Сателитске слике: Како то функционише и за шта се користи?

Прве слике снимљене из свемира биле су са суборбиталних летова 1940-их, а прву сателитску снимку снимио је 1959. Екплорер 6. Сателитско снимање је употреба сателита за прикупљање података о Земљи путем сателита у орбити или ваздухоплова на врло високој надморској висини.

Од тада је сателитско снимање далеко напредовало. Сада постоји око 2.000 сателита у орбити око Земље и много различитих врста са различитим могућностима. Сателитско снимање има користи у метеорологији, конзервацији, геологији, пољопривреди, картографији, образовању, интелигенцији, ратовању и још много тога.

Овај чланак ће обрадити неке технологије иза сателитских снимака, како то функционише и за шта се може користити.

Како функционише сателитско снимање?

Сателитско снимање је широка тема. Постоје различите врсте сензора и различите методе за снимање сателитских снимака. Ево неколико начина на које се сателити и њихови сензори могу разликовати.

Пасивно вс. Ацтиве Сенсинг

Постоје две широке категорије сензора за снимање сателита. То су активни сензори и пасивни сензори. Пасивни сензорски сателити прикупљају податке о Земљи електромагнетним зрачењем које емитује сунце и одбија се од Земље. С друге стране, активни сензорски сателити емитују сопствено зрачење и анализирају га док се одбија натраг на сателит.

Резолуција сензора

Као нормална камера, другачији сателит сензори имају различите могућности. Сваки сензор ће имати одређену просторну резолуцију. Ово је у основи колико површине сензор може истовремено заузети или колико су и колико су мали његови пиксели. Неки сензори могу да забележе резолуцију до 0,31 метра на квадрат по пикселу, мада већина неће имати такву резолуцију.

Имајте на уму да су сателити стално у покрету. То значи да за снимање слика широког подручја или сензор мора бити у стању да се креће или мора постојати низ сензора. На пример, ако сателит кружи у смеру север-југ, он може имати сензор или огледало које се креће у супротном смеру за „скенирање“ ширег подручја док се креће.

С друге стране, спектрална резолуција је врста светлости коју сензор може да ухвати. Различите структуре на Земљи различито одражавају електромагнетно зрачење, што омогућава сателитима да буду толико корисни. Електромагнетно зрачење укључује видљиву светлост (какву видимо кроз очи), инфрацрвену и ултраљубичасту светлост. На пример, снег прилично снажно одражава сво зрачење, док ће густа вегетација апсорбовати пуно црвене светлости, али емитовати инфрацрвену светлост.

На овај начин, сателит који садржи сензоре који могу да ухвате видљиву и инфрацрвену светлост моћи ће да разликује различита окружења на површини планете. Али ово нису сви сателити у могућности.

За разлику од нормалних камера, сателити такође имају временску резолуцију. То се односи на количину времена између слика за одређену локацију. Ако се сателит користи за надгледање одређеног подручја, требаће му одређени број сати да сателит поново досегне ту локацију изнад Земље.

Дакле, видите да су сателити високо специјализована опрема. Сваки сателит ће бити произведен са одређеним задатком на уму (или са више задатака).

Обрађиванње слике

Због величине Земље, природе сензора за обраду слике и чистог обима слика које треба направити, обрада слика је потребна да би се створиле корисне слике.

Један пример је шивање слика. Без обзира на величину сензора, да би се слике велике резолуције снимале на великим површинама, мораће се направити неколико слика. Тада ће их требати „спојити“ (на срећу софтвер то сада ради готово неприметно) како би се створила једна већа слика.

Због зрачења, сателитске слике често садрже артефакте попут пруга или пруга. Де-стрипинг слика је поступак уклањања ради стварања бољих слика.

Даље, у зависности од употребе слика, појединачни региони ће можда морати поново да се сликају, у зависности од облака или других препрека снимку. Ту долази до временске резолуције и зашто може бити потребно хиљаде сати просејавања слика да би се створила идеална мапа подручја.

Чему служи сателитско снимање?

Као што смо поменули, сателитско снимање има широку употребу. То укључује картографију и пловидбу, планирање града, предвиђање времена, еколошки надзор и војни надзор. Три најчешће коришћене сателитске слике детаљније су објашњене у наставку.

Слике и мапе

Најпознатији пример сателитског снимања је вероватно Гоогле Еартх. Овај алат можете лако користити за види свој дом. Развиле су се и многе друге организације базе података сателитских слика који су обједињени у употребљиве мапе. То може резултирати могућношћу зумирања одређеног нивоа детаља на било којој локацији на планети.

Да би се креирале мапе, слике високе резолуције морају се правити на многим надморским висинама за сваку локацију. То укључује и сателитску и ваздушну фотографију. Софистицирани софтвер се користи за „стапање“ надморске висине једни с другима док увећавате мапу.

Откривање промена

Сателити су у могућности да прате промене у датом подручју Земљине површине. Примарни пример су поларни региони. Сателити нису у могућности да прате само колико је леда присутно у било ком тренутку (путем видљиве и инфрацрвене светлости рефлексија), али такође су у стању да направе тополошке мапе тла за мерење промена кота у поларним лед.

Временска прогноза

Да ли сте икад гледали временску прогнозу или користио временску апликацију? На томе можете захвалити сателитима.

Сателити имају сензоре који су у стању да ухвате одређене таласне дужине инфрацрвене светлости и могу добити информације о нивоу топлоте.

У комбинацији са сликањем видљиве светлости, сателити могу да направе готово потпуну слику временских система. То је зато што видљива светлост даје информације које можда неће бити доступне путем инфрацрвене маглице попут магле (која је врло близу температури земљишта испод ње).

Термовизија је доступна и ноћу (када видљива светлост није доступна). Ово је важно за предвиђање времена, јер различите врсте временских система имају различите грејне сигнале (на пример, врсте облака).

Геостационарни сателити су у стању да надгледају одређени регион са врло велике надморске висине. То раде тако што круже око Земље истом брзином којом се и Земља окреће. Они пружају већину информација које видите у временској прогнози. Друга врста временског сателита је поларна орбита и може да слика подручје само два пута дневно, али пружа много већу резолуцију.

Комбиновање информација о топлоти и одбијеној светлости омогућава анализу система облака, загађења, пожара, олуја, површинских температура и још много тога.

Сателитске слике: ново доба науке

Појавом сателитских снимака научници су могли да посматрају Земљу на новом нивоу детаља који је раније био незамислив. Једноставним приступом светским сликама кроз спектар светлости, проучавање временских образаца и еколошких образаца постало је много софистицираније.

Али сва нова технологија долази и са опасном страном. Сателитско снимање је неопходно за савремене милитаристичке подухвате, укључујући надгледање страних држава или стратегије планирања.

Надамо се да вас је овај чланак научио нечему што нисте знали о томе како сателитски сателити за прикупљање слика прикупљају слике!

Како се разликују различите врсте сензора дигиталних фотоапарата?

Сензори дигиталних фотоапарата се знатно разликују. Ево како се разликују и како различите величине сензора утичу на квалитет фотографије.

Прочитајте следеће

О аутору