RASZTERES ADATFORRÁSOK A távérzékelés alapjai

Az előadások a következő témára: "RASZTERES ADATFORRÁSOK A távérzékelés alapjai"— Előadás másolata:

1 RASZTERES ADATFORRÁSOK A távérzékelés alapjai

2 Pásztázó rendszerek

3

4 Földrajz - távérzékels
Tér Idő Kapcsolat Lépték

5

6 Kárpát-medence domborzata (SRTM)

7

8

9 Vatikán – II. János Pál temetése

10 Távérzékelés A mérés során a műszer nem érintkezik a vizsgált tárggyal. Légi és műholdas távérzékelés Passzív és aktív képkészítő rendszerek

11 A távérzékelés folyamatai

12 A sugárzás hullámtermészete

13 A sugárzás energia jellege
Egy kvantum energiája a következőképpen adható meg: Q = h * ν , (I.2.) ahol Q = egy kvantum energiája, Joule (J) h = Planck-állandó, 6.626x10-34 Jsec ν = frekvencia

14 A sugárzás energia jellege
. A sugárzás energia jellege Az I.1 egyenletből kifejezhetjük a frekvenciát a hullámhossz és a fénysebesség segítségével, majd behelyettesítve az I.2 egyenletbe kapjuk az alábbi egyenletet. Q = (h * c)/ λ (I.3.) Ebből azt láthatjuk, hogy egy kvantum energiája fordítottan arányos a saját hullámhosszával, vagyis minél nagyobb a hullámhossz annál kisebb az energiatartalom.

15 A sugárzás energia jellege
A távérzékelésben a Nap a legfontosabb elektromágneses sugárzásforrás, bár minden anyag az abszolút nulla fok fölötti hőmérsékleten (0 °K vagy -273 °C) folyamatosan kibocsát elektromágneses sugárzást. Ezért minden földi tárgy sugárzásforrásnak tekinthető, természetesen más erősséggel és spektrális összetétellel, mint a Nap. Egy tárgy által kisugárzott energia mennyisége a tárgy felszínének hőmérsékletétől függ. Ez a tulajdonság a Stefan-Boltzmann-féle törvénnyel fejezhető ki, amely szerint: M = σ * T (I.4.) ahol M = a sugárzó test 1 m2-nyi felületéről 1 s alatt kisugárzott összenergia a teljes hullámhossz-tartományban (a test sugárzási teljesítménye, W/m2) σ = Stefan-Boltzmann állandó, x10-8 Wm-2°K-4 T = a kibocsátó anyag abszolút hőmérséklete (°K) σ

16 A sugárzás energia jellege
A képlet módosítása (I.5) a spektrális összintenzitást fejezi ki az alábbiak szerint: I = A* σ *T4, (I.5) ahol A = a sugárzó test összfelülete (m2) I = a spektrális összintenzitás

17 A sugárzás energia jellege
A kibocsátási csúcs hullám-hossza, vagyis ahol a fekete test sugárzási görbéje eléri a maximumát, függ a fekete test hőmérsékletétől a Wien-féle eltolódási törvény alapján λmax*T = A, (1.6.) ahol λmax = a maximális spektrális sugárzás hullámhossza μm-ben, T = abszolút hőmérséklet, °K A = μm°K. Különböző hőmérsékletű fekete testek kisugárzási energia-eloszlásai

18 Szóródás, abszorpció,transzmisszió

19 Az atmoszférán áthaladó sugárzás tulajdonságai
Szóródás Az atmoszférikus szóródás az atmoszférában megtalálható részecskék okozta, előre nem jelezhető sugárzásdiffúzió. Több típusa létezik, aszerint, hogy a részecske átmérője hogyan viszonyul a vele kölcsönhatásba lépő sugárzás hullámhosszával. Rayleigh-szóródás Mie-szóródás nem-szelektív szóródás

20 Rayleigh-szóródás A legáltalánosabb, ha a részecskék (molekulák, kicsiny szilárd részecskék) átmérője sokkal kisebb, mint a sugárzás hullámhossza. Ezt a típusú szóródást Rayleigh-szóródásnak nevezzük. A kék ég a Rayleigh-szóródás következménye, nélküle az ég színe fekete lenne. A napsugárzás kölcsönhatásba lép az atmoszférával, a rövidebb (kék) hullám-hosszak sokkal erőteljesebben szóródnak, mint más látható hullámhosszak. A Rayleigh-szóródás az oka annak is, hogy a műholdas fényképek homályosak.

21 Mie-szóródás A másik típusú szóródás, az ún. Mie-szóródás, mely akkor lép fel, ha a kölcsönhatásba lépő részecske átmérője egyenlő a sugárzás hullámhosszával. Elsősorban a vízgőz és a por okoz Mie-szóródást. A Mie-szóródás már csekély felhőzet esetén is jelentőssé válik.

22 Nem-szelektív szóródás
A harmadik, de nem elhanyagolható szóródás típus a nem-szelektív szóródás, mely akkor jön létre, ha a részecske átmérője sokkal nagyobb, mint a vele kölcsönhatásba lépő sugárzás hullámhossza. Például a vízcseppek okoznak nem-szelektív szóródást. A vízcseppek átmérője általában 5 és 100 mm között változik, így az átmérő nagyobb, mint az összes látható fény és az infravörös sugárzás hullámhossza. Ezért a szóródás nem-szelektív a hullámhosszal kapcsolatban. A látható fényt, a kék, a zöld és a vörös fényt teljesen egyenlő mértékben szórják a vízcseppek, ezért fehér színű a felhő és a köd.

23 Abszorpció (elnyelés)
Atmoszférikus ablakok μm-ben:

24 Az energia kölcsönhatása a földfelszínnel

25 A spektrális visszaverődési görbe

26 A spektrális visszaverődési görbe

27

28 Elektromágneses sugárzás észlelése
Kamera rendszerek

29 Elektromágneses sugárzás észlelése
Pásztázó rendszerek Keresztsávos pásztázás Köríves pásztázó rendszerek Sávmenti pásztázás Oldalpásztázó rendszerek

30 Keresztsávos és sávmenti pásztázás

31 Spektrométerek vázlatos felépítése

32 Műholdak jellemzésére szolgáló paraméterek
Inklináció, keringés iránya Napszinkron pálya, geoszinkron pálya Térbeli (geometriai) felbontás Spektrális felbontás Időfelbontás Radiometriai felbontás

33 Inklináció, keringés iránya