Dr. Sárközy Ferenc: Térinformatika
Ebben a részben kissé részletesebben mutatjuk
be
- a LANDSAT és SPOT műholdakat, ezután
megismerkedünk
- néhány más műholddal és műhold tervvel, a fejezetet
- a szovjet illetve orosz távérzékelési eszközök és termékek
ismertetésével zárjuk.
A legismertebb űrtávérzékelési eszközök és néhány
termékjellemzőjük
Az alpont - cím óvatos megfogalmazása nem véletlen. Ha
történelmi visszapillantással és a jövő tervek felvázolásával részletesen
ismertetnénk a jelenleg működő űrtávérzékelési eszközöket és termékeiket, úgy
több kötetnyire terjedő anyagot kéne egy alpont helyett megírnunk. De nem csak
a rendelkezésre álló hely szűkössége indokolja, hogy viszonylag röviden
foglalkozzunk a kérdéssel: szinte minden évben újabb és újabb távérzékelési űreszközök
kerülnek pályára, s ezek adatai előzetesen nem mindig publikusak, s ha
publikusak is általában nem pontosak. Mivel el szeretném kerülni, hogy ez a
pont túl gyorsan elavuljon, a benne leírtak csak utalások arra, hogy mi után
nézzen az olvasó a friss távérzékelési folyóiratszámokban.
Az első mindenki által
megszerezhető termékeket előállító polgári távérzékelési műholdat a
LANDSAT-1-et 1972-ben lőtték fel mint egy hat műholdra tervezett kísérleti
program első tagját (mind a műholdat, mind a programot akkor még ERTS-nek
hívták és 1975-ben keresztelték át LANDSAT-nak). A 3.6 táblázatban
röviden összefoglaljuk a LANDSAT program történetét.
műhold
neve
|
kilövés
(üzemelés vége)
|
műszerek
|
Felbontás
[m]
|
Adattovábbítás
|
Magasság
|
Ismételt
felkeresés [nap]
|
Adattovábbítás
sebessége [Mbps]
|
Landsat
1
|
1972 07 23 (1978 01 06)
|
RBV, MSS
|
80, 80
|
direkt sugárzás magnókkal
|
917
|
18
|
15
|
Landsat
2
|
1975 01 22 (1982 02 25)
|
RBV, MSS
|
80, 80
|
direkt sugárzás magnókkal
|
917
|
18
|
15
|
Landsat
3
|
1978 03 05 (1983 03 31)
|
RBV, MSS
|
30, 80
|
direkt sugárzás magnókkal
|
917
|
18
|
15
|
Landsat
4
|
1982 07 16
|
MSS, TM
|
80, 30
|
direkt sugárzás, TDRSS, (1993 augusztus
óta nincs)
|
705
|
16
|
85
|
Landsat
5
|
1984 03 01
|
MSS, TM
|
80, 30
|
direkt sugárzás, TDRSS, az adatrögzítés
nem működik
|
705
|
16
|
85
|
Landsat
6
|
1993 10 05 (1993 10 05)
|
ETM
|
15 (fekete-fehér), 30 (multispektrális)
|
direkt sugárzás magnókkal
|
705
|
16
|
85
|
Landsat
7
|
1998 12 (terv)
|
ETM+
|
15 (fekete-fehér), 30 (multispektrális)
|
direkt sugárzás szilárd test magnókkal
|
705
|
16
|
150
|
|
3.6 táblázat - a
LANDSAT program
|
A táblázattal kapcsolatban három magyarázattal tartozunk.
Az RBV korai szenzor három modifikált televíziós kamerából állt. A
kamarák redőnyzárral exponálták egy fényérzékeny felületre (nem filmre) a 185
km * 185 km-es területet , melyet egy belső pásztázó elektronsugár
tapogatott le és alakított át videó jellé.
A TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System) a műhold és a földi
állomások kétirányú adatcseréjét lebonyolító szabványos S-sávú
távközlési rendszer.
Az ETM szenzor a TM tökéletesített változata. Mivel a LANDSAT 6
fellövése sikertelen volt ezt a szenzort a gyakorlatban még nem próbálták ki.
Az ETM+ az ETM továbbfejlesztett változata.
A programnak megfelelően mind a 6 műholdat fellőtték, de a 4.
és 6. műhold nem sokkal a fellövés után meghibásodott, jelenleg az 1984-ben felbocsátott
Landsat 5 működik a sorozatból. 1997-ben elhatározták a program
meghosszabbítását: a LANDSAT-7-et 1998-ban szándékoznak kilőni. A 3.72
ábrán bemutatjuk a tervezett műhold vázlatát, a 3.73 ábrán pedig térbeli
megjelenését.
3.72 ábra - a
LANDSAT 7 vázlata
3.73 kép - a
LANDSAT 7 térbeli képe
Annak ellenére, hogy a LANDSAT program kísérletinek
indult, a gyakorlatban felhasznált távérzékelési anyagok többsége még ma is
LANDSAT termék.
Az 'újabb' LANDSAT műholdak (4,5,6)
mintegy 700 km. magas Nap-szinkronizált poláris pályán keringenek, egy, a
sarkok körüli teljes fordulatot 98.9 perc alatt tesznek meg. A Nap-szinkronizált pálya azt jelenti, hogy a
szatellita olyan sebesen halad a pályáján, hogy a föld forgása következtében
minden 'jelenet' ugyanabban a helyi időpillanatban (reggel 9 óra 45 perckor)
készül. A műhold 16 naponként 'kerüli meg' a földet.
A műholdon két optoelektronikus szenzor rendszer működik az
MSS és a TM. Az MSS a korszerűtlenebb érzékelő és csak azért
alkalmazták egészen 1992-ig, hogy multitemporális analízis céljaira a régebbi
LANDSAT holdak képeivel kompatibilis képek készülhessenek az 5. holdon is
(az 1-3 holdakon TM szenzor még nem volt).
Az MSS felbontása mintegy 80 m.,
hullámsávjait pedig a következő 3.7 táblázat tartalmazza:
3.7 táblázat - az MSS csatornái
|
csatorna
szám
|
hullám
intervallum
|
elnevezés
|
4-es sáv
|
0.5-0.6 µm
|
zöld
|
5-ös sáv
|
0.6-0.7 µm
|
vörös
|
6- os sáv
|
0.7-0.8 µm
|
közel infravörös
|
7-es sáv
|
0.8-1.1 µm
|
közel infravörös
|
A Thematic Mapper (TM) felbontása a 6-os sáv
kivételével nagyobb: egy pixelnek 30 m. * 30 m.-es négyzet felel meg a föld
felszínén, a 6-os sáv megfelelő pixelmérete 120 m. * 120 m. A TM
hullámsávjai a következő, 3.8 táblázatban bemutatott intervallumokat fedik le:
3.8
táblázat - a TM érzékelő csatornái
|
csatorna
szám
|
hullám
intervallum
|
elnevezés
|
1-es sáv
|
0.45-0.52 µm
|
kék
|
2-es sáv
|
0.52-0.60 µm
|
zöld
|
3-as sáv
|
0.63-069 µm
|
vörös
|
4-es sáv
|
0.76-0.90 µm
|
közel infravörös
|
5-ös sáv
|
1.55-1.75 µm
|
közép infravörös
|
6-os sáv
|
10.4-12.5 µm
|
termál infravörös
|
7-es sáv
|
2.08-2.35 µm
|
közép infravörös
|
Az MSS képei 185 km. * 185 km. kiterjedésűek, a sorok
3240 pixelből állnak s a képet 2340 sor alkotja. Amint látjuk a pixelek nem
négyzetesek, a nagyobb méretük a már említett 80 m. a kisebbik méretük pedig 56
m. A nélkül, hogy a részletekbe mennénk megemlítjük, hogy a LANDSAT érzékelői nem sor szenzorok (a műszaki fejlődés azon
a szintjén ennek még hiányoztak a feltételei) hanem egyedi szenzorok, melyekre
a sorok kifejtését lengő tükör végzi.
A TM képmérete hasonló az MSS-hez, felbontása
azonban eltér: a képnek 6000 sora van és minden sor 6000 képelemet tartalmaz,
azaz a pixelek négyzet alakúak.
A TM előnyei az MSS-szel szemben nem csak a jobb
geometriai felbontásban mutatkoznak meg, hanem a keskenyebb spektrális
sávokban is, melyeket úgy válogattak meg, hogy bizonyos természeti
jelenségekről maximális információt nyújtsanak.
Az 1-es csatorna alkalmas a vízpartok elemzésére, részben behatol a vízbe is, e mellett alkalmas a talaj és a
növényzet megkülönböztetésére.
A 2-es, 3-as és 4-es csatornák főként a növényzet vizsgálatát szolgálják: a 2-es csatornába esik a maximális
a 3-asba a minimális növényzeti reflexió a 4-esbe pedig a maximális klorofil
reflexió. Az 5-ös csatorna a talaj és
növényzet nedvességét jelzi, a 7-es a kőzetek
megkülönböztetésére szolgál, a 6-os pedig a felszín hőmérsékletét detektálja.
A TM termék megjelenésével az MSS elvesztette a
jelentőségét a sűrűn lakot régiók számára. A LANDSAT rendszer különös
előnye 1985 után vált igazán érzékelhetővé amikor az adattovábbítást távközlési
szatelliták segítségével megoldották és ez valamint a megfelelő szervezési
intézkedések lehetővé tették hogy a kívánt anyaghoz késedelem nélkül hozzá
lehessen jutni.
A LANDSAT anyagokat kezdettől fogva digitális formában
(mágnesszalagokon) forgalmazták s ezzel nagymértékben elősegítették a digitális
képfeldolgozás fejlődését.
Azt a tényt azonban
hogy a közben iparszerűvé vált távérzékelési gyakorlat egy műholdas rendszer
pillanatnyi állapotától és szuverén terveitől függjön világszerte
nyugtalansággal fogadták a szakemberek. A problémára elsőként a franciák adtak
pozitív választ a SPOT projekt beindításával.
A SPOT programot 1978-ban indították be
Franciaországban nem utolsó sorban azért, hogy megszüntessék az USA távérzékelési monopóliumát. A program több szatellita
fellövésével számolt olymódon, hogy a program kiteljesedésekor két szatellita
is keringjen, melyek közül az egyik az aktív a másik (az előzően aktív) pedig a
bármikor aktiválható tartalék.
Az első SPOT műholdat 1986-ban lőtték fel és termékei a
műszaki előnyök és a jó szervezés következtében 2 - 3 év alatt világszerte
elterjedtek.
A SPOT műhold naphoz szinkronizált 832 km. magas pályán
kering, 26 napos periodicitással jut ugyanazon pont fölé.
A SPOT műholdban két azonos HRV
elnevezésű felvevő berendezés van. A HRV-ben a LANDSAT szenzoroktól
eltérően már sor-érzékelőt alkalmaznak. A HRV-k két üzemmódban működnek,
soronként 6000 pixeles panchromatikus (fekete-fehér) képeket készítenek 10
m.-es felbontással vagy három különböző sávban: 0.5-0.59 µm. (zöld), 0.61-0.68
µm. (vörös), 0.79-0.89 µm. (közel infravörös) három, soronként 3000 pixelből
álló képet készítenek 20- m.-es felbontással.
|
3.74 ábra - a
SPOT műhold függőleges észlelési üzemmódban
|
|
|
|
3.75 ábra - a
SPOT sztereo képességei
|
|
Abban az esetben, ha a két szenzor függőleges irányban
észlel 117 km. széles sávot képez le 3 km.-es átfedéssel, a
szenzorok egyenként 60 km.-es sáv felvételére alkalmasak.
A SPOT rugalmasságát jelzi, hogy a kamarákban elhelyezett forgatható tükör
segítségével a kamara tengelyeket a pályára merőleges irány mentén 950 km.-ig
el lehet tolni.
Ez tehát azt jelenti, hogy földi
parancstól függően a SPOT vagy függőlegesen érzékel egy vagy két kamarával vagy
jobbra és\vagy balra egy egy 950 km.-es sávon belül. Az
oldalra felvételezésnek többek közt az a nagy előnye hogy ugyanaz a sáv két
szomszédos pályáról (egyszer jobbról egyszer pedig balról) is felvehető s így
létrejön a sztereoszkópikus magasság kiértékelés lehetősége is.
A flexibilitás e mellett feltételezi, hogy a SPOT a LANDSAT-tal
ellentétben nem érzékel állandóan ugyanabban a módban, hanem csak a
megrendelésekkel vezérelt észlelési terv szerint. Ez tehát azt is jelenti, hogy nem biztos
hogy a SPOT archívumban egy bizonyos területről rendelkezésre állnak különböző
időpontokban készült, azonosan specifikált felvételek.
Ha nagyon
egyszerűen akarunk fogalmazni, akkor azt kell mondanunk, hogy a SPOT felvételek
(elsősorban a fekete-fehérek) kiválóan alkalmasak térképészeti célokra illetve
a GIS geometriai adatfeltöltésére. A rendszer felbontóképessége a térképezés
méretarányát 1:50 000 -ben limitálja.
A SPOT anyagok feldolgozását és terjesztését a SPOT
IMAGE cég végzi. A natúr képeken kívül szállítanak vetületbe transzformált
ortofotókat, sőt az utóbbi években az Institut Geographique National-al
(Francia Állami Geodéziai-Térképészeti Intézettel) együtt olyan digitális
topográfiai térképeket is, melyek hátterét a SPOT felvétel alkotja.
Míg a SPOT felvételek geometriai tulajdonságai
kiválóak, a HRV spektrális képességei viszonylag szerények, ezért a SPOT
geometriát gyakran szokták TM spektrális sávokkal párosítani.
Végül arról sem árt megemlékezni, hogy a SPOT
felvételek árfekvése magasabb a TM felvételeknél.
.
|
3.76 ábra - a JERS-1 japán műhold
|
|
Mivel a felvételek terjesztését az első kísérletinek
tekinthető stádiumban csak a japán távérzékelési központ a RESTEC
végezte viszonylag kevés adattal rendelkezünk a JERS-1 felvételeivel nyert
tapasztalatokról. Ez a helyzet 1995-től feltehetőleg megváltozott, mivel a
képek világméretű de elsősorban amerikai terjesztésére az EOSAT marylandi
távérzékelési vállalat szerződött a RESTEC-el.
|
1992 februárjában lőtték fel a JERS-1
nevű japán távérzékelési műholdat, mely 1992 áprilisától kezdett üzemelni. A
műhold a japán kormány tervei szerint 1994 végére képes biztosítani a
globális felvételezést. Ezt többek között olyan földi vevő rendszer képes
biztosítani, mely összhangban a műhold belső adatgyűjtője (mágnesszalag
egység) kapacitásával kerül kiépítésre a glóbus különböző pontjain (érdemes
megjegyezni, hogy a belső adattárolás is a műhold sajátosságai közé
tartozik).
|
A szatellita optikai szenzorral és
szintetikus appertúrájú radarral (SAR) is rendelkezik. A radar az L
sávban működik, hullámhossza 23.5 cm., oldalszöge 35o, felbontása 18
m. * 24 m.
Az optikai szenzornak eredetileg nyolc
csatornája volt: kettő a látható fény tartományban, kettő a közel infra vörös
tartományban és négy a termális infravörösben. Ez utóbbiak azonban jelenleg
már nem működnek, e tartományokból csak archív adatok szerezhetők be. Az
optikai szenzor térbeli felbontása 18.3 m. * 24 m., a letapogatott
sávszélesség 75 km.
|
|
3.77 kép - a JERS-1 szenzorai által letapogatott
terület
|
Gyakorlatilag ugyanezek az adatok jellemzik a radar szenzort
is. Az első publikált eredmények kiemelik az Amazon középső
vidékéről készített radar felvételek kiváló minőségét.
A 3.77 ábrán a szenzorok által letapogatott
területet vázolta fel a NASDA - a japán űrkutatási központ.
|
A 3.78 ábrán egy részletet látunk a JERS-1 optikai szenzorával
Tókiót ábrázoló hamis színes felvételből, a 3.79 ábra pedig a Fuji hegy
radarkép részletét tartalmazza.
|
|
3.78 ábra - a
JERS-1 optikai szenzorával készült hamis szines felvételrészlet Tókióról
|
3.79 ábra - a
JERS-1 SAR szenzorával készült radarkép a Fuji hegyről
|
A LANDSAT 1-4 csatornáihoz nagyon hasonló terméket
szolgáltatnak a jelenleg üzemelő IRS-A és IRS-B indiai
távérzékelési szatelliták. Az IRS-A szatellitának két párhuzamos
szenzora van a LISS-1 és a LISS-2, melyek felbontása 72 m. és 36
m. A LISS-2 csatornái a következő hullámintervallumokban érzékelnek: 1.
csatorna 0.45-0.52 µm., 2. csatorna 0.52-0.59 µm., 3. csatorna 0.62-068 µm., 4.
csatorna 0.77-0.86 µm. Ha összehasonlítjuk ezeket az adatokat a LANDSAT
adataival, úgy látható, hogy az eltérés viszonylag kicsi (a LISS-2
pixelmérete kissé nagyobb mint a TM-é, csatornái szélessége pedig kisebb), s
ennek az a jelentősége, hogy a LANDSAT-ra kidolgozott feldolgozási
eljárások lényeges módosítások nélkül alkalmazhatók az indiai képekre is. Az
IRS képek világméretű terjesztése az EOSAT-al kötött szerződés alapján
megoldott.
Az ESA (Európai Űrügynökség) első távérzékelési műholdját
1991-ben bocsátották fel ERS-1 néven. A műholdat nagyon sokféle
szenzorral felszerelték ezek közül azonban csak a C sávban működő (l=5.6 cm.)
SAR műszer alkalmas a képalkotásra. A felvétel hajlásszöge , a pálya
magassága h = 785 km., a felmért sáv szélessége S = 100 km., a
földfelszínre redukált pixel méret mintegy 25 m.
A műhold funkciói közül azonban a képalkotás csak az egyik,
ezen kívül szél irány és sebesség mérés, a tenger-hullámzás irány, magasság és
hossz mérése, tenger és felhők hőmérséklet mérése, a műhold pálya
magasságmérése valamint az atmoszféra nedvesség tartalmának meghatározása
tartozik fő funkciói közé. A képalkotás elsődleges céljának a partvonalak és
jégtáblák megfigyelését tekintették a tervezők. A vázolt mennyiségeket aktiv és
passzív mikrohullámú berendezésekkel és termikus infravörös szenzorral mérik.
Az ERS-2 műhold kilövését 1995 áprilisában hajtották
végre, működését 3 évre tervezték. Az új műholdat több csatornás látható fényű
és infravörös képalkotó szenzorokkal is el akarták látni, végül is azonban ez
elmaradt és képalkotó műszerként csak az ERS-1-ben is alkalmazott AMI-SAR
C sávú radar szenzort működteti.
Az eddig felvázolt európai tervek szerint az ERS-2-t
két poláris pályájú szatellita az ENVISAT és a METOP fogják
követni a POEM (poláris pályájú föld megfigyelési küldetés) elnevezésű
program keretében, mely 2009-re fogja biztosítani a felhasználók folyamatos
ellátását friss távérzékelt adatokkal.
A világ első kereskedelmi SAR műholdját az ALMAZ 1a-t
1991-ben lőtték fel a Szovjetunióban, és 1992 végéig működött, az ALMAZ 1b
felbocsátására a tervek szerint 1997-ben kerül sor. Az első eredményekről szóló
összehasonlító kutatások [14] kiemelik az ALMAZ képek jó felbontását (14
m. x 22 m. azimut illetve keresztirányban) és az ERS-1 képeihez
viszonyított információ gazdagságát. A felvételeket a moszkvai SZOJUZKARTA
mellett a francia SPOTIMAGE is forgalmazza.
Az újabb programokkal kapcsolatban már utaltunk az
Eyeglass-projektre, e mellett szólnunk kell még az 1995 ben felbocsátott
kanadai RADARSAT távérzékelési műholdról is, mely ahogy azt a neve is mutatja
SAR senzorral működik a C sávban, 1000 km.-es magasságból 130 km.-es sávot mér
fel 28 m.-es felbontással.
A térképészetileg (helyesebb volna azt mondani hogy
topográfiailag) hasznosítható digitális szenzorokkal működő távérzékelési
műholdak mellett, ha nagyon röviden is be kell mutatnunk egy globális
térképezésre alkalmas meteorológiai műholdat a NOAA AVHRR-t. A műhold
nevének első tagja az Amerikai Nemzeti Óceán és Légkör Hivatal angol nevének
rövidítése, a második tag pedig a tökéletesített nagyon magas felbontású
rádióméter (Advanced Very High Resolution Radiometer) nevű műszert
jelöli. A poláris pályán működő műhold-sorozat 1970 óta üzemel, jelenlegi
érzékelőit 1978 ban alkalmazták először a 7-es sorszámú műholdon.
Az érzékelt értékeket a szatelliták négy formában sugározzák a
földre. Az 1 km. felbontású eredeti képeket (ez az 1-es forma) 200 földi
állomás veszi világszerte. A 2. forma 4.4 km. pixel méretű globális képet
tartalmaz. A 3. forma az 1 km.-es felbontású képet továbbítja bizonyos
késleltetéssel. A 4 forma pedig analóg képet sugároz lehetővé téve az olcsó VHF
vételt.
A páros sorszámú szatelliták (6, 8, 10) négy, a páratlan
sorszámúak (7, 9) öt hullámsávban (vörös, közel infra, közép infra, és két
termál infra) sávban érzékelnek (a páros holdaknál az utolsó termál infra
hiányzik). A páratlan szatelliták pályája helyi idő szerint éjszaka 2 30-kor a
párosaké reggel 7 30-kor keresztezi az egyenlítőt.
Az AVHRR-t eredetileg a felhőzet és időjárás
érzékelésére tervezték, de az idők folyamán ezen túlmenőleg igen sikeres
eszközzé vált a nagy térségek környezeti térképezésében és a változások
detektálásában. Alkalmazási területeit három csoportba foglalhatjuk össze.
- A
meteorológiai alkalmazások keretében általános időjárási érzékelést
végez, meghatározza a felhőzeti formákat, a felhők hőmérsékletét, a
viharokat és a trópusi ciklonokat.
·
Az oceanográfiai alkalmazásai az
óceánok hőmérséklet mérésére, tengeráramlatok meghatározására, jéghatárok
regisztrálására és a partvonalak detektálására irányulnak.
·
A szárazföldi alkalmazásokban
különös jelentősége van a növényzet térképezésének és monitoringának, a
hótakaró ábrázolásának, a sivataggá válás kutatásának, a vulkán kitörések
figyelemmel követésének, az erdőtüzek és füstgomolyagok felderítésének.
Bár a helyzeti pontosságot a durva felbontás, illetve a
geometriai torzítások korlátozzák, a szatellita rendszer hatalmas előnye a
gyakori észlelésekben rejlik, ezek ugyanis lehetővé teszik olyan változások
felderítését, melyek azután nagyobb felbontású műhold felvételeken
részletesebben tanulmányozhatóak.
A NOAA AVHRR műholdrendszeren kívül még sok más
meteorológiai műholdrendszer (pld. GOES, METEOSAT, METEOR-2/3, TIROS) működik,
ezek távérzékelési hasznosítása azonban viszonylag szerény, az esetleges
hasznosításra és képbeszerzésre vonatkozó kérdésekre az Országos Meteorológiai
Szolgálat nyújt készséggel felvilágosítást.
Ebben az alpontban elsősorban az analóg távérzékelési
termékekről kívántunk szólni, de nem tekinthetünk el az 1985 óta üzemelő RESZURSZ-01
sorozat műholdjaitól és képeitől sem.
Az egyszerűbb tájékozódás kedvéért el kell mondanunk, hogy a
szovjet illetve orosz távérzékelési műholdak katonai és civil programok
keretében lőtték fel. A katonai műholdakat KOSZMOSZ-nak nevezik és
megfelelő sorszámmal látják el, míg a civil holdak a RESZURSZ programok
családjába tartoznak.
A KOSZMOSZ műholdak termékei azóta érdekesek a civil
felhasználóknak, amióta felszabadították a titkosság alól és szabad nemzetközi
kereskedelmi forgalomba bocsátották a 2 m.-nél nem nagyobb felbontású filmre
készült felvételeket (arról is hallani híreket, hogy a korlátozásokat tovább
csökkentik 1 m.-es felbontásig).
Térjünk vissza a digitális szkennerekkel ellátott RESZURSZ-01
tipusú polgári műholdakra.
|
3.80 ábra - a
RESURS-01 sorozat műholdja
|
|
A sorozat első műholdja 1985-től három éven
keresztül működött. A második, 1988-ban fellőtt műholdat nyolc év működés
után kapcsolták ki. A jelenleg működő műholdat 1994 szeptemberében lőtték
fel, a következő műhold fellövésére várhatóan még 1997-ben sor kerül.
A műhold 678 km magas Nap-szinkronizált pályán 98 perces
periódussal kering, ugyanarra a helyre 21 naponként tér vissza. Két
szenzorral van ellátva a kisfelbontású MSU-SK-val és a nagyfelbontású MSU-E-vel.
Az MSU-SK képei 600 km * 600 km területet fednek le, míg az MSU-E
képei 45 km * 45 km-t.
A szenzorok adatait a 3.9 és 3.10 táblázatban foglaltuk
össze, a 3.81 ábrán pedig bemutatunk egy MSU-E 1,2,3 csatornáiból
létrehozott hamis színes (1=kék, 2=zöld, 3=vörös) képrészletet, mely Moszkva
délkeleti részét ábrázolja.
|
MSU-SK
|
Hullámhossz [µm]
|
Pixel méret [m]
|
0.5-0.6
|
160
|
0.6-0.7
|
160
|
0.7-0.8
|
160
|
0.8-1.1
|
160
|
10.4-12.6 hő infra
|
600
|
|
3.9 táblázat -
az MSU-SK szkenner adatai
|
MSU-E
|
Hullámhossz [µm]
|
Pixel méret [m]
|
0.5-0.6
|
45*33
|
0.6-0.7
|
45*33
|
0.8-0.9
|
45*33
|
|
3.10 táblázat -
az MSU-E szkenner adatai
|
|
A RESURS-01 MSU-SK szkennerével
készült felvételeket a Svédországi Kirunában is veszik és a Kiruna-i
állomás képes a műhold programozására is (hol, milyen felvételeket
készítsen).
A felvételek elterjedését nagymértékben elősegíti, hogy az MSU-SK
felbontása az "arany középutat" jelenti a NOAA AVHR (1 km)
és a LANDSAT TM (30 m) között. E termékek olyan globális jelenségek monitoringára
(változás követésére) alkalmasak, melyek 1 km-nél nagyobb felbontást
igényelnek, ugyanakkor a változások sebességét a 4 napos visszatérési idő
kielégíti.
|
|
3.81 ábra -
RESURS-01 műhold MSU-E szkennerével
készített képrészlet Moszkváról
|
|
Az MSU-SK jelenetek térképezésre is alkalmasak, az optimális
méretarány 1:500 000, de találunk irodalmi utalást 1:250 000 méretarányú
térképezésre is. Egy jelenet ára 1100 ECU-nál kezdődik.
Az MSU-E felvételeit Oroszországban terjesztik és főleg
orosz távérzékelési programokban használják.
A termék hátránya
a LANDSAT TM termékekkel szemben, hogy a TM 7 spektrális
csatornája helyett az MSU-E csak három csatornával rendelkezik, melyek
nagyjából megfelelnek a 2, 3, 4 TM csatornáknak, illetve a kissé
rosszabb geometriai felbontás, mely téglalap alakú pixelekkel párosul (a
négyzetes pixelekre kidolgozott képfeldolgozó programok e jelenetekre
átdolgozás nélkül nem alkalmazhatók).
A jelenleg terjesztett legnagyobb felbontású és legolcsóbb
multispektrális felvételeket a szovjet illetve orosz űrállomásokon és
mesterséges holdakon felszerelt analóg kamarák filmanyagra készítették.
A filmanyagok titkosság alól történő felszabadítása és világméretű terjesztése
azonban azt eredményezte, hogy az anyagok kiváló minősége és olcsósága sokkoló
hatást gyakorolt a nemzetközi távérzékelési közösségre.
A LANDSAT-tal összehasonlítva az orosz analóg anyagok
három negatívummal rendelkeztek, melyek közül egy már kiküszöbölésre került,
kettő azonban továbbra is fenáll.
- A
kiküszöbölt hiányosság abból eredt, hogy a képeket analóg filmmásolatokon
terjesztették, és a másolás(ok) következtében a képek minősége jelentősen
romlott. E probléma kiküszöbölésére a JEBCO Houston-i cég WorldMap Centre
néven közös vállalatot létesített a moszkvai PRIRODA Állami Távérzékelési
Központtal a meglévő és készülő eredeti filmanyag nagyfelbontású digitalizálására
és terjesztésére. A képeket 8 mm.-es mágnesszalagon terjesztik. Az utóbbi
két évben már számtalan újabb cég is hozzálátott az orosz analóg anyagok
digitalizálásához és terjesztéséhez.
·
A megmaradt negatívumok egyike az hogy a
fényképező kamarák természetszerűleg nem tudnak érzékelni a termál infravörös
tartományban
·
a másik pedig, hogy az orosz űreszközök
nem képesek folyamatos jelen idejű adatszolgáltatásra, illetve, hogy az utolsó
analóg missziót végrehajtó RESURS F20 1995 október 26.-án fejezte be a
küldetését és nem igazán lehet tudni, hogy mikor lesz a következő (egyes
források 1996-ot, mások 1997-et mondanak), igaz ugyanakkor, hogy a KOSZMOSZ
műholdak fellövése (igaz csak a kereskedők által ismert) szabályos ütemezés
szerint megy végbe és az utóbbiak nem csak archív anyagokra, de a tervezett
repülésekre is elfogadnak megrendeléseket.
Ezek a hátrányok azonban eltörpülnek e képek előnyei mögött,
melyek közül néhányat a felvevő berendezések kapcsán a [15]-ban közölt adatok
alapján megemlítünk.
A KOSZMOSZ műholdak pályájáról nem áll rendelkezésünkre
információ ismertek azonban a kamarák, melyek ezeken a műholdakon működnek.
|
3.82 ábra - a
Dallas-i Texas stadion nagyfelbontású orosz űrfelvételen
|
|
A KOSZMOSZ két kamara rendszert
szállít: a KVR-1000-t és a TK-350-t. A TK-350 kamara 80 %-os átfedéssel
fényképez, s rögzíti a belső és külső tájékozási adatokat, ezzel lehetővé
teszi a képek pontos georeferenciáját és a magassági kiértékelést is. Egy
fénykép 265 km * 170 km területet ábrázol, 8-10 m.-es felbontással. A terep
részleteiről a KVR-1000 kamara gondoskodik. Ez a rendszer szimultán működik a
TK-350-es kamarával, a képei közt az átfedés 10%. A KVR-1000 panoráma kamara,
egy kép 36-44 km * 165 km.-es területet ábrázol 2 m.-es felbontással.
|
A polgári távérzékelési felvételek céljaira Oroszországban
döntően két űreszköz- típust használnak: a RESZURSZ-F típusú űrhajókat
és a MIR űrállomás komplexumot. A RESZURSZ-F űrhajókból három
lényegében azonos típust működtetnek az F1-et, az F2-t és az F3-at.
A legrégebbi az F1-es a legújabb pedig az F3-as. Az F1 típusból
1994, az F2 tipusból pedig 1996 óta az M (modernizált) sorozat űrhajóit
bocsátják fel.
A típusok között a különbség a felvevő kamarákban és a
küldetés időtartamában van. Mindhárom űrhajó puha leszálló egységben juttatja
földre a kamarákat és az exponált filmeket.
A műholdak pályájának inklinációja (a pálya sík szöge az
egyenlítő síkjával) 83o, magassága 250 és 400 km. között változik. Az F1 műhold
küldetése 25 napig tart s ezalatt egyszer lefényképezi az egész földet, sőt
egyes részekre kétszer is sor kerül, az F2 kétszer vagy háromszor
fényképezi le a földet 30 napos útja során.
Az F1 két KFA-1000 és három KATE-200 kamarával
van felszerelve, míg az F2 ezen kívül még egy MK-4
multispektrális kamarát és egy LK-1000 kamarát is hordoz.
Az F3 űrhajó KFA-3000 kamarája 30 km * 30 km-es
területet fényképez 2 m.-nél jobb felbontással. Az 1:70 000 - 1:90 000
képméretarányú felvételek kiválóan alkalmasak az 1:25 000 méretarányú
térképezésre.
A másik fontos hordozóeszköze az orosz
kamara rendszereknek, opto-elektronikus radiométereknek s újabban egy
kétfrekvenciás orosz SAR berendezésnek a TRAVERS SAR-nak is a MIR űrállomás.
Amint az még a magyar napi sajtóból is ismeretes az űrállomás állandóan
fejlődik, s napjainkra (1997) a következő modulokból áll: alapállomás,
KVANT modul, KVANT-2 modul, KRISZTAL modul, SZPEKTR
modul, PRIRODA modul.
|
|
3.83 ábra - a
MIR ürálomás vonalas vázlata
|
|
A 20 tonnás PRIRODA modult 1996 április 26.-án
kapcsolták a MIR-hez teljessé téve az ürállomás távérzékelési
kapacitását.
A komplexumon a következő analóg fényképező berendezések
működnek: egy KPA-350-es kamara, egy MKF-6MA kamara rendszer és
két KFA-1000 kamara.
Míg a fényképező eszközök a KVANT-2 modulon
helyezkednek el, addig a TRAVERS SAR, az MSU-E2 és
MSU-SK a PRIRODA felszereléséhez tartozik.
Fölszerelték ezen kívül a PRIRODÁra az NSZK-ban gyártott többoptikás
sorszenzoros MOMS-2P típusnevű digitális kamarát is.
A MIR űrkomplexum főbb pályaelemei a következők:
inklináció 51,6o, magasság kb. 400 km., a pálya excentricitása kisebb mint 1 m.,
keringési periódus kb. 90 perc.
Az 51,6o-os inklináció következtében a MIR sokkal alkalmasabb a föld
megfigyelésére mint egyéb ember irányította űreszközök mint pld. az amerikai űrsiklók
vagy a korábban tervezett amerikai űrállomás a FREEDOM, mely
inklinációja mindössze 28o lett volna.
A közép méretű KAP-350 kamara fókusztávolsága 350 mm.,
felbontása mintegy 40 m., az egy fényképen ábrázolt terület 200 km. x 200 km.
A KATE-200 három 200 mm.-es fókusztávolságú kamarából
álló rendszer, mely ugyanazt a területet különböző hullámtartományokban
(0.51-0.60 mm., 0.60-0.70mm., 0.70-0.85mm.) fényképezi. A képméret 180 mm. x
180 mm. s ennek a földön 150 km. x 150 km. felel meg. Felbontása a vizsgálatok
szerint 10-20 m.
Az MK-4 szintén multispektrális kamara rendszer, mely
négy kamarából áll. A spektrális csatornákra a fényt szabatos szűrők
segítségével bontják és megfelelően érzékenyített fekete-fehér filmre
fényképeznek. A küldetés feladatai függvényében a négy intervallumot hat
lehetséges intervallum közül válogatják ki. Ezek a következők: széles sávú
panchromatikus, 0.460-0.505 mm., 0.515-0.565 mm., 0.580-0.800 mm., 0.635-0.690
mm., 0.810-0.860 mm. A képméret 180 mm. x 180 mm. s ennek a földön, 250 km.-es
repülési magasságnál, 150 km. x 150 km. felel meg. A felbontás ebből a
magasságból fényképezve kb. 5-10 m.
Az MKF6-MA kamararendszert a Jenai Zeiss Művek
gyártották az NDK-ban. A közös kamaratesthez hat 125 mm. fókusztávolságú
objektív és hat filmkazetta csatlakozik, így megoldható, hogy ugyanarról a
területről egyszerre hat darab 55 mm. x 81 mm.-es kép készüljön, melyeknek a
föld felszínén 175 km. x 260 km. felel meg. A fényt megfelelő szűrők a
következő hat sávra bontják: 0.46-0.50 mm., 0.52-0.56 mm., 0.58-0.62 mm., 0.64-0.68
mm., 0.70-0.74 mm., 0.78-0.86 mm. A képek felbontása jobb mint 25 m.
Valamennyi ismertetett kamara a felvételeket 60 %-os
pályamenti átfedéssel készíti s ezért ezek alkalmasak magassági kiértékelésre
is. A magassági kiértékelés pontossága függ a bázis (két expozíció közti
pályamenti távolság) és a repülési magasság viszonyától valamint a síkbeli
felbontástól. Az MK-4 kamara esetén a bázis - magasság viszony 0.24,
ugyanez az érték a KATE-200 esetén 0.36. A magassági meghatározás potenciális
pontosságát ezután úgy számíthatjuk, hogy a vízszintes pontosságot, mely
közelítően a felbontás feleként vehető fel osztjuk a bázis-magasság aránnyal.
Öt méteres vízszintes pontosság esetén az MK-4 esetében ez az érték
±20.8 m. a KATE-200 -nál pedig ±13.9 m.
A KFA-1000 kamara 1000 mm.-es fókusztávolságú
objektívet használ a nagyobb felbontás érdekében. A 300 mm. x 300 mm.-es képek
120 km. x 120 km.-es területet ábrázolnak a föld felszínéből. A képek
felbontása 4-7.5 m. Tekintettel az alacsony bázis- magasság viszonyra (0.18) a
sztereó kiértékelés javítására egyszerre két kamarát szerelnek fel a pályára
merőleges tengelyre olymódon, hogy azok összehajlóan a nadírral (függőlegessel)
8-8 fokot zárjanak be. Ilymódon a pálya földi vetületével a tengelyében egy
olyan 5-7.5 km. széles sáv jön létre, melyet mind a két kamara lefényképez.
Ez a keresztirányú átfedés kiegészülve a 60%-os hosszirányú
átfedéssel lehetővé teszi, hogy a magassági kiértékelés mintegy 20 m.-es
hibával legyen végrehajtható. A KFA-1000 rendszerint két sávra érzékenyített
(0.560-0.680 mm. és 0.680-0.810 mm.) spektrálzonális filmre fényképez. A
szkennelés során vagy a két sáv együttes felhasználásával panchromatikus
digitális képet állítanak elő, vagy a két sávot a pixelméret megtartásával
külön szkennelik.
Megjegyzéseit
E-mail-en várja a szerző: Dr Sárközy Ferenc