Satellittbilder: Hvordan fungerer det og hva brukes det til?

De første bildene tatt fra verdensrommet var fra suborbitale flyreiser på 1940-tallet, og det første satellittbildet ble tatt i 1959 av Explorer 6. Satellittbildebehandling er bruk av satellitter for å samle inn data om Jorden via bane rundt satellitter eller fly i svært høy høyde.

Satellittbilder har kommet langt siden den gang. Det er nå over 2000 satellitter i bane rundt jorden, og mange forskjellige typer med forskjellige evner. Satellittbilder har bruk i meteorologi, bevaring, geologi, jordbruk, kartografi, utdanning, etterretning, krigføring og mer.

Denne artikkelen vil dekke noe av teknologien bak satellittbilder, hvordan den fungerer og hva den kan brukes til.

Hvordan fungerer satellittbilder?

Satellittbilder er et bredt emne. Det finnes forskjellige typer sensorer og forskjellige metoder for å hente satellittbilder. Her er noen av måtene satellitter og deres sensorer kan variere på.

Passiv vs. Aktiv sensing

Det er to brede kategorier bildesatellittes sensorer. Dette er aktive sensorer og passive sensorer. Passive sensorsatellitter samler inn data om jorden via elektromagnetisk stråling som sendes ut av solen og reflekterer fra jorden. På den annen side avgir aktive sensorsatellitter sin egen stråling og analyserer den når den reflekteres tilbake til satellitten.

Sensoroppløsning

Som et vanlig kamera, annen satellitt sensorer har forskjellige evner. Hver sensor vil ha en viss romlig oppløsning. Dette er i utgangspunktet hvor mye område som er i stand til å bli fanget av sensoren om gangen, eller hvor mange og hvor små pikslene den har. Noen sensorer er i stand til å fange en oppløsning på opptil 0,31 meter i kvadrat per piksel, selv om de fleste ikke har en oppløsning som er så fin.

Husk at satellitter hele tiden er i bevegelse. Det betyr at for å ta bilder av et bredt område, må sensoren enten bevege seg eller det må være en rekke sensorer. For eksempel, hvis satellitten kretser nord-mot-sør, kan den ha en sensor eller et speil som beveger seg i motsatt retning for å "skanne" et bredere område når den beveger seg.

Den spektrale oppløsningen er derimot hva slags lys sensoren kan fange. Ulike strukturer på jorden reflekterer elektromagnetisk stråling forskjellig, og det er det som gjør at satellitter kan være så nyttige. Elektromagnetisk stråling inkluderer synlig lys (som vi ser gjennom øynene våre), infrarødt og ultrafiolett lys. For eksempel reflekterer snø all stråling ganske sterkt, mens tett vegetasjon vil absorbere mye rødt lys, men avgir infrarødt lys.

På denne måten vil en satellitt med sensorer som kan fange synlig og infrarødt lys kunne skille mellom forskjellige miljøer på planets overflate. Men dette er ikke alle satellitter som er i stand til å gjøre.

I motsetning til normale kameraer har satellitter også tidsoppløsning. Dette refererer til hvor lang tid det er mellom bilder for et bestemt sted. Hvis en satellitt brukes til å overvåke et bestemt område, vil det ta et visst antall timer for satellitten å nå det stedet over jorden igjen.

Så du kan se at satellitter er høyspesialiserte utstyr. Hver satellitt vil bli produsert med tanke på en spesifikk oppgave (eller flere oppgaver).

Bildebehandling

På grunn av jordens størrelse, bildesensors beskaffenhet og det rene volumet av bilder som må tas, kreves bildebehandling for å lage nyttige bilder.

Et eksempel er bildesøm. Uansett sensorstørrelse, for å ta bilder med høy oppløsning av store områder, må det tas flere bilder. Disse må da "syes" sammen (heldigvis gjør programvaren dette nesten sømløst nå) for å skape et enkelt, større bilde.

På grunn av stråling har satellittbilder ofte gjenstander som striper eller striper. Avstripping av bilder er prosessen med å fjerne disse for å skape bedre bilder.

Avhengig av bruken av bildene, kan det hende at enkelte regioner må avbildes på nytt, avhengig av skydekke eller andre hindringer for skuddet. Det er her timelig oppløsning kommer inn, og hvorfor det kan kreve tusenvis av timer med å sile gjennom bilder for å lage et ideelt kart over et område.

Hva brukes satellittbilder til?

Som vi nevnte, har satellittbilder et bredt spekter av bruksområder. Disse inkluderer kartografi og navigering, byplanlegging, værforutsigelse, økologisk overvåking og militær overvåking. Tre av de vanligste bruken av satellittbilder er forklart nedenfor mer detaljert.

Bilder og kart

Det mest kjente eksemplet på satellittbilder er sannsynligvis Google Earth. Du kan enkelt bruke dette verktøyet til å se ditt eget hjem. Mange andre organisasjoner har også utviklet seg satellittbildedatabaser som er samlet i brukbare kart. Dette kan resultere i muligheten til å zoome inn til et visst detaljnivå hvor som helst på planeten.

For å lage kart, må bilder med høy oppløsning tas i mange høyder for hvert sted. Dette inkluderer både satellitt- og luftfotografering. Sofistikert programvare brukes til å "blande" høydene inn i hverandre når du zoomer inn på kartet.

Endre deteksjon

Satellitter er i stand til å spore endringer i et gitt område av jordoverflaten. Et godt eksempel er polarområdene. Satellitter er ikke bare i stand til å spore hvor mye is som er tilstede til enhver tid (via synlig og infrarødt lys refleksjon), men er også i stand til å produsere topologiske kart over bakken for å måle høydeforandringer i polar is.

Værforutsigelse

Har noen gang sett på værmeldingen eller brukte en vær-app? Du kan takke satellitter for det.

Satellitter har sensorer som er i stand til å fange visse bølgelengder av infrarødt lys og kan få informasjon om varmenivået.

Kombinert med synlig lysbilder, kan satellitter ta et nesten fullstendig bilde av værsystemer. Dette er fordi synlig lys gir informasjon som kanskje ikke er tilgjengelig via infrarød som tåke (som er veldig nær temperaturen i landet under den).

Varmebehandling er også tilgjengelig om natten (når synlig lys ikke er tilgjengelig). Dette er viktig for værforutsigelse fordi forskjellige typer værsystemer har forskjellige varmesignaturer (for eksempel skytyper).

Geostasjonære satellitter er i stand til å holde øye med en bestemt region fra veldig høy høyde. De gjør dette ved å bane jorden med samme hastighet som jorden snurrer. Disse gir mest mulig informasjon du ser på værmeldingen. Den andre slags værsatellitt er i bane rundt og kan bare avbilde et område to ganger om dagen, men gir mye høyere oppløsning.

Å kombinere informasjon om varme og reflektert lys muliggjør analyse av skysystemer, forurensning, brann, storm, overflatetemperatur og mer.

Satellite Imaging: A New Era of Science

Med fremkomsten av satellittbilder kunne forskere observere jorden på et nytt detaljnivå som tidligere var utenkelig. Med lett tilgang til verdensomspennende bilder på tvers av lysspekteret ble studiet av værmønstre og økologiske mønstre mye mer sofistikert.

Men all ny teknologi kommer også med en farlig side. Satellittbilder er uunnværlig for moderne militaristiske anstrengelser, inkludert overvåking av utenlandske stater eller planleggingsstrategier.

Vi håper denne artikkelen har lært deg noe du ikke visste om hvordan bildesatellitter samler bilder!

Hvordan er forskjellige typer digitale kamerasensorer forskjellige?

Digitalkamerasensorer varierer betydelig. Slik er de forskjellige og hvordan forskjellige sensorstørrelser påvirker bildekvaliteten.

Les Neste

Om forfatteren