25 Ик-съемки, радиолакационные и лазерные

Широкое развитие и применение получили сканирующие сис¬темы, работающие в инфракрасной области излучения, — много¬спектральные радиометры, радиометрические комплексы, тепло-визионные системы и т. п. Совершенствование ИК-приемников, оптических систем, методов термометрии позволяет получать изображения в инфракрасной области, сопоставимые по своим параметрам с фотографическими изображениями. Принцип полу¬чения изображения основан на измерении температур объектов местности. В зависимости от физических и химических свойств снимаемые объекты могут быть «теплее» или «холоднее». Визуали¬зированные результаты измерений температур имеют вид, анало¬гичный фотографическому изображению местности. Точность ре¬гистрации температуры различными системами составляет 0,1...0,005°. Съемку можно выполнять как в дневное время, так и в ночное. Разрешение на местности достигает, при малых высотах съемки Н= 200...300 м, 0,01...0,12 м.

Изображения, получаемые с помощью тепловых съемочных си¬стем, используют в целях картографирования подземных комму¬никаций, выявления техногенных нарушений сооружений (неф-те- и газопроводов, теплосетей, зданий и т. п.) и изучении нега¬тивных экологических процессов (определение загрязнения почв и водных объектов нефтепродуктами, засоления почв, зон подтоп¬ления и т. п.).

Применение оптических генераторов излучения — лазеров — привело к разработке активных оптических съемочных систем. С помощью лазера облучают снимаемую поверхность. Отраженный от элементарной площадки (пикселя) сигнал принимает оптичес¬кая система. В результате съемки получают трехмерное цифровое изображение. Особенностью лазерного луча является его способ¬ность проникать через лиственный покров древесной раститель¬ности. Поэтому лазерные съемочные системы применяют для по¬строения профилей рельефа на территориях, закрытых лесами. Они эффективны при обследовании линий электропередачи. Ли¬нейное разрешение лазерных систем значительно уступает фото¬графическим системам. Точность определения координат зависит от высоты съемки. Например, при использовании системы ALMT-1020 с высоты полета носителя Н= 300 м точность опреде¬ления плановых координат равна 0,7 м, а высот точек местности — 10..12 cv.

Использование радиоволн в качестве носителя информации об объектах земной поверхности привело к созданию радиофизичес¬ких съемочных систем. Их разделяют на два класса: использующие метод активной радиолокации и регистрирующие собственное из¬лучение объектов.

Из систем, относящихся к первому классу, наибольшее приме¬нение получили радиолокационные станции бокового обзора (РЛС БО). В основе их работы заложены принципы радиолокации. Ге¬нератор, установленный на борту летательного аппарата, выраба¬тывает радиоволны определенной длины, амплитуды, поляриза¬ции. С помощью антенны радиоизлучение направляется на зем¬ную поверхность (рис. 2.9). Длины радиоволн, используемые при съемке, находятся в диапазоне от 1 см до 1 м и более. Режим излучения может быть непре¬рывным или импульсным. Пос¬ле взаимодействия с объектами поверхности происходит моду¬лирование несущего сигнала, изменяются его исходные ха¬рактеристики. Степень модулирования определяется физическими и химическими свойствами объекта. Отраженный модулированный сигнал воспринимается приемной антенной. Принятые сигналы после усиления поступают на экран, где происходит построчная ви¬зуализация результатов радиолокации. Яркость изображения объекта зависит от энергии возвратившегося сигнала. Прямолиней¬ность распространения радиоволн, их чувствительность к измене¬нию рельефа при отражении создают определенную специфику ра¬диолокационного изображения. Она выражается в значительной изменчивости яркости изображений и сложной геометрии снимка. Первичная обработка результатов съемки выполняется на борту ле¬тательного аппарата или на Земле. Геометрические искажения уменьшаются в результате выполнения геометрической коррекции снимка. Результат съемки — непрерывная полоса радиолокацион¬ного изображения. Аэросъемку выполняют со стандартных высот #=3,5; 5; 6,5; 30,5 км при ширине полосы 15 и 37,5 км. Масштаб изображения в продольном и поперечном направлениях неодина¬ков. Разрешение РЛС БО уступает фотографическому.

Продольное разрешение зависит от размеров антенны и часто¬ты используемых радиоволн. Усовершенствованные радиолокаци¬онные станции позволяют получить разрешение по полю снимка с самолета до 5 м, при съемке из космоса — до 20 м.

Преимущество радиолокационных съемок — их независимость от погодных условий. Снимать можно при сплошной облачности, в туман и даже дождь, поэтому РЛС-съемку называют «всепогод¬ной». Она незаменима в районах, где погодные условия не позво¬ляют использовать иные съемочные системы. Современные тех-нологии обработки снимков делают возможным использование РЛС-снимков для картографических целей. Радиолокационную съемку применяют для изучения водных поверхностей, определе¬ния границ береговых линий, овражной сети, зон подтопления, состояния посевов и т. п.

Сверхвысокочастотная радиометрия относится к пассивным методам исследования поверхности Земли. Выполняют ее с помо¬щью СВЧ-радиометров, измеряющих собственное излучение объектов в спектральном интервале 0,15...30 см в нескольких ка¬налах. Способы построения изображения и передачи информации на наземные пункты приема аналогичны применяемым при РЛС-съемке. Линейное разрешение СВЧ-радиометров в зависимости от типа прибора может быть от нескольких метров до десятков кило¬метров и более. Точность определения температур уступает тепло¬вым съемочным системам. Достоинство СВЧ-съемки — формиро¬вание воспринимаемого радиометрами сигнала в глубине снимае¬мого объекта и возможность передачи информации о глубинных процессах.

В практике проведения аэро- и космических съемок часто при¬меняют комплексное использование съемочных систем разных типов для получения разноплановой информации об исследуемых объектах.