lab 3.doc

ERS – 1 (Earth  Resources Satellite 1)

- radarowy satelita komercyjny

- umieszczony na orbicie okołobiegunowej zsynchronizowanej ze słońcem przebiegającej na wysokości 785 km

- przeznaczony do badań oceanów i wód przybrzeżnych, dokonuje obserwacji lądów

- pierwszy satelita Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), ma którym zainstalowano radiolokator SAR, wysokościomierz radarowy oraz narzędzia do pomiaru temperatury powierzchni oceanu i wiatrów na morzu

- czujnik SAR satelity ERS-1 działał w paśmie C (ok. 5,6 cm długości fali) i pozyskiwał dane w pasie o szerokości 100 km, o rozdzielczości 25 m i polaryzacji VV

- na pokładzie zainstalowane aktywne sensory mikrofalowe, które będą w stanie  pozyskiwać  informacje ze względu na porę dnia i warunki meteorologiczne

- w zakresie radiowym wyposażony w 4 instrumenty; 3 pracują na fali C (5.3 GHz), 1 wysokościomierz na fali K (13.8 GHz)

Interferometria radarowa InSAR

istota: odbiór cech radarowych  niezależnie przez dwie anteny

Interferotogram

Tworzony przez uzyskane z interferometrii radarowej dwa obrazy radarowe, w których każdy piksel zawiera informacje o amplitudzie i fazie zarejestrowanego echa.

Zawiera różnice faz odpowiadających sobie pikseli obu obrazów; zawiera informacje przestrzenne o obiekcie – podstawa do pomiarów wysokościowych i budowy numerycznego modelu  pokrycia terenu (NMPT) oraz numerycznego modelu terenu (NMT)

Produkty interferometrii radarowej

- Obraz radarowy, zwykle ortorektyfikowany - ORI (tj. doprowadzony do projekcji kartograficznej) 
Typowy piksel takiego obrazu to 1,25 m, a dokładność sytuacyjna (pozioma) 2,0 m

- Numeryczny Model Pokrycia - NMP 
Typowa dokładność wysokościowa (wg standardu Intermap): 
błąd średni: 0,5-1,0 m  (pasmo X), 
błąd średni: 3,0 m   (pasmo P)

Zawiera  informację o wysokości powierzchni terenu wraz z obiektami "wystającymi" ponad tę powierzchnię

- Numeryczny Model Terenu - NMT 
Typowa dokładność wysokościowa (wg standardu Intermap): 
błąd średni: 0,7-1,0 m  (pasmo X), 

Metody generowania NMT z obrazów radarowych

- Metoda interferometrii radarowej – InSAR

Polega na obrazowaniu powierzchni terenu w zakresie mikrofalowym (radarowym) z pułapu lotniczego lub satelitarnego. Uzyskane dane poddawane są bardzo złożonej obróbce pozwalającej otrzymać przestrzenny obraz terenu. Metoda przydatna do opracowania NMT na dużych obszarach.

DOKŁADNOŚĆ – 10 m

- Metoda dInSAR

Interferometria różnicowa; obrazowanie interesującego nas obszaru dwa lub więcej razy, w różnym czasie – każde obrazowanie dostarcza interferogram. Różnicowa interferometria opiera się na różnicy takich interferogramów; pozwala wychwycić zmiany wysokości terenu na poziomie milimetrowym.

Automatyczna korelacja obrazów

Automatyczne odnajdywanie na zdjęciu fragmentów, które mają  największy stopień podobieństwa do przyjętego wzorca;  polega na automatycznym zidentyfikowaniu na dwóch przetworzonych obrazach cyfrowych tworzących stereogram odpowiadających sobie punktów – punktów homologicznych, obliczeniu i zapisie współrzędnych przestrzennych X,Y, Z w układzie odniesienia -  w wyniku tego otrzymuje NMPT, poprzez eliminacje pokrycia terenu uzyskujemy NMT

Automatyczne wyszukiwanie i pomiar pkt. homologicznych na dwóch lub więcej obrazach (ABM FBM, RM)

Układ UTM (Universal Transverse Mercator)

- stosowany dla map topograficznych

- tworzy system meldunkowy dzieląc każdą z południkowych stref na czworoboki sferyczne, każdy o wysokości 8o szerokości geograficznej

- czworoboki te identyfikuje się poprzez kod cyfrowo-literowy np.34 U; każdy z tych czworoboków dzieli się dalej na kwadraty o boku 100 km

- elipsoida WGS-84

- skala liniowa: m0 = 0.9996, zniekształcenia liniowe:  40 cm/km

- współrzędne punktów początkowych układów współrzędnych prostokątnych w każdym pasie: E = 500 km, N = 0 km

Efekt layover:

Obraz nie jest geokodowany i nie ma usuniętych wpływów deniwelacji terenu na radiometrie;  zachodzi gdy wiązki radaru docierają do szczytu, zanim wiązka dotrze do podnóża szczytu.                   Sygnał zwrotny ze ‘szczytu’ zostanie odebrany przed sygnałem z ‘podnóża’. W rezultacie szczyt jest przesuwany w kierunku radaru z jego rzeczywistej pozycji na ziemi i „kładzie się” na podnóże; polega na tym, że kolejność elementów na radarze jest odwrócona niż na powierzchni, w strefach layover, naprzeciwko oświetlenia radaru pojawiają się jasne rysy na wizerunku ze względu na niski kąt padania

Efekt foreshortening:

Odnosi się do wizualnego efektu lub złudzenia optycznego, że obiekt lub odległość wydaje się krótsza niż w rzeczywistości ponieważ jest pod katem do widza.

Cień radarowy:

Strefa występuje gdy wiązki radaru nie są w stanie oświetlić powierzchni gruntu; teoretycznie  jest równa minimalnemu zasięgowi radaru, a w praktyce zależy od wysokości anteny radaru i jej usytuowania