Műholdas távérzékelés
     Következő

Műholdas távérzékelés

Elmélet és gyakorlat

Dr. Mucsi , László

egyetemi docens
SZTE Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék


            Szeged
            Egyetem u. 2-6.
            
          

2013.06.25.

Tartalom

ELŐSZÓ
1. A TÁVÉRZÉKELÉS FIZIKAI ALAPJAI, FOGALMAK
BEVEZETÉS
ENERGIAFORRÁSOK ÉS A SUGÁRZÁS FIZIKAI TÖRVÉNYEI
AZ ATMOSZFÉRÁN ÁTHALADÓ SUGÁRZÁS TULAJDONSÁGAI
Szóródás
Abszorpció – elnyelés
A SUGÁRZÁSI ENERGIA KÖLCSÖNHATÁSA A FÖLDFELSZÍNNEL
A spektrális visszaverődési görbe
A növényzet, a talaj és a víz visszaverődési görbéje
ADATOK ÉSZLELÉSE ÉS FELDOLGOZÁSA
A kamera rendszer
Pásztázó rendszerek
A spektrométerek vázlatos felépítése
A MŰHOLDAK JELLEMZÉSÉRE HASZNÁLT FOGALMAK
Inklináció
Napszinkron pálya
Geoszinkron pálya
Térbeli felbontás
Spektrális felbontás
Ismétlődő (ciklikus) fedés vagy időfelbontás
A műholdak stabilizálása
A műholdak élettartama
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
2. GEOSTACIONÁRIUS METEOROLÓGIAI MŰHOLDAK
A NOAA-GOES rendszer
A METEOSAT műholdprogram
A GMS–MTSAT műholdprogram
Az INSAT műholdprogram
A GOMS műholdprogram
A FENG-YUN műholdprogram
A geostacionárius műholdak együttes alkalmazása
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
3. POLÁRIS PÁLYÁN KERINGŐ METEOROLÓGIAI MŰHOLDAK
A TIROS-NOAA műholdprogram
Az AVHRR szenzor és alkalmazási területei
A NOAA 9/14 műholdak további műszerei
A NOAA 15/18 műholdak műszerei
NOAA N
A szovjet/orosz meteorológiai műholdprogram
Az európai MetOp program
Berendezések a MetOp műholdakon
A COSPAS-SARSAT RENDSZER
A rendszer működése
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
4. LANDSAT - OPTIKAI SÁVÚ TÁVÉRZÉKELÉSI MŰHOLDAK I.
Bevezetés
A Landsat 1–3 műholdak
A Landsat 4–5 műholdak
A Landsat 6–7 műhold
Landsat-8 műhold
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
5. SPOT - OPTIKAI SÁVÚ TÁVÉRZÉKELÉSI MŰHOLDAK II.
Bevezetés
SPOT 1-2 műholdak
A SPOT-3 műhold
A SPOT 4-5 műholdak
A SPOT 6-7 műholdak
A SPOT felvételek keresőháló rendszere (GRS)
A SPOT adatok feldolgozása, adatszintek
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
6. OPTIKAI SÁVÚ TÁVÉRZÉKELÉSI MŰHOLDAK III.
SZOVJET/OROSZ FÖLDKUTATÓ MŰHOLDPROGRAMOK
A METEOR-PRIRODA program
A RESURS-O orosz földkutató távérzékelési program
A RESURS-F sorozat
NASA ESE (EOS) PROGRAM
EOS TERRA program
EOS AQUA program (EOS-PM)
EOS ICESat műholdprogram
EOS SORCE műholdprogram
EOS AURA műholdprogram (EOS-CHEM)
AZ IRS (INDIAI) TÁVÉRZÉKELÉSI MŰHOLDSOROZAT
IRS-1A műhold
Az IRS-1B műhold
Az IRS-1C/1D második generációs műholdak
Az IRS-1E műhold
Az IRS-P3 műhold
Az IRS-P4 (Oceansat)
Az IRS-P5 (Cartosat-1) műhold
Az IRS-P6 (RESOURCESAT-1) műhold
Indiai erőforráskutató műholdak 2005 után
AZ ADEOS MŰHOLDAK
Az ADEOS-II (Midori-II) műhold
ORBVIEW PROGRAM MŰHOLDJAI
Az Orbview-1 műhold
Az Orbview-2 (SeaStar) műhold
RAPIDEYE PROGRAM
Műholdak, berendezések
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
7. NAGY FELBONTÁSÚ OPTIKAI SÁVÚ TÁVÉRZÉKELÉSI MŰHOLDAK
Az IKONOS műholdak
A QUICKBIRD műhold
Az ORBVIEW-3 műhold
GeoEye műholdak
WorldView műholdak
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
8. HIPERSPEKTRÁLIS TÁVÉRZÉKELÉS, MŰHOLDAK
Bevezetés
Az AVIRIS szenzor
A DAIS-7915 szenzor
HyMap szenzor
Az AISA szenzor
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
9. FELDERÍTŐ (KÉM) MŰHOLDAK
Bevezetés
Corona program
A Corona utáni képkészítő felderítő műholdak
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
10. AKTÍV MIKROHULLÁMÚ TÁVÉRZÉKELŐ MŰHOLDAK
BEVEZETÉS
A radar fejlődése
A földfelszín tulajdonságai mikrohullámú sugárzásban
A SEASAT műhold
AZ ERS műholdprogram
ERS-1 program
ERS-2 műhold
A RADARSAT műholdprogram
A RADARSAT-1
A RADARSAT-2 műhold
A JERS-1 (FUYO-1) műhold
Az ENVISAT műholdprogram
Az Okean-O sorozat
Új radar rendszerek a 2000-es évek elején
Az űrsiklón elhelyezett SIR és egyéb rendszerek
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
11. PASSZÍV MIKROHULLÁMÚ TÁVÉRZÉKELŐ MŰHOLDAK
Bevezetés
A NIMBUS-7 műhold
A DMSP program
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
12. ŰRFELVÉTELEK FELDOLGOZÁSA
Radiometrius korrekció
Radiometrikus korrekció elméleti háttere
Modellalkotás gyakorlati lépései
Radiometrikus korrekció modellje grafikus felületen
Összefoglalás, ellenőrző kérdések
A. Függelék

Az ábrák listája

1.1. Földi erőforrások és a környezetállapot elektromágneses érzékelése
1.2. Az elektromágneses hullám összetevői
1.3. Az elektromágneses spektrum részei a hullámhossz szerint
1.4. Különböző hőmérsékletű fekete testek kisugárzási energiaeloszlásai
1.5. Az atmoszférikus sugárzás kölcsönhatásai a légkörben és a földfelszínen
1.6. Az energiaforrás (a), a légköri hatások (b) és az érzékelő rendszer (c) spektrális tulajdonságai  Lillesand-Kiefer: Remote Sensing and Image Interpretation pp. 11.
1.7. Az elektromágneses energia és a földfelszín alapvető kölcsönhatásai
1.8. Az ideális és a diffúz visszaverődés folyamata
1.9. Lombhullató és tűlevelű fák általánosított spektrális reflektancia görbéi
1.10. Reflektancia görbék növényzetre, talajra és vízre (fent), és eltérő növényekre (lent)
1.11. A kamera/vidikon rendszerek képkészítési elve
1.12. A különböző pásztázó rendszerek felépítése és működésük
1.13. Példa keresztsávos és a sávmenti pásztázásra
1.14. Elektromechanikus és elektronikus multispektrális szkennerek felépítése
1.15. A spektrométerek vázlatos felépítése
1.16. A spektrométerek és a vizsgált tárgy helyzete a mérés során
1.17. A spektroradiométer funkcionális felépítése
1.18. A műholdak pályaelemei az egyenlítői koordináta rendszerben
2.1. A GOES-13 (East) műhold modellje
2.2. A GOES-13 (East) műhold által lefedett terület 2013.06.16-án
2.3. A GOES-15 (West) műhold által lefedett terület 2013.06.16-án
2.4. A METEOSAT műhold modellje METEOSAT Structure  
2.5. A Meteosat műhold felépítése
2.6. Az MSG műhold modellje és részletes felépítése
2.7. Meteosat-7 VIS kép színes megjelenítéssel (copyright 2001 EUMETSAT)
2.8. Meteosat-8 RGB színes kompozit (NIR1.6, VIS0.8, VIS0.6) (copyright 2003 EUMETSAT))
2.9. Meteosat-8 IR10,8 kép 1998. okt. 20. (copyright 1998 EUMETSAT)
2.10. Meteosat-7 WV (vízgőz) kép 1998. okt. 20. (copyright 1998 EUMETSAT)
2.11. Meteosat-9 WV (vízgőz) kép 2011. okt. 27. (copyright 2011 EUMETSAT)
2.12. A GMS-1 műhold felépítése
2.13. A MTSAT-2 műhold
2.14. A MTSAT-2 felvétele az infravörös sávban (2013.06.16)
2.15. A GOMS műhold modellje
2.16. A Feng-Yun-2 műhold modellje
2.17. Az első Feng-Yun-2E műholdkép a látható fény sávban 2010.11.22.
3.1. A TIROS-1 műhold modellje
3.2. A NOAA-11 műhold modellje
3.3. A jelenlegi NOAA műholdak felépítése
3.4. A NOAA AVHRR lefedési területe az észak-amerikai kontinens felett
3.5. A NOAA AVHRR LAC adatainak átalakítása GAC adatokká
3.6. A METOP-B első felvétele
4.1. Az ERTS-1 (LANDSAT-1) műhold felépítése
4.2. A LANDSAT műholdak RBV képkészítési rendszere
4.3. A LANDSAT MSS képkészítési rendszere
4.4. Az MSS berendezés és a képkészítés technikája
4.5. A Landsat 4–5 műholdak pályasajátosságai
4.6. A LANDSAT 4–5 egymást követő napi pályáinak helyzete
4.7. A LANDSAT 4–5 műholdak modellje
4.8. Magyarország területét lefedő Landsat felvételek azonosítói
4.9. TM 321 (RGB) sávkombináció (A Tisza és a Maros torkolata Szegednél, jobb alsó sarokban Makó a Maros mentén látható, 1986.08.22)
4.10. TM 453 (RGB) sávkombináció (A Tisza és a Maros torkolata Szegednél, jobb alsó sarokban Makó a Maros mentén látható, 1986.08.22)
4.11. TM 432 (RGB) sávkombináció (A Tisza és a Maros torkolata Szegednél, jobb alsó sarokban Makó a Maros mentén látható, 1986.08.22)
4.12. TM 743 (RGB) sávkombináció (A Tisza és a Maros torkolata Szegednél, jobb alsó sarokban Makó a Maros mentén látható, 1986.08.22)
4.13. A LANSDAT 4–5 16 napos fedési ciklusa és a pályák
4.14. A LANDSAT-7 műhold modellje
4.15. Részlet a Landsat 7 ETM+ hőtartományú infravörös felvételből
4.16. Landsat SLC – pásztázási vonalkorrekció folyamatának vázlata
5.1. A SPOT műhold vázlatos felépítése
5.2. A SPOT többszörös területfedése a 45° szélességen (a) és az Egyenlítőn (b)
5.3. A SPOT-4 műhold vonalsoros detektora
5.4. Vonal-soros képalkotó technika
5.5. A SPOT nadír és off-nadír tükörállásai
5.6. A SPOT műhold oldalra (off-nadír) tekintési lehetősége
5.7. A HRV-1,-2 felszíni területfedése egyidejű működéskor
5.8. A SPOT műhold sztereokép készítési lehetősége
5.9. A SPOT-4 műhold felépítése
5.10. A VEGETATION szenzor felépítése
5.11. Sztereoképek felvételezése HRS berendezéssel
5.12. A SPOT műholdak méretarányos összehasonlítása
5.13. A SPOTCatalog keresőfelülete
5.14. SPOT földi fogadóállomások és hatókörzetük
5.15. SPOT standard (Q1-4) és speciális negyedképek (QS)
6.1. A RESURS-O1 műhold modellje
6.2. Az MKF-6 multispektrális kamerarendszer
6.3. A LISS-III és a PAN kamera képeinek kapcsolata
6.4. A SeaWiFS berendezés
6.5. A RapidEye felvételk keresése az EyeFind™ felületén
6.6. A MISSISSIPPI-delta egy RapidEye felvételen (Copyright © RapidEye)
7.1. Az IKONOS műhold modellje
7.2. 1 m felbontású illesztett, korrigált IKONOS kép Gyula városáról (2003.aug. 11.)
7.3. A QuickBird műhold modellje
7.4. A GeoEye műhold modellje
7.5. A WorldView-2 műhold modellje
8.1. Az AVIRIS szenzor felépítése
8.2. A légkör jellegzetes AVIRIS spektruma a vizsgált 224 sáv alapján
8.3. A DAIS-7915 képalkotó rendszere
9.1. Fénykép a Corona (KH-4B) képkészítő rendszerérő
9.2. Szeged belvárosa Corona felvételen (KH-4B, pankromatikus felvétel, 1972.05.26.)
10.1. A képkészítő radarrendszerek blokkdiagramja
10.2. A domborzat hatása a SLAR képkészítésben
10.3. A SEASAT műhold modellje
10.4. Az ERS-1 berendezései a műholdon
10.5. Az ERS-1 főbb egységei oldalnézetben
10.6. Az ERS-1 AMI kép mód geometriája
10.7. Az ERS-1 AMI hullámmód geometriája
10.8. Az RA sávok 3 napos és 35 napos ismétlődési ciklusban
10.9. Az ERS-1 berendezések területfedései
10.10. A RADARSAT-1 műhold felépítése
10.11. A RADARSAT-1 különböző üzemmódjai
10.12. A RADARSAT-2 műhold modellje
10.13. Grönland jéggel borított partvidéke
10.14. A JERS-1 műhold felépítése és fontosabb egységei
10.15. Az ENVISAT műholdon elhelyezett berendezések
10.16. Az Okean-O No.1. műhold modellje
10.17. A 2001. február 27-én készült Okean-O felvétel
10.18. A TerraSAT műholdak modelljei
10.19. Az SRTM fő antennája az űrsikló rakterében és a raktérből kinyúló tartószerkezet
10.20. Radarjelek fáziskülünbségének mérése két antennával az űrsiklón
10.21. A MOMS-2P képkészítő geometriája
11.1. A NIMBUS-7 műhold modellje
11.2. A DMPS-5D3 védelmi meteorológiai műhold a szerelőcsarnokban
11.3. Dél-Közép-Európa éjszakai fényei a DMSP műhold felvétele alapján
11.4. Az NPOESS műhold modellje (illusztráció)
12.1. Kalibrációs adatok Landsat 5 TM szenzorához (Chandler-Markham, 2003)
12.2. Az USGS Glovis felülete a példában szereplő űrfelvétellel
12.3. A Föld (ill. más bolygók) és a Nap távolságát kiszámító interaktív felület
12.4. Az átlagos külső-atmoszférikus irradiancia (ESUNλ) értékei W/m2 *μm-ben
12.5. Beépített model betöltése a Modeler Model Maker menűjéből
12.6. Az Erdas Modeler Model Maker nyitófelülete és az eszközpaletta
12.7. Egyszerű grafikus modell az Erdas Imagine 9.1. modellezőjében
12.8. A Model Maker input raszterréteg szerkesztőfelülete
12.9. Függvény megadása a Model Maker-ben
12.10. Radiancia és reflektancia értékeket számító modell szerkezete 1 sávra
12.11. Radiancia és reflektancia értékeket számító modell szerkezete sávonként összefűzéssel
12.12. Radiancia és reflektancia értékeket számító modell teljes struktúrája sávonként összefűzéssel

A táblázatok listája

1.1. Atmoszférikus ablakok a 0,3–15 µm-es hullámhossz-tartományban
2.1. A NOAA-GOES 1-7 műholdak felbocsátási ideje
2.2. A GOES 8-12 műholdak alapadatai
2.3. A képkészítő radiométer tulajdonságai a GOES-I/M műholdakon
2.4. Szonda berendezés csatornái a GOES I-M műholdakon
2.5. A METEOSAT műholdak tevékenységi periódusai és pozíciójuk
2.6. A HRR szenzor képkészítő rendszerének tulajdonságai
2.7. A SEVIRI tulajdonságai és alkalmazási lehetőségei
2.8. A GMS műholdak felbocsátási ideje és pozíciója
2.9. Az INSAT-1 műholdsorozat tagjai
2.10. Az STR pásztázó televíziós radiométer csatornái
2.11. A FENG-YUN-2A/E műholdak VISSR szenzorának spektrális sávjai
3.1. A NOAA 6-19 műholdak felbocsátási ideje és pályaadataik
3.2. A NOAA 6–19 műholdak AVHRR szenzorának adatai
3.3. A NOAA 11/17 műholdak műszerei
3.4. Változások a NOAA-AVHRR csatornákban a NOAA műholdakon
3.5. A tervezett csatornák és alkalmazási területek az AMSU-A és az AMSU-B berendezésekkel a NOAA-K műholdon
3.6. Az AMRIR csatornák frekvenciái a tervezett NOAA műholdakon
3.7. A METEOR-1 műholdsorozat szenzorjainak adatai
3.8. A MetOp AVHRR/3 szenzorának sávjai és felhasználási idejük
3.9. A Cospas-Sarsat rendszer működő műholdjai
3.10. A Cospas-Sarsat rendszer lehetőségei
4.1. A LANDSAT 1-7 műholdak általános tulajdonságai
4.2. A Landsat-1-7 műholdak érzékelő szenzorai
4.3. A Landsat TM szenzor spektrális sávjai
4.4. A leggyakrabban használt TM színes (RGB) sávkombinációk
4.5. Az ETM+ spektrális sávjai és felbontásuk
4.6. Spektrális sávok és felbontás a Lansat 8 OLI és a Landsat 7 ETM+ szenzorokon)
5.1. A SPOT HRV 1-2 adattovábbítási lehetőségek
5.2. Összefoglaló táblázat a SPOT 1-3 műholdakról
5.3. A VEGETATION 1-2 berendezések adatai
5.4. A SPOT műholdak sztereokép-készítési lehetőségei
6.1. Szenzorok a Meteor-Priroda műholdakon
6.2. A Resurs-O (No3-4) műholdak MSU-SK berendezéseinek paraméterei
6.3. Az ASTER spektrális sávjai, pontosság és térbeli felbontás
6.4. Az IRS-1A LISS szenzorának jellemző adatai
6.5. Az IRS-1C és 1D műholdak pályasajátosságai
6.6. Az IRS-1C/1D műhold szenzorainak jellemző adatai
6.7. Az IRS-P3 műhold MOS szenzorának tulajdonságai
6.8. Az IRS-P4 műszaki adatai
6.9. Az IRS-P4 MSMR szenzorának adatai
6.10. Az IRS-P6 műhold képkészítő szenzorainak tulajdonságai
6.11. Az ISRO működésben lévő műholdjai 2013 júniusában
6.12. A SeaWiFS szenzor spektrális tartományai
7.1. Az IKONOS műhold legfontosabb adatai
7.2. Az IKONOS termékek a pozícionálás pontossága szerint
7.3. Nagyfelbontású képalkotó rendszerrel felszerelt műholdak adatai
7.4. A Quickbird szenzorának spektrális sávjai
7.5. A Quickbird termékek megrendelési prioritásai
7.6. Az Orbview-3 képkészítő rendszerének sajátosságai
9.1. A CORONA-program főbb adatai
9.2. A Corona programban használt kamerák, filmek jellemző adatai
9.3. A KH-1−6 műholdak fizikai paraméterei
9.4. A KH-7–12 műholdak fizikai paraméterei
10.1. A mikrohullámú távérzékelési szenzorok osztályozása és tevékenységük
10.2. Az ERS-1 pályatulajdonságai a működési szakaszokban
10.3. Az ERS-1 tervezett tevékenységei a repülés ideje alatt
10.4. Az ERS-1 műszerek alkalmazási lehetőségei
10.5. A RADARSAT-1 technikai jellemzői
10.6. A RADARSAT-1 SAR üzemmódjai
10.7. A JERS-1 optikai rendszerének (OPS) összefoglaló táblázata
10.8. Az ENVISAT műszerek feladatai
10.9. Az űrsiklókról indított műholdak összefoglaló táblázata
10.10. A MOMS-2 szenzorának tulajdonságai
10.11. A MOMS-2 változtatható megfigyelési módjai
11.1. A NIMBUS műholdak pályaadatai és szenzoraik
11.2. A NIMBUS-7 CZCS csatornái és hullámhosszuk
11.3. A legutóbbi DMPS műholdak indítási ideje, a tevékenység kezdete
11.4. Műszerek és azok feladatai a NPOESS műholdakon
A.1. Az elektromágneses spektrum hivatalos nemzetközi felosztása
A.2. A mikrohullámú sávok nemzetközi felosztása a frekvencia alapján
A.3. Különböző műholdas SAR rendszerek összehasonlító táblázata
A.4. Az aktív mikrohullámú szenzorok frekvenciái és a vizsgált jelenségek

Az egyenletek listája

1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.9.
1.10.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
12.1.
12.2.
12.3.
     Következő
      ELŐSZÓ