1.3 Теплова аерозйомка Тепловий і багатозональний сканери

Рис.1.2. Схема пристрою теплового сканера.

1 - детектор із пристроєм охолодження; 2 - скануюче дзеркало; 3 - мотор; 4 - підсилювач; 5 - кіноплівка; 6 - пристрій керування

Пристрій оптико-механічного сканера пояснимо за допомогою схеми теплового сканера (рис. 10.2). Ця знімальна система в польоті приймає випущене об'єктами ландшафту інфрачервоне випромінювання. Воно формує запис зображення пролетеної місцевості, де різні радіаційні температури (величини теплового випромінювання) об'єктів ландшафту й типи ландшафту, тобто просторовий розподіл температур буде переданий в щаблях шкали сірого тону.

Рис. 69. Принцип зйомки тепловим сканером ([95] зі змінами).

/-кут сканування, поле зору (FOV) +45° від напрямку в надир; 2- на спектрометр; 3-напрямок сканування; 4-ширина смуги сканування; 5-напрямок польоту; б- ділянка місцевості в моментальному полі зору сканера (IFOV) 2,5 х 2,5 мрад.

Сканер складається із трьох частин (підсистем): оптико-механічної, детекторного блоку й запису зображення. Нахилене під кутом 45° обертове або хитне дзеркало сканера тестує, тобто одержує сигнал з місцевості при польоті в площині, перпендикулярній напрямку польоту (рис. 10.3). Розмір захопленого сканерним дзеркалом у момент зйомки елемента ландшафту (елемента дозволу на місцевості) визначається кутовим дозволом сканера й висотою польоту. Завдяки безупинно наступаючим один за одним моментальним полям зору в процесі сканування виникає рядок. Завдяки руху вперед знімальної платформи (літака або супутника) сканерні рядки випливають один за іншим. Так виникає сканерне зображення - в оригіналі найчастіше шириною 70 мм растрове, порядкове. Ширина знімаючої полоси місцевості залежить від кута нахилу дзеркала сканера (кута сканування) і висоти польоту. Кут сканування в більшості випадків близький 90° ( + 45 від напрямку в надир) або 120° ( + 60°).

Від скануючого дзеркала тепловий сигнал захопленого потоку інфрачервоного випромінювання через телескопічну систему лінз і (або) призм фокусується на

Рис.1.3. Принцип зйомки тепловим сканером.

/-кут сканування, поле зору (FOV) +45° від напрямку в надир; 2- на спектрометр; 3-напрямок сканування; 4-ширина смуги сканування; 5-напрямок польоту; б- ділянка місцевості в моментальному полі зору сканера (IFOV) 2,5 х 2,5 мрад.

детекторному екрані, що чутливий до довгохвильового інфрачервоного випромінювання. Детектор перетворює імпульси, що попадають на нього, ІЧ-випромінювання, що попадають на нього, в електричні аналогові сигнали з інтенсивністю пропорційній інтенсивності потрапляючого сигналу. Сигнал, що йде від детектора (електронно посилений) направляється джерелом світла, випромінювання якого відбивається дзеркалом, на кінострічку, яка перемотується поруч. Швидкість перемотування кінострічки погоджена із просуванням літака вперед і його висотою. Цим досягається таке положення, що рядок запису на кіноплівці відповідає рядку сканування. У виникаючому порядковому зображенні різною інтенсивністю сірого тону відтворюються різноманітність відносних температур сусідніх об'єктів місцевості. Об'єкти ландшафту або одиниці ландшафту з більш високою температурою поверхні на теплових сканерних зображеннях виділяються світлим, а зі зниженою температурою - більш темним сірим тоном. Інтенсивність теплового випромінювання, вимірювана тепловим сканером, здебільшого записується під час польоту на магнітну стрічку. Із записаних даних пізніше на фильмозаписуючому приладі (пристрій на базі міні-ЕОМ) виготовляють чорно-біле порядкове зображення знятої місцевості - негатив або позитив.

Прилади багатозонального сканування, що скануючи територію розміром 60 – 185 км, дають змогу отримати інформацію з роздільною здатністю близько 10 м. Сканери використовують для аналізу земних ландшафтів, рослинних покривів, картогравії, визначення вологості грунту, оцінок рослинної біомасси та врожайності сільськогосподарських культур, визначення забруднення водних об’єктів тощо.

Багатоелементні системи дистанційного зондування

Багатоелементні системи дистанційного зондування. В цих системах, на відміну від сканирующих, у фокальній площині об'єктива встановлюється лінійка приймачів електромагнітного випромінювання, у такий спосіб відпадає необхідність виконання операції сканування. Лінійка приймачів відразу формує один рядок зображення поперек напрямку польоту, а за рахунок руху носія виходить все зображення як сукупність рядків. Замість лінійки приймачів у фокальній площині об'єктива може встановлюватися матриця приймачів. Найчастіше як приймачі використаються прилади із зарядовим зв'язком (ПЗС). Сучасні ПЗС - камери дозволяють одержати зображення, які з дозволу наближаються до фотографічного. Ці системи одержали найбільше поширення при ДЗЗ із космосу.