Monitoring távérzékeléssel - aktív digitális érzékelők (E130-501) Természetvédelmi MSc szak Király Géza NyME, Erdőmérnöki Kar Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet Földmérési és Távérzékelési Tanszék
Érzékelők csoportosítása Passzív Nem letapogató Nem képalkotó mh. radiométer, graviméter Képalkotó - Kamerák Letapogató (képalkotó) Képsíkban TV kamera Tárgysíkban optikai-mechanikai pásztázók Aktív Nem letapogató (nem képalkotó) lézer távmérő, mh. mélységmérő Letapogató (képalkotó) Képsíkban Tárgysíkban RAR, SAR, LIDAR
Aktív érzékelők Nem képalkotók Távmérő Altimeter (Magasságmérő) Scatterometer (szórásmérő) Képalkotók Képalkotó RADAR LIDAR
Aktív rendszerek RADAR (Radio Detection and Ranging) LIDAR (Light Detection and Ranging)
RADAR történet 1904 Christian Hülsmeyer 1917 Nikola Tesla 1934 USA, Németo. Franciao. 1935 Robert Watson-Watt Anglia 1936 Bay Zoltán 1941 (Radio Direction Finder RDF) Aktív, EM impulzusok Visszavert sugárzás rögzítése Távolság mérése
RADAR Aktív, EM impulzusok Visszavert sugárzás rögzítése Amplitúdó, fázis Távolság mérése
RADAR összetevők Impulzus előállító Jeladó Kétszerező (Duplexer) Irányított antenna, amely a jeleket a kívánt irányban sugározza Antenna, amely veszi a visszavert jeleket Vevő, amely meghatározza az időt, és átalakítja a jelet További feldolgozás Adattároló Elektronikus jelfeldolgozó Analóg kijelző (CRT, film)
RADAR hullámhosszak Ka sáv: ν=40 000-26 000 MHz; λ=0.8-1.1 cm K Band: ν=26 500-18 500 MHz; λ=1.1-1.7 cm Ku Band: ν=12 500-18 500 MHz; λ=1.7-2.4 cm X Band: ν=12 500-8 000 MHz; λ=2.4-3.8 cm C Band: ν=8 000-4 000 MHz; λ=3.8-7.5 cm L Band: ν=2 000-1 000 MHz; λ=15.0-30.0 cm P Band: ν=1 000-300 MHz; λ=30.0-100.0 cm
RADAR típusai SLAR (Side Looking Airborne Radar) RAR (Real Aperture Radar) SAR (Synthetic Aperture Radar)
Oldalra tekintő RADAR SLAR (Side Looking Airborne Radar) a c t cos β b = s α α = λ l b λ s l
SAR (Synthetic Aperture Radar)
SAR (Synthetic Aperture Radar) Polarizáció anizotrópia Sztereo radar Interferometria
Polarizáció
Interferometria interferogram interferogram
Radar repülőről és az űrből
Légi Űr Convair-580 C/X SAR (CCRS) STAR Sea Ice and Terrain Assessment (Intera, Kanada) X-sáv AirSAR (NASA) C, L, P SEASAT L-sáv
Műholdak RADAR érzékelővel ESA (Európa) ERS-1 1991.03 C-sáv VV ERS-2 1995.04 ENVISAT 2002 NASDA (Japán) JERS-1 1992.02 L-sáv HH JERS-2 ALOS CSA (KANADA) RADARSAT-1 1995.11.04 C-sáv HH RADARSAT-2 2007.12
RADARSAT-1 Pályamagasság: ~798 km Inklináció: 98.6 Pálya: kvázi-poláris, Napszinkron Egyenlítői áthaladás: 18:00, descending Keringési idő: 100.7 perc, ~14.5 pálya/nap Visszatérési idő: 24 nap
Lézeres letapogatás LIDAR (Laser scanning) Optikai tartományban Távmérések sorozata Letapogatás -> képalkotás
Lézeres letapogatás Földi Légi Űr
Elv Távmérések Szögek GPS/INS
Full waveform
Alkalmazási területek Topográfiai felvétel Városi modellezés Régészet Közlekedés Erdészet
Riegl LMS-Z420i Működése 1. Távmérő elektronika 2. Lézer-sugár 3. Forgó/oszcilláló tükör 4. Forgó optikai fej 5. TCP/IP csatoló 6. Laptop 7. Fényképezőgép 8. USB/FireWire csatoló 9. RISCAN Pro program
Riegl LMS-Z420i Hatótáv Frekvencia Hullámhossz Lézer divergenciája Szögfelbontás Szögtartomány Pontosság Súly 2-1000 m 8 khz NIR 0.25 mrad 25 mm/100 m Hz / V 0.0025º / 0.002º Hz / V 360º / 80º 10 mm 1σ @ 50 m 14,5 kg
LIDAR (Light Detection And Ranging) Hatótáv 1600 m Távolságmérés felbontása 1.95 cm pásztaszélesség 14.3 Letapogatás frekvenciája 653 Hz Lézer frekvenciája 83 000 Hz Effektív mérési sebesség 83 000 /s Lézer hullámhossza 1560 nm Biztonsági távolság 0.5 m Adatrögzítés First Echo Last Echo Intensity
102 209 264 pont!!! 16 979 946 m 2 6.02 pont / m 2
Vízszintes pontosság jobb, mint 0,5 m Magassági pontosság jobb, mint 15 cm
ICESat Ice, Cloud and land Elevation Satellite Jég-, felhő- és föld-magasság mérő műhold Ice, Cloud and Land Elevation Satellite (ICESat) 2003.01.12 EOS program része
ICESat pályaadatok Pályamagasság: ~590 km Inklináció: 94 Közel kör alakú, fagyott pálya Keringési idő: 96,8 perc, ~14,8 pálya/nap Visszatérési idő: 8 nap, 91 nap, 183 nap Egyenlítő mentén 15 km a pászták között
GLAS Geoscience Laser Altimeter System Földtudományi lézeres magasságmérő rendszer Lézer távmérő 532 nm, 1064 nm 40 Hz ~70 m lábnyom 170 m- enként Nagypontosságú GPS csillagmegfigyelések