Satellitbilder
Satellitbilder (även jordobservationsbilder , rymdburen fotografi eller helt enkelt satellitfoto ) är bilder av jorden som samlats in av avbildande satelliter som drivs av regeringar och företag runt om i världen. Satellitbildföretag säljer bilder genom att licensiera dem till myndigheter och företag som Apple Maps och Google Maps .
Historia
De första bilderna från rymden togs på suborbitala flygningar . Den USA-lanserade V-2 -flygningen den 24 oktober 1946 tog en bild var 1,5:e sekund. Med en apogee på 65 miles (105 km), var dessa bilder från fem gånger högre än det tidigare rekordet, de 13,7 miles (22 km) av Explorer II ballonguppdraget 1935. De första satellitfotografierna (omloppsbanan) av jorden gjordes den 14 augusti 1959 av US Explorer 6 . De första satellitfotografierna av månen kan ha gjorts den 6 oktober 1959 av den sovjetiska satelliten Luna 3 , på ett uppdrag att fotografera månens bortre sida. Blue Marble -fotografiet togs från rymden 1972 och har blivit mycket populärt i media och bland allmänheten. Också 1972 startade USA Landsat-programmet , det största programmet för förvärv av bilder av jorden från rymden. 1977 förvärvades de första satellitbilderna i realtid av USA:s satellitsystem KH-11 . Den senaste Landsat-satelliten, Landsat 9 , lanserades den 27 september 2021.
Alla satellitbilder producerade av NASA publiceras av NASA Earth Observatory och är fritt tillgängliga för allmänheten. Flera andra länder har satellitbildprogram, och en gemensam europeisk ansträngning lanserade ERS och Envisat med olika sensorer. Det finns även privata företag som tillhandahåller kommersiella satellitbilder. I början av 2000-talet blev satellitbilder allmänt tillgängliga när prisvärd, lättanvänd programvara med tillgång till satellitbildsdatabaser erbjöds av flera företag och organisationer.
Används
Satellitbilder har många tillämpningar inom meteorologi , oceanografi , fiske , jordbruk , bevarande av biologisk mångfald , skogsbruk , landskap , geologi , kartografi , regional planering , utbildning , underrättelsetjänst och krigföring. Mindre vanliga användningar inkluderar anomalijakt , en kritiserad undersökningsteknik som involverar sökning av satellitbilder efter oförklarliga fenomen. Bilder kan vara i synliga färger och i andra spektra . Det finns också höjdkartor , vanligtvis gjorda av radarbilder. Bildtolkning och analys av satellitbilder utförs med hjälp av specialiserad fjärranalysprogramvara .
Dataegenskaper
Det finns fem typer av upplösning när man diskuterar satellitbilder inom fjärranalys: rumslig, spektral, tidsmässig, radiometrisk och geometrisk. Campbell (2002) definierar dessa på följande sätt:
- rumslig upplösning definieras som pixelstorleken på en bild som representerar storleken på ytan (dvs. m 2 ) som mäts på marken, bestämt av sensorernas ögonblickliga synfält (IFOV);
- spektral upplösning definieras av våglängdsintervallets storlek (diskret segment av det elektromagnetiska spektrumet) och antalet intervall som sensorn mäter;
- temporal upplösning definieras av hur lång tid (t.ex. dagar) som går mellan bildinsamlingsperioderna för en given yta
- Radiometrisk upplösning definieras som förmågan hos ett bildsystem att registrera många nivåer av ljusstyrka (till exempel kontrast) och till sensorns effektiva bitdjup (antal gråskalenivåer) och uttrycks vanligtvis som 8-bitars (0–255) ), 11-bitars (0–2047), 12-bitars (0–4095) eller 16-bitars (0–65 535).
- Geometrisk upplösning hänvisar till satellitsensorns förmåga att effektivt avbilda en del av jordens yta i en enda pixel och uttrycks vanligtvis i termer av Ground sample distance , eller GSD. GSD är en term som innehåller de övergripande optiska och systemiska bruskällorna och är användbar för att jämföra hur väl en sensor kan "se" ett objekt på marken inom en enda pixel. Till exempel är GSD för Landsat ≈30m, vilket betyder att den minsta enheten som mappas till en enda pixel i en bild är ≈30m x 30m. Den senaste kommersiella satelliten (GeoEye 1) har en GSD på 0,41 m. Detta kan jämföras med en upplösning på 0,3 m som erhållits av någon tidig militärfilmsbaserad spaningssatellit som Corona . [ citat behövs ]
Upplösningen på satellitbilder varierar beroende på vilket instrument som används och höjden på satellitens omloppsbana . Till exempel erbjuder Landsat- arkivet upprepade bilder med 30 meters upplösning för planeten, men det mesta har inte bearbetats från rådata. Landsat 7 har en genomsnittlig returtid på 16 dagar. För många mindre ytor kan bilder med upplösning så fin som 41 cm finnas tillgängliga.
Satellitbilder kompletteras ibland med flygfotografering , som har högre upplösning, men är dyrare per kvadratmeter. Satellitbilder kan kombineras med vektor- eller rasterdata i ett GIS förutsatt att bilderna har korrigerats rumsligt så att de kommer att anpassas till andra datamängder.
Avbilda satelliter
Allmängods
Satellitavbildning av jordens yta är tillräckligt allmännyttig för att många länder ska kunna upprätthålla satellitbildprogram. USA har gått före i att göra dessa data fritt tillgängliga för vetenskapligt bruk. Några av de mer populära programmen listas nedan, nyligen följt av Europeiska unionens Sentinel-konstellation.
KORONA
CORONA - programmet var en serie amerikanska strategiska spaningssatelliter producerade och drivna av Central Intelligence Agency (CIA) Directorate of Science & Technology med betydande hjälp från det amerikanska flygvapnet . Typen av bilder är panoramafilm med våt film och den använde två kameror (AFT&FWD) för att fånga stereografiska bilder.
Landsat
Landsat är det äldsta kontinuerliga jordobserverande satellitbildprogrammet. Optiska Landsat-bilder har samlats in i 30 m upplösning sedan början av 1980-talet. Från och med Landsat 5 , insamlades också termiska infraröda bilder (vid grövre rumslig upplösning än de optiska data). Satelliterna Landsat 7 , Landsat 8 och Landsat 9 är för närvarande i omloppsbana.
MODIS
MODIS har samlat nästan dagliga satellitbilder av jorden i 36 spektralband sedan 2000. MODIS är ombord på satelliterna NASA Terra och Aqua.
Vakt
ESA utvecklar för närvarande Sentinel -konstellationen av satelliter. För närvarande planeras 7 uppdrag, vart och ett för olika applikationer. Sentinel-1 (SAR imaging), Sentinel-2 (dekameter optisk avbildning för landytor) och Sentinel-3 (hectometer optisk och termisk avbildning för land och vatten) har redan lanserats.
ASTER
ASTER är ett bildinstrument ombord på Terra, flaggskeppet för NASA:s Earth Observing System (EOS) som lanserades i december 1999. ASTER är ett samarbete mellan NASA, Japans ekonomi-, handels- och industriministerium (METI) och Japan Space Systems ( J-rymdsystem). ASTER-data används för att skapa detaljerade kartor över markytans temperatur, reflektans och höjd. Det samordnade systemet med EOS-satelliter, inklusive Terra, är en viktig del av NASA:s direktorat för vetenskapsuppdrag och Earth Science Division. Målet med NASA Earth Science är att utveckla en vetenskaplig förståelse av jorden som ett integrerat system, dess svar på förändringar och att bättre förutsäga variationer och trender i klimat, väder och naturrisker.
- Markytklimatologi – undersökning av markytans parametrar, yttemperatur, etc., för att förstå interaktion mellan land och yta och energi- och fuktflöden
- Vegetations- och ekosystemdynamik – undersökningar av vegetation och jordfördelning och deras förändringar för att uppskatta biologisk produktivitet, förstå interaktioner mellan land och atmosfär och upptäcka ekosystemförändringar
- Vulkanövervakning – övervakning av utbrott och prekursorhändelser, såsom gasutsläpp, utbrottsplymer, utveckling av lavasjöar, eruptivhistoria och utbrottspotential
- Riskövervakning – observation av omfattningen och effekterna av skogsbränder, översvämningar, kusterosion , jordbävningsskador och tsunamiskador
- Hydrologi—förstå globala energi- och hydrologiska processer och deras relation till global förändring; ingår är evapotranspiration från växter
- Geologi och jordarter – den detaljerade sammansättningen och geomorfologiska kartläggningen av ytjordar och berggrunder för att studera markytans processer och jordens historia
- Förändring av markytan och marktäcket – övervakning av ökenspridning, avskogning och urbanisering; tillhandahålla data för bevarandeförvaltare för att övervaka skyddade områden, nationalparker och vildmarksområden
Meteosat
Den geostationära vädersatelliten Meteosat -2 började operativt leverera bilddata den 16 augusti 1981. Eumetsat har drivit Meteosats sedan 1987.
- Meteosat synliga och infraröda bildkamera (MVIRI) , tre-kanals bildkamera: synlig, infraröd och vattenånga; Den fungerar på den första generationens Meteosat , Meteosat-7 är fortfarande aktiv.
- Den 12-kanaliga Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) inkluderar liknande kanaler som de som används av MVIRI, vilket ger kontinuitet i klimatdata över tre decennier; Meteosat andra generationen (MSG).
- Flexible Combined Imager (FCI) på Meteosat Third Generation (MTG) kommer också att innehålla liknande kanaler, vilket innebär att alla tre generationerna kommer att ha tillhandahållit över 60 års klimatdata.
Privat domän
Flera satelliter byggs och underhålls av privata företag, enligt följande.
GeoEye
GeoEye's GeoEye-1- satellit lanserades den 6 september 2008. GeoEye-1-satelliten har högupplöst bildsystem och kan samla in bilder med en markupplösning på 0,41 meter (16 tum) i pankromatiskt eller svartvitt läge. Den samlar in multispektrala bilder eller färgbilder med en upplösning på 1,65 meter eller cirka 64 tum.
Maxar
Maxars WorldView-2- satellit ger högupplösta kommersiella satellitbilder med 0,46 m rumslig upplösning (endast pankromatisk). 0,46 meters upplösning på WorldView-2:s pankromatiska bilder gör att satelliten kan skilja mellan objekt på marken som är minst 46 cm från varandra. På samma sätt ger Maxars QuickBird -satellit 0,6 meters upplösning (vid nadir ) pankromatiska bilder.
Maxars WorldView-3- satellit ger högupplösta kommersiella satellitbilder med 0,31 m rumslig upplösning. WVIII har också en kortvågig infraröd sensor och en atmosfärisk sensor
Airbus Intelligence
Pléiades -konstellationen består av två mycket högupplösta (50 centimeter pan & 2,1 meter spektral) optiska jordavbildningssatelliter . Pléiades-HR 1A och Pléiades-HR 1B ger täckning av jordens yta med en upprepad cykel på 26 dagar. Designad som ett dubbelt civilt/militärt system, kommer Pléiades att uppfylla kraven på rymdbilder från europeiskt försvar såväl som civila och kommersiella behov. Pléiades Neo är den avancerade optiska konstellationen, med fyra identiska 30-cm upplösningssatelliter med snabb reaktivitet.
Spotbild
De 3 SPOT-satelliterna i omloppsbana (Spot 5, 6, 7) ger mycket högupplösta bilder – 1,5 m för pankromatisk kanal, 6 m för multispektral (R,G,B,NIR). Spot Image distribuerar också multiupplösningsdata från andra optiska satelliter, särskilt från Formosat-2 (Taiwan) och Kompsat-2 (Sydkorea) och från radarsatelliter (TerraSar-X, ERS, Envisat, Radarsat). Spot Image är även exklusiv distributör av data från de högupplösta Pleiades-satelliterna med en upplösning på 0,50 meter eller cirka 20 tum. Lanseringarna skedde 2011 respektive 2012. Företaget erbjuder även infrastrukturer för mottagning och bearbetning, samt mervärdesalternativ.
Planets RapidEye
2015 förvärvade Planet BlackBridge och dess konstellation av fem RapidEye- satelliter, uppskjuten i augusti 2008. RapidEye-konstellationen innehåller identiska multispektrala sensorer som är lika kalibrerade. Därför kommer en bild från en satellit att motsvara en bild från någon av de andra fyra, vilket gör att en stor mängd bilder kan samlas in (4 miljoner km 2 per dag) och dagligen återbesök ett område. Var och en färdas på samma orbitalplan på 630 km och levererar bilder i 5 meters pixelstorlek. RapidEye- satellitbilder är särskilt lämpade för tillämpningar inom jordbruk, miljö, kartografi och katastrofhantering. Företaget erbjuder inte bara sina bilder, utan konsulterar sina kunder för att skapa tjänster och lösningar baserade på analys av dessa bilder. RapidEye-konstellationen pensionerades av Planet i april 2020.
ImageSat International
Jordresursobservationssatelliter , mer kända som "EROS"-satelliter, är lätta satelliter med låg omloppsbana runt jorden och högupplösta, designade för snabb manövrering mellan avbildningsmål. På den kommersiella högupplösta satellitmarknaden är EROS den minsta mycket högupplösta satelliten; den är mycket smidig och möjliggör därför mycket höga prestanda. Satelliterna är utplacerade i en cirkulär solsynkron nära polär omloppsbana på en höjd av 510 km (± 40 km). EROS-satellitbildsapplikationer är främst avsedda för underrättelseverksamhet, hemlandsäkerhet och nationell utveckling, men används också i ett brett spektrum av civila applikationer, inklusive: kartläggning, gränskontroll, infrastrukturplanering, jordbruksövervakning, miljöövervakning, katastrofinsatser, utbildning och simuleringar , etc. .
EROS A – en högupplöst satellit med pankromatisk upplösning på 1,9–1,2 m lanserades den 5 december 2000.
EROS B – den andra generationen av mycket högupplösta satelliter med pankromatisk upplösning på 70 cm, lanserades den 25 april 2006.
Kina Siwei
GaoJing-1 / SuperView-1 (01, 02, 03, 04) är en kommersiell konstellation av kinesiska fjärranalyssatelliter som kontrolleras av China Siwei Surveying and Mapping Technology Co. Ltd. De fyra satelliterna fungerar från en höjd av 530 km och är fasade 90° från varandra på samma omloppsbana, vilket ger 0,5 m pankromatisk upplösning och 2 m multispektral upplösning på en sträcka på 12 km.
Nackdelar
Eftersom den totala ytan på jorden på jorden är så stor och eftersom upplösningen är relativt hög, är satellitdatabaser enorma och bildbehandling (att skapa användbara bilder från rådata) är tidskrävande. [ citat behövs ] Förbearbetning, såsom bildborttagning , krävs ofta. Beroende på vilken sensor som används kan väderförhållandena påverka bildkvaliteten: det är till exempel svårt att få bilder för områden med frekvent molntäcke som bergstoppar. Av sådana skäl behandlas allmänt tillgängliga datauppsättningar av satellitbilder vanligtvis för visuell eller vetenskaplig kommersiell användning av tredje part.
Kommersiella satellitföretag placerar inte sina bilder till det offentliga och säljer inte sina bilder; istället måste man skaffa en licens för att använda deras bilder. Således försämras möjligheten att lagligt göra härledda verk från kommersiella satellitbilder.
Integritetsproblem har tagits upp av en del som vill inte få sin egendom visad uppifrån. Google Maps svarar på sådana problem i deras vanliga frågor med följande uttalande: " Vi förstår dina integritetsproblem... Bilderna som Google Maps visar skiljer sig inte från vad som kan ses av alla som flyger över eller kör förbi en specifik geografisk plats. "
Se även
externa länkar
- ESA Envisat Meris – 300m – den mest detaljerade bilden av hela jorden hittills, gjord av Europeiska rymdorganisationens Envisat Meris.
- Blue Marble: Next Generation – en detaljerad bild i sann färg av hela jorden.
- World Wind – en öppen källkod för 3D Earth-viewing-programvara utvecklad av NASA som har åtkomst till NASA JPL - databas
| Nationalbibliotek | |
|---|---|
| Övrig | |
