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1 大奇迹 - 遙感 - 改變世界的技術

1 大奇迹 - 遙感 - 改變世界的技術

有人說:一個人從1歲活到80歲很平凡,但如果從80歲倒着活,那麼一半以上的人都可能不凡。

生活沒有捷徑,我們踩過的坑都成為了生活的經驗,這些經驗越早知道,你要走的彎路就會越少。 

1 大奇迹 - 遙感 - 改變世界的技術

雷達和雷射不再像幾十年前那樣,像科幻電影般令人歎為觀止。自科學向前邁出了一大步以來,這些創新已被廣泛用作遙感中的傳感器類型。随着時間的推移,遙感技術在人類生活的各個領域得到了應用。農民每天都受益于各種遙感衛星。許多重要決策都基于來自 RADARSAT、TerraSAR-X、SRTM、EOS、ERS、Sentinel、LANDSAT 等的資料。

什麼是主動遙感?

主動遙感存在兩種主要類型的遙感,根據用于探索物體的信号源分類,分為主動與被動。有源遙感儀器使用自己的發射源或光源運作,而無源遙感儀器依賴于反射源。輻射也因其波長而有所不同,分為短波長(可見光、近紅外、中紅外)和長波長(微波)。

1 大奇迹 - 遙感 - 改變世界的技術

主動遙感儀器

遙感中的每個有源傳感器将其信号引導至物體,并檢查接收到的數量。大多數裝置都使用微波,因其相對不受天氣條件的影響。主動遙感技術的不同之處在于傳輸的内容(光或波)以及确定的内容(如:距離、高度、大氣條件等)。

雷達是一種協助測距無線電信号的傳感器。它的特點是天線發射脈沖。當雷達主動遙感中的能量流遇到障礙物時,會在一定程度上散射回傳感器。根據其數量和行駛時間,可以估計目标的距離。雷射雷達用光确定距離。雷射雷達主動遙感意味着傳輸光脈沖并檢查檢索到的數量。通過将時間乘以光速來了解目标位置和距離。雷射高度計使用雷射雷達測量高度。測距儀器通過不同平台上的一個或兩個相同的裝置互相發送信号來估計範圍。探測器通過發射脈沖垂直研究天氣狀況,以防其屬于活動類别。散射儀是測量反射(反向散射)輻射的特定裝置。

應用和好處

除了多種實作方式外,有源遙感器對研究條件基本沒有限制。主動型遙感系統在一天中的任何時間都可以充分發揮作用,因不需要陽光,并且相對獨立于大氣散射。各種類型的遙感技術在科學分支和更實際的行業中都有應用。航天飛機雷達地形任務收集了地球的高程資料。天空中的雷射雷達主動遙感有助于建構地球表面的數字模型。

用遙感儀器擷取的資料服務于農業家和林務員,且對于海洋科學和救援任務中難以到達的地方至關重要。測深儀有助于開發具有濕度、降水、溫度垂直剖面的天氣預報。

什麼是被動遙感?

與有源傳感器不同,遙感中的無源傳感器不會将其自身的能量流線化到研究對象或表面。被動遙感依賴于目标反射的自然能量(太陽光線)。是以,隻能在适當的陽光下使操作,否則不會有任何反射。

被動遙感采用多光譜或高光譜傳感器,通過多個波段組合測量擷取的數量。這些組合因通道數(兩個波長或更多)而異。波段範圍包括人類視覺範圍内和以外的光譜(可見光、IR、NIR、TIR、微波)。

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被動遙感裝置

最流行的被動遙感裝置是各種類型的輻射計或光譜儀。儀器名稱清楚地表明其測量的内容:

● 光譜儀區分和分析光譜帶。

● 輻射計确定物體在特定波段範圍内(可見光、紅外、微波)發射的輻射功率。

● 分光輻射計在幾個波段範圍内找出輻射的功率。

● 高光譜輻射計與遙感中使用的最精确類型的無源傳感器一起工作。由于極高的分辨率,它可以區分可見、近紅外和中紅外區域内的數百個最終窄光譜帶。

● 成像輻射計掃描物體或表面以再現圖像。

● 測深儀垂直感覺大氣狀況。

● 加速度計檢測每機關時間的速度變化(例如,線性或旋轉)。

被動遙感的應用和優勢

在遙感無源傳感器的示例中,Landsat 無疑是最持久的地球觀測任務。它監測了我們的星球并記錄了獲得的資料,使我們能夠分析它在 40 年内的變化方式。該任務的最大優點是資訊對公衆開放,解釋适用于地質、測繪、生态、林業和農業、海洋科學、氣象學等。

在農業中,遙感利用植被的反射特性,對其進行測量,并通過植被指數評估作物健康狀況。因為植被指數的特定值與特定生長階段的特定物種相關。EOSDA 作物監測 應用程式可幫助全球農業企業管理其日常任務,以及檢查田地狀況并保持其上的健康植被。

什麼是微波遙感?

微波傳感的分類包括有源和無源兩種類型,并根據發送和接收信号或僅接收的原則。差別在于波長。在這種特殊情況下,它從 1cm 到 1m 不等。與較短的波長不同,它們幾乎可以突破任何大氣條件,但大雨除外。它們對氣溶膠不敏感,幾乎可以在任何天氣和任何時間進行監測。

無源微波遙感

被動微波傳感檢查目标的微波發射,像輻射計或掃描器這樣的無源傳感器可以區分自然能量并記錄下來,不同之處在于它的天線特别檢測微波,而不是其他更短的波。該方法使專家能夠通過與輻射量的某些相關性來了解目标的溫度和濕度,這種類型的傳感器檢測到的能量被發射、傳輸或反射。

該方法為氣象、水文、農業、生态學、海洋學等許多分支提供資料。特别是,它使科學家能夠檢查土壤水分、大氣水和臭氧濃度,區分石油洩漏和解決水污染問題。

有源微波遙感

有源微波傳感器将自己的信号輻射到目标并檢查反彈量。不同目标的不同後向散射特性以及傳播時間,可以勾勒出它們的輪廓并找出距離,了解信号往返的時間。該數量還取決于照明角度和表面平整度/粗糙度。這種裝置最典型的例子是雷達(使用微波)。此類别中基本的兩種遙感類型是:

● 成像(二維,例如雷達);

● 非成像(線性,例如高度計或散射計)。

該技術特别有利于飛機/航天器工業、海洋科學和氣象學,僅舉幾例。

地球觀測:用于多種用途的可靠資料

遙感衛星在既定的時間間隔内圍繞我們的星球旋轉,提供幾乎實時的資料并記錄下來。獲得的資訊不僅可以分析事物的目前狀态,還可以分析曆史背景。這些技術發現滋養了科學研究,并促進了人們在許多領域的日常活動,無論是實踐的還是理論的,享受多種應用程式和好處,還有很多發現。