ESAEducationHjemVejr og klimaGlobale forandringerNaturkatastrofer
   
Om Eduspace
Hvad er Eduspace?Hvilke værktøjer findes på siden?
Vælg dit sprog
Jordobservation
Hvad er telemåling?Telemåling i detaljer
Historisk udvikling
Kortlægning med satellit dataSatellitters kredsløbJordobservation
satellitter
Ressourcer
Multimedia
BilledgalleriVideogalleri
Services
Kontakt osSøg i Eduspace
 
 
 
 
 
printer friendly page
Et rekognosceringsfly
Historisk udvikling
 
Luftfotografering
 
Allerede under 1. Verdenskrig fløj rekognosceringsfly ind over fjendens styrker for at holde øje med deres bevægelser. Man monterede almindelige fotoapparater på flyvemaskinen, og det første jordobservationssystem var en realitet. På grundlag af fotografierne kunne man se fjendens lokalisering og vurdere dens styrke.

Under 2. Verdenskrig udvikledes teknikken yderligere. I forbindelse med planlægning af de allierede styrkers invasion i Normandiet (D-dag), anvendte man f.eks. flyfotos til kortlægning af bundforholdene langs kysten af hensyn til landgangsfartøjernes manøvrering. Ved at fotografere bølgerne tæt ved kysten kunne man måle deres bølgelængde i brændingen og dermed beregne vanddybden. Med infrarøde film blev man desuden i stand til at se den grønne vegetation særligt tydeligt og skelne den fra camouflagenet.

I 1960'erne udviklede man film, som var følsomme indenfor nye bølgeområder med henblik på at kortlægge forskellige arealtyper, herunder vegetation.

Samtidig begyndte andre telemålingsteknikker at gøre sig gældende. Man eksperimenterede med flybaserede radaroptagelser til kortlægningsformål. I 1960 opsendtes den første vejrsatellit, TIROS 1. Den forsynede US Weather Bureau med daglige billeder af skyernes udbredelse og markerede et stort fremskridt i vejrvarslingen.

Udviklingen i den ikke fotografiske telemålingsteknik tog fart efter opsendelsen af den første satellit beregnet til arealkortlægning i 1972, LANDSAT1. Den var udstyret med en ny type sensor, en multispektral scanner (MSS). Med denne nye teknik fik datamaterialet form som korologiske matricer, og udviklingen af metoderne til digital billedbehandling kom nu for alvor i gang.  
 
Satellite with multispectral scanner
Satellit med multispektral scanner. Den elektromagnetiske stråling fra et scanningsareal på Jorden måles af detektorer i forskellige kanaler
Multispektrale scannere
 
Scanneren er idag et vigtigt instrument i telemålingen. Den benyttes både på landjorden, i fly og i satellitter. Detektorerne inde i scanneren er indrettet til kun at indfange stråling indenfor bestemte kanaler. Der er forskel på antallet af kanaler, deres bredde og placering i spektret. Satellitterne er altså forskellige mht. spektral opløsning og er derfor egnede til forskellige kortlægningsformål.

Til højre ses en principskitse af en scanners indretning. Strålingen fra scanningsarealet på Jorden rammer et spejl. Herfra ledes den ind igennem et optisk filter, der adskiller forskellige bølgelængder. Til sidst rammer den opdelte stråling forskellige detektorer, som hver for sig måler mængden af stråling indenfor deres kanal. Resultatet af denne måling er et tal for strålingsmængden i hver kanal. Scanneren leverer altså digitale data. For hvert scanningsareal på Jorden leveres et tal for hver kanal. For hver kanal leveres en korologisk matrice. Betragtes tallene fra alle kanaler under ét, har man et mål for den spektrale signatur for det areal, som strålingen kom fra.

Spejlet reflekterer stråling fra et firkantet areal nede på Jorden. Størrelsen af scanningsarealet, den geografiske opløsning, afhænger af satellittens optik og er afgørende for, hvor mange detaljer satellitten kan se.

Satellitten roterer om sin egen akse og bevæger sig samtidig fremad i sin bane. For hver omgang, som satellitten roterer om sin egen akse scannes en ny linie nede på Jorden. En blænde-mekanisme sørger for, at der åbnes og lukkes for lyset i en bestemt rytme, så scanlinien opdeles i scanningsarealer. Der opsamles således data til en korologisk matrice. Tallene i matricen, de digitale data, transmitteres ned til jordstationer med almindelig radiokommunikation.

Nogle satellitter er udstyret med en lang række af sensorer monteret side om side vinkelret på satellitten bevægelsesretning. Hver sensor måler en pixel i en scanningslinie på Jorden. Linie for linie opbygges således en korologisk matrice. En sådan satellit roterer ikke om sin egen akse.

De mest avancerede millitære satellitter ser arealer på 10 gange 10 cm eller måske mindre. Hvor høj den geografiske opløsning egentlig er holdes hemmeligt. De giver mulighed for at se selv meget små detaljer, fx. personel, køretøjer og små installationer.

Vejrsatellitten METEOSAT har en opløsning på 5 gange 5 km. Her ses færre detaljer, men til gengæld kan man så overskue hele den ene side af Jorden på et enkelt billede.
 
 
Radarbillede af gletcheren Hubbard i det sydøstlige Alaska
Radarbillede af gletcheren Hubbard i det sydøstlige Alaska
Radar sensorer
 
Et radar sensor system er aktivt, i den forstand at det selv udsender den stråling, der benyttes til telemålingen. De passive sensorer er derimod afhængige af at modtage reflekteret sollys eller termisk infrarød emission.

En radarsensor sender impulser af energi ned mod Jordens overflade. En del af energien returneres som et ekkosignal. Styrken af det returnerede ekko vil afhænge af overfladens ruhed og dens hældning i forhold til radarstrålen. Ekkoets forsinkelse fortæller om afstanden til den reflekterende overflade.

Der kræves energi til udsendelse af radarimpulser, og det stiller store krav til energiforsyningen ombord i satellitten, som derfor bliver dyrere og vanskeligere at fremstille. Perspektiverne i radarteknikken er dog så interessante, at man investerer meget i den videre udvikling.

Radarstråling er langbølget og trænger derfor effektivt igennem atmosfæren. Det er en stor fordel, at man dermed er uafhængig af skydække og anden uklarhed i atmosfæren. Belysningsforholdene er også uden betydning, fordi satellitten selv udsender den nødvendige stråling. Man kan således optage om natten og i overskyet vejr. Optagelser med passive satellitter generes derimod af skydække, som spreder den synlige og nærinfrarøde stråling.

Radar sensor systemer bruges både fra fly og fra satellit. Radarbilleder viser bl.a. detaljerede terrænforhold. Hvis det samme område optages fra to forskellige synsvinkler (stereooptagelse), kan datamaterialet benyttes som grundlag for udarbejdelse af tredimensionelle fremstillinger af landskaber. Sådanne terrænmodeller benyttes fx. i styresystemerne i missiler, som selv kan finde vej frem til målet. Missilets styresystem kan sammenligne det landskab, som passerer forbi nedenunder, med den indlagte terrænmodel. På grundlag af denne sammenligning kan missilet automatisk navigere og krydse gennem landskabet frem til målet. Dataene kan også bruges til en række andre formål, f.eks. vurdering af konsekvenser af oversvømmelser.
 
 

 


 
 
 
   Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.