- •1.2. Роль и значение аэрокосмических методов в географических исследованиях
- •2.1. Воздухоплавание
- •2.2. Авиация
- •2.3. Ракеты
- •2.4. Космические летательные аппараты
- •3.1. Летательные аппараты для воздушной съемки
- •3.2.1. Автоматические космические аппараты
- •.Космические аппараты для полетов к Луне. Для изучения поверхности Луны использовались советские автоматические межпланетные станции (амс) «Зонд» и автоматические лунные станции серии «Луна».
- •3.2.2. Пилотируемые космические аппараты
- •3.2.3. Перспективные космические аппараты
- •Солнечное излучение и его отражение объектами земной поверхности
- •4.2. Собственное излучение Земли
- •4.3. Искусственное излучение
- •4.4. Влияние атмосферы на излучение
- •5. Методы регистрации электромагнитного излучения
- •6. Виды аэрокосмических съёмок
- •6.1. Фотографическая съёмка
- •6.2. Телевизионная съемка
- •6.3. Сканерная съемка
- •6.4. Инфракрасная и инфракрасная тепловая съемки
- •6.5. Радиотепловая съемка
- •6.6. Радиолокационная съемка
- •6.7. Спектрометрическая съемка
- •6.8. Лазерная съемка
- •6.9. Разрешающая способность материалов дистанционных съемок
- •7.1. Центральная проекция снимка
- •7.2. Масштаб снимка
- •7.3. Геометрические искажения снимка, вызванные рельефом местности, его наклоном, кривизной Земли
- •9. Информационные свойства снимков
- •10. Теоретические основы дешифрирования аэрокосмических снимков
- •10.1. Дешифровочные признаки
- •10.1.1. Прямые признаки дешифрирования
- •Количественные характеристики плотности изображени
- •10.1.2. Косвенные дешифровочные признаки
- •10.2. Логическая структура процесса дешифрирования
- •11. Технология и методы дешифрирования снимков
- •11.1. Материалы аэрокосмической съемки
- •11.4. Геоинформационные технологии в аэрокосмических исследованиях
- •13. Аэрокосмический мониторинг
6.2. Телевизионная съемка
Телевизионная съемка ведется телевизионными камерами в оптическом диапазоне электромагнитного спектра (0,4-1,1 мкм). Сущность телевизионной съемки заключается в том, что оптическое изображение местности преобразуется в электрический видеосигнал. Телевизионные приемники относятся к оптико-электронным системам дистанционного зондирования. Телевизионные камеры состоят из объектива, фокусирующего изображение на светочувствительную поверхность, электронно-лучевой трубки, блоков считывания информации и формирования сигналов для трансляции на наземные приемные пункты. Основной составной частью телевизионной камеры является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), которая и является приемником электромагнитного излучения.
Принципиальное отличие телевизионной камеры от фотоаппарата заключается в том, что оптическое изображение местности через объектив проектируется не на фотопленку, а на светочувствительный экран, на котором формируется электронное изображение, которое преобразуется в электрический видеосигнал. Кроме того, ресурс элементов оптико-электронной регистрации на много больше, чем возможный запас фотопленки на борту носителя, а значит, спутник с телевизионной системой может годами функционировать на орбите и оперативно постоянно передавать информацию на наземные приемные станции.
К достоинствам оптико-электронных приемников следует отнести то, что они обладают гораздо большей чувствительностью, чем фотоматериалы, что важно при съемке в условиях малой освещенности невысокой отражательной способностью объектов местности. Однако они имеют значительно меньшую разрешающую способность, чем фотопленка, а также имеют значительные геометрические искажения.
В телевизионных камерах используются два вида передающих телевизионных трубок – диссекторные и видиконовые. Первые телевизионные камеры оснащены широкоугольным объективом, что позволяет фиксировать в пределах кадра значительные территории. В качестве светочувствительного элемента в этих трубках используется фотокатод, работа которого основана на внешнем фотоэффекте (рис.13). Фотокатод диссектора, на который проектируется оптическое изображение, испускает электроны с плотностью, пропорциональной освещенности.
Так создается электронное изображение, элементарные участки (элементы) которого с помощью отклоняющей системы последовательно подводятся к входному отверстию-фотоэлектронного умножителя, вырабатывающего электрический видеооигаал. В результате развертки двумерное изображение, пре образованное в одномерную функцию изменения напряжения во времени, можно передать по одному каналу связи.
Эти телевизионные камеры используются для глобальных съемок с геостационарных спутников. Впервые такая камера была установлена на спутнике «Молния-1». Недостатком таких телевизионных камер является невысокая разрешающая способность при широком угле зрения и громоздкость аппаратуры. Более широкое применение при дистанционном зондировании получили телевизионные камеры с видиконовыми передающими трубками, где в качестве светочувствительного экрана используется полупроводниковый фотоэлемент, работа которого основана на внутреннем фотоэффекте.
На плоскую поверхность прозрачного в требуемом спектральном интервале баллона трубки напыляется тончайшая пленка металла — сигнальный электрод, на которую наносится слой полупроводника (фотосопротивление). Если спроектировать изображение на светочувствительную мишень, то отдельные ее участки вследствие внутреннего фотоэффекта изменят электрическое сопротивление обратно пропорционально их освещенности. В результате оптическое изображение создает на светочувствительной мишени электрическое изображение (потенциальный рельеф) из положительных зарядов. Видеосигнал формируется на сигнальном электроде в процессе разряда мишени электронным лучом, быстро обегающим всю мишень. Движение луча по мишени обеспечивает отклоняющая система трубки, а образование узкого луча — фокусирующая. Чем меньше диаметр луча и, следовательно, больше строк сканирования, тем более мелкие детали различаются в телевизионном изображении. Современные трубки космических телевизионных систем обеспечивают 500—1000 строк развертки при размерах мишени 0,5—5 см. Высокая чувствительность мишеней с внутренним фотоэффектом, применяемых в видиконе, позволила упростить трубку и уменьшить ее размеры, что очень важно для орбитальной съемки. В видиконе, в отличие от диссектора, электрическое изображение в виде зарядов образуется (накапливается) в течение (всего времени между очередными циклами считывания потенциального рельефа электронным лучом. Этот принцип повышает эффективность работы трубки и позволяет формировать телевизионное изображение в виде отдельных кадров.
В этих камерах наряду с высококачественными ЭЛТ используются узкоугольные длиннофокусные объективы, что позволило значительно повысить разрешающую способность снимков в 5-6 раз по сравнению с первыми снимками с ИСЗ типа «Метеор-Природа». Кроме того, в видиконе в отличие от диссектора, электрическое изображение в виде зарядов образуется в течение всего времени между очередными циклами считывания потенциального рельефа на светочувствительном экране электронным лучом, что позволяет формировать телевизионное изображение в виде отдельных кадров.
Телевизионная съемка для метеорологических целей проводилась с советских ИСЗ «Метеор», российского «Ресурс-0», американских «Тайрос» и «Нимбус». Разрешение телевизионных снимков - несколько километров (по краям от 6 до 8 км). Эти снимки используются для дешифрирования облачного покрова, составления карт облачности, которые используются для прогноза погоды. Также они используются для изучения снежного покрова в целях гидрологических прогнозов и анализа ледовой обстановки на морях.
Кроме метеорологических целей и исследования земной поверхности телевизионная съемка используется при изучении планет Солнечной системы и их спутников.
Основные достоинства телевизионных съемок - оперативность (получение изображений в реальном или близком к реальному масштабу времени), технологичность в обработке, обеспечение быстрой и многократной повторности съемок одних и тех же территории.