Környezeti információs rendszerek II. Légi és űrfelvételek beszerzése Légi felvételek: meglévő: FÖMI, HM, Eurosense készítendő: megrendelés, repülési terv Űrfelvételek: a kínálatból kell választani 1
Mesterséges holdak alkalmazása Tudományos kutatások csillagászat geodézia ionoszféra, atmoszféra, magnetoszféra meteorit Nap Földfigyelés meteorológia távérzékelés Távközlés Navigáció 2
Gravitációs erő és centrifugális erő = G gravitációs állandó: 6,672 10-11 M m d v a Föld tömege: 5,975 1024 kg a műhold tömege kg a Föld - műhold távolság m a mesterséges hold sebessége m/s 3
Példa h= 760 km, v=?, T=? (R = 6370 km) =7477 m/s ~ 7,5 km/sec = ω= 2π=ωT = 5991 sec ~ 100 min T= 4
5
6
7
Összefoglalva a pályaelemeket, az alábbiakat mondhatjuk: A pályaelemek és hatásuk a mesterséges hold pálya magassága befolyásolja a távérzékelt terület nagyságát, pontosságát, visszatérési ciklusát, az inklináció szöge befolyásolja, hogy mely földrajzi hely felett halad a rektaszcenzió különbség megválasztásával a felvétel napszak szerinti idejét határozzuk meg (napszinkron pálya: egy adott terület felett mindig ugyanabban a napszakban halad el) 8
Landsat - 1 (1972-1978), Landsat - 2 (1975 1982), Landsat - 3 (1978-1983), Landsat - 4 (1982-1993), Landsat - 5 (1984 - ), Landsat - 6 (1993 - sikertelen), Landsat - 7 (1999 - ). Az első generációs mesterséges holdak (Landsat - 1, 2, 3) szenzorai: RBV (Return Beam Vidicon) hullámsáv: 0,505-0,750 m, egy kép által lefedett terület: 98 km x 98 km, terepi felbontás: 40 m MSS (Multispectral Scanner) hullámsáv: 4. csatorna 0,50-0,60 m 5. csatorna 0,60-0,70 m 6. csatorna 0,70-0,80 m 7. csatorna 0,80-1,10 m 8. csatorna 10,4-12,6 m (csak Landasat - 3 nál) egy kép által lefedett terület: 185 km x185 km, terepi felbontás: 80 méter (8. csatornánál 240m), 9
Landsat pályavetülete 10
A Landsat - 4, 5, mesterséges holdak szenzorai: MSS lásd korábbit, Thematic Mapper (térképező szkenner), TM. A korábbi multispektrális rendszerrel szemben korszerűbb, a geometriai felbontása jobb, a spektrális felbontása is javult. Pálya: magasság: inklináció keringési idő visszatérési idő: tömeg egy képpel lefedett terület felvételi nyílásszög pillanatnyi nyílásszög terepi felbontás közel poláris, napszinkron 705 km 98,2 99 perc 16 nap 1941 kg 185 km x 185 km 14,8 0,042 mrad (1-4 csat.), 0,044 (5., 7. csat.), 0,170 mrad 6. csat.) 30 m ill. 120 m (6. csat) 11
csatorna és hullámhossz alkalmazási terület [ m] 1. 0,45-0,52 kék Tengerpart, víztestek térképezése, vízbe hatolás mélysége, talaj és vegetáció elkülönítése, lombhullató és tűlevelű erdők elválasztása. 2. 0,52-0,60 zöld Vegetáció elkülönítése, a klorofill görbék elnyelési csúcsának meghatározása, építmények leválasztása. 3. 0,63-0,69 vörös Klorofill abszorpciós mérés, vegetáció szétválasztása, építmények azonosítása 4. 0,76-0,90 Biomassza tartalom meghatározása, víztestek és föld közeli infravörös elválasztása, talajnedvesség nyomonkövetése 5. 1,55-1,75 A vegetáció és a talaj nedvesség vizsgálata, felhős és közép infravörös havas területek elkülönítése. 6. 10,40-12,50 Talaj nedvességtartalom meghatározás, vegetáció termális infravörös betegségek elemzése, hőtérképezés. 7. 2,08-2,35 közép Ásványok, kőzetek térképezése, vegetáció nedvesség infravörös tartalom érzékelés 12
13
14
SPOT A francia, belga, svéd érdekeltségű mesterséges holdak neve: Systeme Pour l' Observation de la Terre, SPOT, földfigyelő rendszer Az irányító és ellenőrző központok: Toulouse és Kiruna. A kilövő állomás az egyenlítő környékén lévő Kourou, Francia Guyana (Dél Amerika, tengerpart) Az irányítást a Francia Nemzeti Űrkutatási Központ (French Centre National d'etudes Spatiales, CNES) végzi HRV (High Resolution Visible) SPOT - 1 (1986), SPOT - 2 (1990), SPOT - 3 (1993), SPOT - 4 (1998), SPOT - 5 (2002. május 3.) Pléiades-1, 2 (2010) SPOT-6 (2012), SPOT-7 (2013) 15
16
multispektrális: 0,50-0,59 m zöld, 0,61-0,68 m vörös, 0,79-0,89 m közeli infra, pankromatikus: 0,51-0,74 m A pálya adatai: közel poláris, napszinkron pálya magasság: 832 km, inklináció: 98,7 keringési idő: 101 perc, visszatérési idő: 26 nap (5 nap) tömeg: 1750 kg, felvételi szög: 4,2 pillanatnyi felv. szög: 0,024 mrad (XS mód), 0,012mrad (p mód) geometriai felbontás: 20 méter (XS), 10 méter (P) egy kép által lefedett terület: 60 x 80 km 17
18
ERS Az Európai Űrügynökség (European Space Agency, ESA) által fellőtt mesterséges holdak: ERS - 1 (European Remote Sensing Satellite) (1991-2000), ERS - 2 (1995 - ), Envisat (2002 - ). óceánok monitorozása, a tenger és a jég állapotának, törvényszerűségeinek megismerése és tanulmányozása. Az atmoszféra és az óceán, az energia-átadások, tengeráramlások, a sarkkörökön lévő jégtömeg viselkedés, globális változások kutatása. -SAR, 5,3 GHz -képfelvételezés, 100 km szélességben, az óceánok, sarki zónák, partvidékek és szárazföld felszínéről, 30 m -es felbontással. - "hullám üzemmód" az óceánok felszínéről, hullámzásáról, a hullámok magasságáról és irányáról készített felvétel. - RA (Radar Altimeter), magasságmérő feladata hullámok magasság mérése (330 MHz frekvencián), jég (82,5 MHz frekvencián), 10 cm-es pontossággal. - ATSR - M, pásztázó radiométer (Along-Track Scanning Radiometer and Microwave Sounder) az óceánok és a felhők felszínének hőmérsékletét mérő berendezés. 500 km széles sávot pásztáz 1 km-es felbontással, 4 infravörös csatornát használva (1,6 m, 3,7 m, 11 m, 12 m) - Lézer reflektor, ami a műhold pálya adataira - Wind Skatterometer (szél szóródásmérő) a tengerek feletti szél irányát és 19 sebességét képes mérni.
20
21
IRS India Bhaskara - 1 (1979) Bhaskara - 2 (1981) Fedélzetükön tv kamera és sugárzásmérő volt. IRS (Indian Remote Sensig System) mesterséges hold családot: IRS -1A (1988), IRS - 1B (1991), IRS -1C (1995), IRS - 1D 8 (1997) Az 1A műhold multispektrális pásztázója, a LISS I. (Linear Imaging Self Scanning Sensor) 7205 m-es pontosságú, míg az 1B-n használt LISS II. már a 36,5 m-es felbontást biztosító képeket szolgáltat. A csatornák az alábbiak: 1. 0,45-0,52 m 2. 0,52-0,59 m 3. 0,62-0,68 m 4. 0,77-0,86 m Az 1C és 1D mesterséges holdakat úgy tervezték, hogy ugyanolyan felszereléssel dolgoznak, csak ellentétes fázisban haladnak, az egyazon terület feletti áthaladások megduplázására. 22
Fedélzetükön az alábbi CCD szenzoros sorkamerákat hordozzák: - PAN: pankromatikus kamera, egy sávban működik, 0,5-0,9 m, geometriai felbontása 5,8 m, a lefedett sáv: 70,5 m. Alkalmazási terület: környezeti monitoring, erdészet, kartográfia. - LISS III.: multispektrális szkenner, 4 csatornával, az 1A műhold 1. csatornáját elhagyták és helyette infravörös csatornát építettek be 5. csat.: 0,55-1,75 m tartománnyal. Terepi felbontása 20 m, az 5. csatornánál ennél rosszabb, 70 m. A lefedett sáv: 142 km. Alkalmazási terület: Környezeti monitoring, mezőgazdaság, geológia. -WiFS: Wide Field Sensor, széles lefedésű érzékelő berendezés, amely a 3. és 4. csatornán érzékel, a lefedett sáv 770 km, kb. 200 m-es felbontással. Alkalmazási terület: globális változások nyomonkövetése illetve tanulmányozása. 23
IKONOS Amerikai kereskedelmi mesterséges hold. Fellövés éve: 1999. Felszerelése: multispektrális és pankromatikus szenzor. A használt csatornák: multispektrális 0,45-0,53 m (kék) 0,52-0,61 m (zöld) 0,64-0,72 m (vörös) 0,77-0,88 m (közeli infra) pankromatikus 0,45-0,90 m A pálya műszaki adatai: Napszinkron, közel poláris, magasság. 680 km, keringési idő: 98 perc, inklináció: 98, visszatérési idő: 5 nap lefedett terület: 11 x 11 km. A geometriai felbontás 4 m, illetve pankromatikusnál 1m. 24
IKONOS 25
QuickBird A DigitalGlobeTM (Denver, Colorado), állította pályára a kereskedelmi mesterséges holdat Boening DELTA - 2 hordozó rakétával 2001-ben. QuickBird - 2 műholdat. multispektrális (MS) 0,45-0,52 m, 0,52-0,60 m 0,63-0,69 m 0,76-0,90 m pankromatikus (PAN) 0,45-0,90 m A pálya műszaki adatai: Napszinkron, közel poláris,magasság: 450 km, keringési idő: 93,5 perc, inklináció: 97,2 lefedett terület: 16,5 x 16,5 km A geometriai felbontás MS-nél 2,4-2,8 m, PAN-nál: 0,6 0,7m. Az egyesített képek (MS + PAN) felbontása 0,7m. 26
QuickBird 27
QuickBird WorldView-1 WorldView-2 Panchromatic (B&W) 450-900 nm 400-900 nm Multispectral: Coastal Blue 400-450 nm Blue 450-520 nm 450-510 nm Green 520-600 nm 510-580 nm Yellow 585-625 nm Red 630-690 nm 630-690 nm Red Edge 705-745 nm Near-IR 1 760-900 nm 770-895 nm Near-IR 2 860-1040 nm 450-800 nm MS 1,6 m pan 0,4 m 28
29
Egyéb rendszerek Nemzetközi űrállomás ISS, (1998) Rapideye (2008) német 5 mesterséges hold, 5m felbontás, (kék, zöld, vörös, IR) MapMart 1,28 USD/km2, min 500 JERS-1 (1992), JERS-2 (1995) japán 5 csatorna Kína-1 (1970) Tienkung űrállomás (2011) Sencsou-9 (2012) 3 fős legénység Masat (2012) 30
31
32