Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Czujniki satelitarne Adam Krężel Instytut Oceanografii Zakład Oceanografii Fizycznej 13 stycznia 2014 Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3 1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Czujniki satelitarne Adam Krężel Instytut Oceanografii Zakład Oceanografii Fizycznej 13 stycznia 2014 Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3 1."— Zapis prezentacji:

1 Czujniki satelitarne Adam Krężel Instytut Oceanografii Zakład Oceanografii Fizycznej 13 stycznia 2014 Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3 1

2 Promieniowanie elektromagnetyczne Wszystkie czujniki znajdujące zastosowanie w satelitarnych badaniach morza jako sposób pozyskania informacji wykorzystują promieniowanie elektromagnetyczne 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

3 Rejestrują one albo naturalne promieniowanie morza (mówimy wtedy o radiometrii pasywnej ) albo promieniowanie specjalnie generowane w celu uzyskania określonej informacji o nim ( radiometria aktywna ). Wybór określonego pasma w widmie, użytecznego do badań satelitarnych morza, zależy od przepuszczalności atmosfery oraz od rodzaju informacji, którą chcemy uzyskać. 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

4 Wpływ atmosfery 13 stycznia 2014 Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3 4 okno atmosferyczneOddziaływanie promieniowania z atmosferą - okno atmosferyczne Wielkość sygnału zawierającego informację

5 13 stycznia 2014 Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3 5

6 Rozdzielczość przestrzenna przybliżone określenie najmniejszego elementu powierzchni morza (Ziemi) jaki jest rejestrowany przez czujnik - IFOV = ang. Instantaneous Field of View wyrażana w mierze łukowej (w [mrad] lub [µrad]) przybliżony liniowy rozmiar określany jest jako GIFOV lub GSD (ang. Ground Sampled Distance ) 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

7 Szerokość ścieżki lub Pole widzenia (FOV - Field of View) - określa kąt skanowania i wyraża się w stopniach (pole widzenia) lub w kilometrach (szerokość ścieżki) Szerokość pasma (FWHM - Full Width at Half Maximum) - szerokość pasma czułości detektora w połowie widma jego czułości spektralnej 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

8 Szerokość spektralna promieniowanie widzialne (ang. visible ): µm bliska podczerwień (ang. near-IR ): µm; VNIR (ang. visible and near-IR lub silicon detector range ): µm; krótkofalowa podczerwień (ang. SWIR - short wave IR ): µm; zakres odbicia słonecznego (ang. solar reflective range ): µm; podczerwień termalna: µm; PasmoCzęstotliwość [Ghz ] Długość fali [cm] P-band L-band S-band C-band X-band Ku-band Ka-band Q-band V-band W-band określa szerokość pasma czułości detektora 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

9 Rozdzielczość spektralna Rozdzielczość spektralna ( Spectral resolution ) Określa rozmiary i liczbę obszarów (pasm) w widmie promieniowania elektromagnetycznego, w których może rejestrować energię dany czujnik Biorąc pod uwagę rozdzielczość spektralną czujniki dzielimy na 4 grupy: –Szerokopasmowe ( broad-band ) –Wąskopasmowe ( narrow-band ) –Spektralne ( spectral ) –Hiperspektralne ( hyperspectral ) 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

10 Liczba poziomów kwantowania - określa maksymalną liczbę poziomów, na które może być podzielony sygnał docierający do czujnika. Zależy ona od możliwości przetwornika analogowo-cyfrowego. Zazwyczaj stosowana jest kwantyzacja od 6 do 12 bitowej. Np. kwantyzacja 8-bitowa pozwala na uzyskanie 256 (2 8 ) poziomów, 10-bitowa na 1024 (2 10 ) itd. Rozdzielczość czasowa - określa jak często dany punkt na kuli ziemskiej może być próbkowany Stosunek sygnału do szumu (ang. SNR - signal to noise ratio ) oraz szumowy odpowiednik odbicia lub różnicy temperatur (ang. noise equivalent reflectance and temperature differences - NEΔρ i NEΔT) jest miarą czułości sensora 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

11 Podstawowe systemy rejestracji Kamery video ( ang. 2-D E-O framing cameras ) - są to urządzenia odpowiadające zwykłym 'cywilnym' kamerom video. Obraz jest rejestrowany przez matrycę detektorów umieszczoną w płaszczyźnie ogniskowej. IFOV jest określone przez wielkość pojedynczego detektora w matrycy. W przypadku zakresu promieniowania od 0.4 do 1.0 µm stosuje się detektory krzemowe CCD ( ang. charge coupled detector ) o standardowych rozmiarach ok. 25 µm. W obszarze bliskiej podczerwieni (SWIR) tzn. od 1 do 2.5 µm są to detektory PtSi, PbS i HgCdTe. Poszczególne elementy są większe od poprzednich jednak ze względu na mniejszą rozdzielczość spektralną w sumie ich powierzchnia jest mniejsza. 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

12 Podstawowe systemy rejestracji Systemy spinowo-skanujące (ang. spin-scan systems ). Zazwyczaj stosuje się je na satelitach geostacjonarnych (np. VISSR ( Visible and Infrared Spin-Scan radiometer ) na satelicie GOES). Satelita lub jego część obraca się dookoła własnej osi, za każdym obrotem zmieniając kąt patrzenia obiektywu kamery, tak że po pewnym czasie 'ścieżka za ścieżką' zostaje pokryty określony obszar. VISSR ma GIFOV 0.9 km w paśmie widzialnym i 9 km w termicznej podczerwieni. Zeskanowanie całej Ziemi (20×20 stopni) zajmuje mu 18.2 min. 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

13 Podstawowe systemy rejestracji Skanery podłużnie i poprzecznie zbierające Podstawowe systemy rejestracji Skanery podłużnie i poprzecznie zbierające ( pushbroom and whiskbroom scanners ) 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

14 Metoda Cecha zbieranie poprzeczne whiskbroom zbieranie podłużne pushbroom korzystnabrak ograniczeń spektralnych szeroka ścieżka łatwość podziału widma przy pomocy filtrów odpowiedni spektrometr umożliwia zdjęcie ciągłego widma mała ilość detektorów do kalibracji proste mechanicznie, brak części ruchomych - niski koszt małe detektory czyli krótka ogniskowa dla małych IFOV duża ilość detektorów - długi czas uśredniania niekorzystnamała liczba detektorów oznacza krótki czas uśredniania duże detektory wymagają długiej ogniskowej czyli dużych rozmiarów urządzenia dla małych IFOV skomplikowane mechanicznie czyli drogie trudny w konstrukcji, szerokokątny system projekcji na płaską powierzchnię IR wciąż w stadium konstrukcji podział widma na ponad 20 kanałów praktycznie niemożliwy duża ilość detektorów do kalibracji Podstawowe systemy rejestracji Skanery podłużnie i poprzecznie zbierające Podstawowe systemy rejestracji Skanery podłużnie i poprzecznie zbierające 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

15 Podstawowe systemy rejestracji Klasyfikacja w zależności od rodzaju produktu No-imaging: rejestracja danych o parametrach powierzchni badanej. Uzyskana informacja nie ma charakteru mapy cyfrowej. Imaging: generowane jest zdjęcie cyfrowe badanej powierzchni. Systemy obrazowania można podzielić na: –Framing systems: rejestracja całego obrazu w tym samym czasie –Scanning systems: rejestracja obrazu linia po linii 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3

16 Systemy pomiarowe w satelitarnych badaniach morza Skrót lub akronim Nazwa urządzenia SatelitaKanały spektralne [µm]/[GHz] Aktywny/ Pasywny Sposób próbkowaniaPrędkość próbkowania ALTAltymetr (Altimeter)SEASAT, ERS-2, GOES, TOPEX/Posejdon mikrofaleaktywnypunktowy w nadirzewolny ATSRRadiometr skanujący podłużnego zbierania (Along track scanning radiometer) ERS-1, ERS pasywnyskanowanie stożkowe - dwustopniowe szybki AVHRRRadiometr wysokiej rozdzielczoœci (Advanced Very High Resolution Radiometer) TIROS-N NOAA pasywnyskaner szeroko-ścieżkowy, szerokopasmowy, pełne pokrycie umiarkowanie szybki CZCSCzujnik barwy strefy brzegowej (Coastal zone colour scanner) NIMBUS pasywnyskaner szeroko-ścieżkowy, pełne pokrycie szybki MSSSkaner wielospektralny (Multi-spectral scanner) LANDSAT pasywnywąsko-ścieżkowy skaner wysokiej rozdzielczości szybki SARRadar (Synthetic aperture radar) SEASAT ERS-1, ERS-2 JERS-1 Radarsat (L) 5.3, 12.5 L, X L, C aktywnywykorzystuje częstotliwości dopplerowskie bardzo szybki

17 Systemy pomiarowe w satelitarnych badaniach morza Skrót lub akronim Nazwa urządzenia SatelitaKanały spektralne [µm]/[GHz] Aktywny/ Pasywny Sposób próbkowaniaPrędkość próbkowania SASSSkaterometr (Scatterometer)SEASAT ERS-1, ERS (X) 5.3 aktywnywolny SMMRwieloczęstotliwościowy mikrofalowy radiometr skanujący (Scanning multifrequency microwave radiometer) SEASAT NIMBUS pasywnypróbkowanie niskiej rozdzielczości, niepełne pokrycie średni SSM/ICzujnik mikrofalowy (Special Sensor Microwave Imager) DMSP pasywnyścleżka 1390 km; rozdzielczość: 70×45; 60×40; 38×30; 16×14 km TMSkaner tematyczny (Thematic mapper) LANDSAT-4,5, pasywnyścieżka 185 km; rozdzielczość 30 m szybki SeaWiFS(Sea-wieving Wide Field-of-View sensor) OrbView pasywnyścieżka 2800 km; rozdzielczość 1.13 i 4.52 km wolny

18 Systemy pomiarowe w satelitarnych badaniach morza Skrót lub akronim Nazwa urządzenia SatelitaKanały spektralne [µm]/[GHz] Aktywny/ Pasywny Sposób próbkowaniaPrędkość próbkowania SEVIRISkaner spinowy (Spining Enhanced Visible and infrared Imager) MSG12 kanałów w zakresie µm pasywnyskanowanie w poprzek szer. geogr., wykorzystanie obrotu wokół własnej osi do skanowania w poprzek dł. geogr średni MODISŚredniej rozdzielczości spektrometr obrazujący (Moderate resolution Imaging Spectrometer) Terra, Aqua32 kanały w pasmach VIS i near-IR (szer nm) pasywnyścieżka 1500 km, rozdzielczość 1.1 km; pełne pokrycie co 2 dni średni MERISŚredniej rozdzielczości spektrometr obrazujący (Medium Resolution Imaging Spectrometer) Envisat – co najmniej 15 pasm o szerokości 1.25 nm pasywnyścieżka 1500 km; rozdzielczość m 13 stycznia Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3


Pobierz ppt "Czujniki satelitarne Adam Krężel Instytut Oceanografii Zakład Oceanografii Fizycznej 13 stycznia 2014 Zastosowanie technik satelitarnych..., wykład 3 1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google