Кринов, 1947
СПЕКТРАЛЬНАЯ ЯРКОСТЬ

Толчельников Ю.С. Оптические свойства ландшафта применительно к аэросъемке. Ответственный редактор Ковда В.А.. Л. Изд-во Наука. 1974г. 252с.
Кринов Е.Л. Спектральная отражательная способность природных образований. М.-Л. Изд-во АН СССР. 1947
370 объектов
http://www.tunguska.ru/history/persone/krinov/
1906-1984
Евгений Леонидович
Кринов

Barry Rock, et al., in preparation, Norway spruce species
ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК

Leaf water content
Shortwave infrared bands (SWIR)

From Stephen Hales, in preparation
СЕЗОННЫЙ ХОД ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ

РЕФРАКЦИЯ – преломление излучения в разных слоях атмосферы, различающихся плотностью, температурой, влажностью
РАССЕЯНИЕ И ПОГЛОЩЕНИЕ – отражение и поглощение излучения вещественным составом атмосферы
ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРЫ

ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРЫ

ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРЫ

1
2
1
км
3a
3b
1
км
AVHRR
4
5
0
.5
1
2
5
10
Длина волны, мкм
ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
ЗЕМЛИ И АТМОСФЕРЫ
СОДЕРЖАНИЕ
ВЛАГИ
КЛЕТОЧНАЯ
СТРУКТУРА
ПИГМЕНТЫ
ЛИСТА
ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРЫ и СПЕКТРАЛЬНОЕ РАЗРЕШЕНИЕ СРЕДСТВ ДЗ

1
2
3
4
5
6
СЪЕМКА в ШЕСТИ ЗОНАХ СПЕКТРА (LANDSAT 7)

• полярная диаграмма коэффициентов яркости объекта по разным направлениям
• угол падения = углу отражения (для абсолютно гладкой поверхности)
• ассиметрия индикатрис возрастает с увеличением расчлененности отражающей поверхности
• зависит от длины волны и свойств облучаемой поверхности
ИНДИКАТРИСА ОТРАЖЕНИЯ

Сенсор регистрирует СМЕШАННЫЙ СИГНАЛ
от объекта,
других объектов,
от атмосферы
ПРОБЛЕМЫ ДДЗ, раз
КАК разделить составные части регистрируемого сенсором сигнала ???