Τηλεπισκόπηση: Επισκόπηση, τύποι και εφαρμογές

Η τηλεπισκόπηση είναι η εξέταση μιας περιοχής από σημαντική απόσταση. Χρησιμοποιείται για τη συλλογή πληροφοριών και απεικόνισης εξ αποστάσεως. Αυτή η πρακτική μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας συσκευές όπως κάμερες τοποθετημένες στο έδαφος, πλοία, αεροσκάφη, δορυφόρους ή ακόμη και διαστημικά σκάφη.

Σήμερα, τα δεδομένα που λαμβάνονται μέσω τηλεπισκόπησης συνήθως αποθηκεύονται και χειρίζονται με υπολογιστές. Τα πιο συνηθισμένα προγράμματα λογισμικού που χρησιμοποιούνται για αυτό περιλαμβάνουν ERDAS Imagine, ESRI, MapInfo και ERMapper.

Η επιστήμη της τηλεπισκόπησης ξεκίνησε το 1858 όταν ο Gaspard-Felix Tournachon πήρε για πρώτη φορά αεροφωτογραφίες του Παρισιού από ένα μπαλόνι θερμού αέρα. Μια από τις πρώτες προγραμματισμένες χρήσεις της τηλεπισκόπησης στην πιο βασική της μορφή ήταν κατά τη διάρκεια τηςΕμφύλιος πόλεμος όταν τα αγγελιαφόρα περιστέρια, οι χαρταετοί και τα μη επανδρωμένα μπαλόνια πετούσαν πάνω από το εχθρικό έδαφος με κάμερες συνδεδεμένες με αυτές.

Οι πρώτες κυβερνητικές οργανωμένες αποστολές αεροφωτογράφησης αναπτύχθηκαν για στρατιωτική επιτήρηση κατά τους Παγκόσμιους Πολέμους Ι και ΙΙ. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου, η τηλεανίχνευση χρησιμοποιήθηκε ευρύτερα. Αυτό το πεδίο μελέτης έχει αναπτυχθεί από την αρχή του για να γίνει η εξαιρετικά εξελιγμένη μέθοδος έμμεσης απόκτησης πληροφοριών που είναι σήμερα.

Οι δορυφόροι αναπτύχθηκαν στα τέλη του 20ου αιώνα και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται για να αποκτήσουν πληροφορίες σε παγκόσμια κλίμακα, ακόμη και για τους πλανήτες στο ηλιακό σύστημα. Ο καθετήρας Magellan, για παράδειγμα, είναι ένας δορυφόρος που χρησιμοποιεί τεχνολογίες τηλεπισκόπησης για να δημιουργήσει τοπογραφικούς χάρτες της Αφροδίτης από τις 4 Μαΐου 1989.

Σήμερα, οι μικροί απομακρυσμένοι αισθητήρες, όπως κάμερες και δορυφόροι, χρησιμοποιούνται από την επιβολή του νόμου και από τον στρατό στις επανδρωμένες και μη επανδρωμένες πλατφόρμες για να αποκτήσουν πληροφορίες σχετικά με μια περιοχή. Άλλες σύγχρονες μέθοδοι τηλεπισκόπησης περιλαμβάνουν την υπέρυθρη, συμβατική φωτογραφία αέρα και την απεικόνιση ραντάρ Doppler.

Κάθε τύπος τηλεανίχνευσης είναι διαφορετικά κατάλληλος για ανάλυση - ορισμένοι είναι βέλτιστοι για στενότερη σάρωση και ορισμένοι είναι πολύ πιο επωφελείς από μεγάλες αποστάσεις. Ίσως ο πιο κοινός τύπος τηλεπισκόπησης είναι η απεικόνιση ραντάρ.

Η απεικόνιση με ραντάρ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σημαντικές εργασίες τηλεπισκόπησης σχετικές με την ασφάλεια. Μία από τις πιο σημαντικές χρήσεις είναι ο έλεγχος της εναέριας κυκλοφορίας και η ανίχνευση καιρού. Αυτό μπορεί να πει στους αναλυτές εάν ο καιρός είναι σε εξέλιξη, πώς οι καταιγίδες προχωρούν, και

Το ραντάρ Doppler είναι ένας κοινός τύπος ραντάρ που μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για τη συλλογή μετεωρολογικών δεδομένων όσο και από την επιβολή του νόμου για την παρακολούθηση της κυκλοφορίας και της ταχύτητας οδήγησης. Άλλοι τύποι ραντάρ μπορούν να δημιουργήσουν ψηφιακά μοντέλα ανύψωσης.

Ένας άλλος τύπος τηλεπισκόπησης περιλαμβάνει λέιζερ. Οι υψομετρητές λέιζερ σε δορυφόρους μετρούν παράγοντες όπως η ταχύτητα του ανέμου και η κατεύθυνση των ωκεανών. Τα υψόμετρα είναι επίσης χρήσιμα για τη χαρτογράφηση του θαλασσινού νερού, καθώς είναι ικανά να μετρήσουν τις διογκώσεις του νερού που προκαλούνται από τη βαρύτητα και την τοπογραφία της θάλασσας. Τα ποικίλα ύψη των ωκεανών μπορούν να μετρηθούν και να αναλυθούν για να δημιουργήσουν ακριβείς χάρτες θαλάσσης.

Μία συγκεκριμένη μορφή τηλεπισκόπησης λέιζερ ονομάζεται LIDAR, ανίχνευση φωτός και εντοπισμός. Αυτή η μέθοδος μετρά τις αποστάσεις με την αντανάκλαση του φωτός και χρησιμοποιείται περισσότερο για την εξάπλωση όπλων. Η LIDAR μπορεί επίσης να μετρήσει τις χημικές ουσίες στην ατμόσφαιρα και τα ύψη των αντικειμένων στο έδαφος.

Άλλοι τύποι τηλεανίχνευσης περιλαμβάνουν στερεογραφικά ζευγάρια που δημιουργούνται από πολλές φωτογραφίες αέρα (συχνά χρησιμοποιούνται για την προβολή χαρακτηριστικών σε 3-D ή / και για την τοπογραφία χάρτες), ραδιομετρητών και φωτομέτρων που συλλέγουν εκπεμπόμενη ακτινοβολία από υπέρυθρες φωτογραφίες και δεδομένα αεροφωτογραφιών που λαμβάνονται από δορυφόρους όπως εκείνοι που βρίσκονται σε ο Landsat πρόγραμμα.

Οι χρήσεις για την τηλεανίχνευση είναι ποικίλες αλλά ο τομέας αυτός σπουδών διεξάγεται κυρίως για την επεξεργασία και την ερμηνεία της εικόνας. Η επεξεργασία εικόνας επιτρέπει τη χειραγώγηση των φωτογραφιών έτσι ώστε να δημιουργούνται χάρτες και να αποθηκεύονται σημαντικές πληροφορίες για μια περιοχή. Με την ερμηνεία εικόνων που λαμβάνονται μέσω τηλεπισκόπησης, μια περιοχή μπορεί να μελετηθεί στενά χωρίς να χρειάζεται να υπάρχει κανείς φυσικά, καθιστώντας δυνατή την έρευνα σε επικίνδυνες ή απρόσιτες περιοχές.

Η τηλεπισκόπηση μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τομείς σπουδών. Τα παρακάτω είναι μόνο μερικές εφαρμογές αυτής της συνεχώς αναπτυσσόμενης επιστήμης.

• Γεωλογία: Η τηλεπισκόπηση μπορεί να βοηθήσει στη χαρτογράφηση μεγάλων, απομακρυσμένων περιοχών. Αυτό επιτρέπει στους γεωλόγους να ταξινομούν τους τύπους των πετρωμάτων μιας περιοχής, να μελετήσουν τις γεωμορφολογία, και παρακολουθούν τις αλλαγές που προκαλούνται από φυσικά φαινόμενα όπως πλημμύρες και κατολισθήσεις.
• Γεωργία: Η τηλεπισκόπηση είναι επίσης χρήσιμη κατά τη μελέτη της βλάστησης. Οι φωτογραφίες που ελήφθησαν από απόσταση επιτρέπουν στους βιογεωργούς, τους οικολόγους, τους γεωργούς και τους δασολόγους να φτάνουν εύκολα να εντοπίσουν ποια βλάστηση υπάρχει σε μια περιοχή καθώς και το δυναμικό ανάπτυξης και τις συνθήκες που είναι βέλτιστες για επιβίωση.
• Χωροταξικός σχεδιασμός: Εκείνοι που μελετούν την ανάπτυξη της γης μπορούν να εφαρμόσουν την τηλεπισκόπηση για να μελετήσουν και να ρυθμίσουν τις χρήσεις γης σε ευρείες εκτάσεις. Τα δεδομένα που λαμβάνονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον πολεοδομικό σχεδιασμό και την γενικότερη τροποποίηση του περιβάλλοντος.
• Χαρτογράφηση συστήματος γεωγραφικών πληροφοριών (GIS): Οι εικόνες τηλεπισκόπησης χρησιμοποιούνται ως δεδομένα εισόδου για ψηφιακά μοντέλα ανύψωσης ή DEM που βασίζονται σε ράστερ. Αέρας οι φωτογραφίες που χρησιμοποιούνται μέσω του GIS μπορούν να ψηφιοποιηθούν σε πολύγωνα που αργότερα θα τεθούν σε shapefiles για χαρτογράφηση.

Λόγω των ποικίλων εφαρμογών και της ικανότητας να επιτρέπουν στους χρήστες να συλλέγουν, να ερμηνεύουν και να χειρίζονται δεδομένα από απρόσιτες τοποθεσίες, η τηλεπισκόπηση έχει γίνει ένα χρήσιμο εργαλείο για όλους τους ερευνητές ανεξάρτητα από αυτό συγκέντρωση.