Кронберг П.
Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований в геологии

Характеристика сканерных «Лэндсат-снимков» и их приобретение

4.4.3.2. Характеристика сканерных «Лэндсат-снимков» и их приобретение

Каждый МСС-кадр имеет по краям изображения служебную информацию: географическую привязку снимка, дату съемки, определенную характеристику снимка и регистрационные данные (рис. 85).

Рис. 85. По краям «Лэндсат-снимка» впечатаны данные: дата съемки (1), географическая позиция снимка (2 и 3), тип сенсора и его спектральный канал (4), высота Солнца на момент съемки (5) и регистрационный номер снимка. Дальнейшие разъяснения в тексте. (доступно только при скачивании полной версии)

По всем четырем сторонам снимка нанесены с интервалом 30 мин координатные отметки снимаемой местности. Кроме того, по его углам сделана маркировка, которую можно использовать при преобразовании или совмещении изображений в разных спектральных диапазонах. Крестами показаны границы соответствующей кадру трапеции масштаба 1:1000 000 в стандарте мировой разграфки листов топокарт. На нижнем краю снимка нанесены (рис. 85):
1 – дата съемки (день, месяц, год);
2 – координаты центра снимка (С) в градусах и минутах;
3 – координаты точки надира (N) в градусах и минутах;
4 – тип сенсора и спектральный канал: МСС-многозональный сканер и обозначение его спектрального канала (4-7); при съемке телевизионными РБВ-системами – система обратного луча и обозначение ее спектрального канала (1-3); D – режим непосредственного приема; R – режим бортовой записи на запоминающее устройство и сброс данных;
5 – высота Солнца в градусах и азимут в градусах от истинного севера, считая по часовой стрелке;
6 – азимут направления полета (в градусах), номер витка. Код наземной станции приема (например, G – Goldstone, California, A – Alaska);
7 – цифра 1 означает существование полного комплектного изображения. N или А – копия сформирована по нормальной или специальной технологии; Р или D – предполагаемые расчетные или точные координаты центра снимка; 1 или 2 – сигнал построения изображения, линейный или сжатый; Н или L – высокое или низкое усиление сигнала, только для каналов 4 и 5;
8 – организация, разработавшая проект и осуществляющая съемку (NASA) и код проекта (ERTS);
9 – каталоговый, опознавательный номер отдельного снимка МСС. Он включает: Е –ключевой индекс (номер модели в серии спутников «Лэндсат»); 2199 – число суток полета; 09372 – гринвичское время съемки с точностью до десятков секунд: 09 – часы, 37 – минуты, 2 – секунды, 5 – номер канала приема данных (1-3 для РБВ, 4-7 [8] для МСС); 02 – номер воспроизведения оригинальной записи (повторение записи при параллельном воспроизведении записи калиброванного сигнала), т.е. номер бланка калибровки данных.

В существующей сети наземных станций приема данных некоторые из них выполняют функции региональных центров сбора информации (рис. 86). В этих региональных центрах данных можно приобрести материалы съемок спутниками «Лэндсат». Главный из них-это ЭРОС-центр (EROS-Data-Center of US Geological Survey) Геологической службы США, который с 1982 г. перешел в ведение службы NOAA, National Earth Satellite Service, Sioux Falls, US. Он расположен в Сиу-Фолсе, США, но связан почти со всеми районами земного шара.

Рис. 86. Местоположение и зоны действия наземных станций приема данных со спутников «Лэндсат» (по публикации НОАА). (доступно только при скачивании полной версии)

ЭРОС-центр располагает точной по времени информацией о состоянии окружающей среды и поверхности Земли в зонах непосредственной видимости американскими наземными станциями приема, а так же в других регионах, данные по которым сначала записываются запоминающим устройством на борту спутника, а затем «сбрасываются» по команде с Земли на станцию приема. ЭРОС-центр посылает на борт спутника программу съемок и команды включения и выключения аппаратуры. Кроме того, он ведет коррекцию орбиты спутника. Станции вне территории США принимают (каждая в своей зоне видимости) информацию по сигналам точного времени на свои антенны. Для Европы и Средиземноморского региона в ведении Общеевропейской организации ESA в Фучино, Италия, имеется свой центр сбора информации, который осуществляет прием, предварительную обработку, распределение и хранение материалов съемок ресурсными спутниками Земли. Хранение и распределение информации со спутников «Лэндсат», полученной европейскими станциями приема данных (Фучино в Италии и Кируна в северной Швеции), осуществляется подразделением ESA, которое расположено в Фраскати близ Рима. В ФРГ материалы съемок со спутников «Лэндсат» можно приобрести в NOPC при DFVLR в Оберпфаф-фенхофене (8031, Oberpfaffenhofen, Post WeBling, Telex 5274203).
Для заказа нужного кадра необходимо прежде всего указать его порядковый номер в каталоге (см. на рис. 85), т. е. уточнить, в каких спектральных зонах должны быть выданы данные. Очевидно, что не во всех случаях есть необходимость заказывать снимки (в виде фотопродукции или магнитной записи) по всем четырем каналам сканера МСС. Так, например, для геологического картирования и составления фотомонтажей (фотосхем) или мозаик снимков, как правило, достаточно иметь данные по двум каналам – 5 и 7.
Первый шаг в обработке «Лэндсат-снимков» – это выбор изображения нужного района самого хорошего качества и определение центра снимка или точки надира в момент съемки. Для этой цели выпущены каталоги всех снятых с первых трех спутников «Лэндсат» сюжетов по всей поверхности Земли. Магнитная запись данных для каталога обновлялась четыре раза в год. Существуют каталог снимков территории США (US Standard Catalogue), каталог для всей остальной территории суши: континентов, островов и прибрежных зон океанов (Non-US Standard Catalogue) и специальные региональные каталоги.
Для определения географического положения каждого снимка при заказе используют специально разработанную для этой цели систему индексации или систему запроса данных (Landsat Worldwide Reference System, сокращенно WRS). Она представляет собой бланковые карты с нанесенными на них расчетными положениями центров каждого снимка (так называемого номинального центра сцены) для всех возможных сканерных снимков вдоль всех (251) витков орбиты, с которых снимается вся поверхность Земли за один цикл 18 сут. В промежутках между центрами от полюсов проведены лучи, которые можно использовать для определения площади снимка. Географическая привязка центра снимка получается из номера витка орбиты полета в направлении с севера на юг (path), и номера ряда последовательности снимков с востока на запад (row). Вся оригинальная информация о съемках с ресурсных спутников и разработка систем хранения и поиска ее, так же как и первичной обработки, принадлежит ЭРОС-центру.
Кроме вышеуказанных имеются дополнительные карты-индексы (Nominal Scene Landsat Coverage Index Sheets) сети снимков для следующих регионов (в скобках дано их условное обозначение): Евразии (WRS-1), Северной Америки (WRS-2), Южной Америки (WRS-3), Африки (WRS-4), Океании (WRS-5), Антарктиды (WRS-6) и Северного Ледовитого океана (WRS-7). Фрагмент такой карты по состоянию на 1982 г. показан на рис. 87, а. В оригинале центры снимков маркированы дополнительными символами, характеризующими размер облачного покрова над Землей в момент съемки, т. е. закрытость территории облаками для каждого из снимков. Для геологического дешифрирования и мониторинга среды надо выбирать снимки без облаков. Такие же снимки используются для составления мозаик (фотокарт). Допускается закрытость территории облаками от 10 до 30%, особенно в тех случаях, когда на данный регион есть снимки, полученные в разное время. В новое издание карт-индексов 1983 г. дополнительно включены данные о перекрытии снимками РБВ отдельных районов съемки (рис. 87, б).

Рис. 87. Фрагмент карты снимков «Лэндсат» для Центральной Европы (Landsat Worldwide Reference Systems-WRS). Точки указывают расчетное положение центров «Лэндсат-снимков» («Лэндсат-1, -2 и -3»). Положение снимка определяется по ряду (row) и витку (path) (NOAA 1983). Дальнейшие пояснения в тексте. (доступно только при скачивании полной версии)

Центры снимков, полученных с первых трех спутников «Лэндсат», почти совпадают с номинальными центрами сцен. Поэтому, имея определенный «пат-роу номер» (номер витка и ряда), ЭРОС-центр может изготовить заказанный снимок-копию сцены МСС или РБВ, которая для данного района будет обладать наиболее хорошим изображением сюжета съемки, т. е. провести выборку по качеству и условиям съемки. Если потенциальный потребитель информации не имеет возможности воспользоваться каталогом для заказа, то он может направить в ЭРОС-центр формуляр заказа, в котором должны быть указаны угловые точки (координаты углов) нужного ему региона, на который он заказывает снимки. В ЭРОС-центре имеется специальная компьютерная программа определения географических координат-программа поиска, содержащая все исходные данные по всем снимкам, полученным со спутников «Лэндсат». Вводом указанных заказчиком данных в программу находят необходимую информацию. Эта программа (Geographie Computer Research Program) кроме географических координат снимка и времени съемки каждой сцены содержит сведения и о качестве снимков. Паспорт каждого кадра имеет служебные обозначения по соответствующему коду.
Паспорт или машинная распечатка имеют значение только для выбора нужных снимков из всего массива имеющейся на данный район информации, например для мониторинга окружающей среды. Во всех остальных случаях, хотя и необходима возможность подборки снимков хорошего качества, но в меньшем объеме. При этом нужно учитывать, что каждый из разновременных снимков по-своему воспроизводит соотношение объектов ландшафта, и поэтому каждый снимок разных каналов отличается по информативности от другого так же, как и снимки, сделанные в разное время. Обобщенная информация о районе, таким образом, в принципе может быть получена только по сумме тестового (частичного) картирования и дешифрирования и анализа разновременных снимков «Лэндсат» для изучаемого района. Высокая точность топографической привязки снимков «Лэндсат» и связанная с этим распознаваемость объектов на местности, как правило, позволяют быстро и эффективно проводить картирование по ним. Сопоставление разновременных енимков со спутников «Лэндсат», так же как и сопоставление «Лэндсат-снимков» и радарных космических снимков CAP (SAR), в принципе возможно при проведении (или после него) их геометрической и радиометрической коррекции, т. е. коррекции выходных данных по программе числовой компьютерной обработки информации.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом