Направление движения

Воспроизведение

Ветер

Дорога

Съемка

.Рис. 11.53. Влияние вариаций в положении самолета:

.а -эффект тангажа, б - эффект высоты полета, jb - эффект рысканья {16\

Рис. 11.54. Результирующая область охвата Земли сканером при различных нарушениях ориентации самолета:

а - теоретическое неискаженное изображение, б - тангаж, в - линейное изменение скорости, г ~ крен, д - линейное изменение крена, е - рыскание, ж - линейное изменение рысканья, з - высота, и - линейное изменение высоты, к - линейное изменение тангажа или скорости \16]

бражение показано на рис. 11.54. Математическая формулировка, описывающая эти изменения в изображении, достаточно сложна и здесь рассматриваться не будет. Однако результаты математических формулировок приведены в графической форме на рис. 11.55-11.58. Заметим, что отклонения от идеального изображения монотонно увеличиваются при увеличении переменных каждого из изменений. В большинстве самолетных сканирующих систем эффекты крена компенсируются электронным регулированием начала каждой строки сканирования в окончательных изображениях. Однако искажения, обусловленные тан-гажом и рысканьем, обычно не компенсируются. Изменения, вызванные тангажом, часто маскируются из-за перекрытия соседних строк сканирования в изображениях сканера. Однако искажения, обусловленные рысканьем, обычно присутствуют в изображениях, если только сканер не установлен на стабилизированную платформу самолета. В спутниковых изображениях эти параметры тщательно контролируются и не вызывают серь-,€зных затруднений. .100

12,2 (40)

20 40 60 Угол сканирования в (°)

Рис. 11.55. Смещение вдоль оси X на местности, обусловленное изменением рысканья (йф) [16\

oZe = l2,2M(40 футов) с/2с = 9,1м(30футов)

/ dZc = 6,lM (20 футов) dZc = 3,0M футов)

20 40 60 Угол сканирования 9 (°)

Рис. 11.57. Смещение вдоль оси Y на местности, обусловленное изменением высоты полета

(Zc-Z;) = 3,05km (10 ООО Футов) (Zc-Z;) 1.52км

(5000 футов) (Zc-Zj)= 0,76 км футов)

(2c-Zy) = 0,3lKM (1000 футов)

0,2 0,4 0,6 Изменение тангажа dtpC)

Рис. 11.56. Смещение вдоль оси X на местности, обусловленное изменением тангажа (d(p) [16]

20 40 60

Угол сканирования б (")

Рис. 11.58. Смещение вдоль оси Y на честности, обусловленное изменением •срена (da) [16]

Фотографические системы

Часто фотографические системы считаются родоначальниками систем дистанционного зондирования благодаря тому, что технология дистанционного зондирования по существу возникла в науке как интерпретация фотографий. Действительно, многие характеристики системы дистанционного зондирования, использующей многоспектральный сканер, одновременно встречаются в оптических и, в некоторой степени, детекторных узлах фотографической системыДВ фотографической системе пленка выступает в роли детектора, а объективы, фокусирующие изображение на плоскости пленки, - в роли оптической системы. Фотографическая система - кадровая система: все данные об изображении получаются одновременно. Пленка, используемая в фотографической системе как детектор, по сравнению с много-

Оптическая ось

Проектируемый элемент разрешения сцены,изоб-- ражение на фотопленке, площадь = /lCos8

Площадь апертуры Да

Расстояние dот элемента разрешения Сцены до объектива Н

Высота камеры над поверхностью Земли(Hj

спектральной сканерной системой имеет дополнительное ограничение, а именно, относительно ограниченный спектральный диапазон Однако по сравнению с многоспектральньщи сканер-ными системами фотографические системы характеризуются очень высоким пространственным разрешением Как уже было; отмечено в гл. I, дешифрирование как наука о классификации и анализе фотографических изображений - это хорошо развитая технология.,Так же хорошо развита фотограмметрия, подчеркиваюшая геометрические аспекты, иногда называемые метрическими, в анализе изображений.. Эта высоко развитая технология, а также относительно низкая стоимость фотографических систем по сравнению с многоспектральными сканерными системами способствует широкому использованию ее в дистанционном зондировании.

Оптическая система. Оптическая часть фотографической системы предназначена для формирования покадрового изображения, и поэтому ее поле зрения относительно большое по сравнению с мгновенным полем зрения построчнопря-молинейного сканера. Поле зрения некоторых фотографических систем может достигнуть 80° и больше. Хотя для вьшолнения приближенных вычислений, касающихся оптики фотографической системы, могут быть применены формулы, используемые для системы простого объектива, описанного в разд. П.З, фактически используемые объективы состоят из множества элементов, поэтому точные определения поля зрения и пределов разрешения довольно-сложны и обычно выполняются на цифровых ЭВМ [17]. Однако некоторые простые геометрические эффекты в системах фотографических объективов могут стать понятными из рис. 11.59. Предположим, например, что камера предназначена для, получения изображения размером 0,23X0,23 м. Желательно, чтобы поле зрения было 60°, тогда, используя уравнение на рис. И.Юр, делаем вывод, что для получения на пленке изображения такого формата нужен объектив с фокусным расстоянием 0,20 м. Эти вычисления предполагают ровную плоскость пленки. В действительности плоскость пленки, высококачественных аэрофото-102

,Проектируемая площадь = Ag cos в Площадь элемента на местности Ag

Рис. 11.59. Угловая зависимость простой фотографической системе