iqdepo // 5.3 A távérzékelési technika (Dimenzió #20)

                        5.3 A TÁVÉRZÉKELÉSI TECHNIKA

   A   távérzékelő  műholdak  műszerezettsége  alapvető  átalakulásban  van.
miközben  a legnépesebb civil felhasználói oldalon ebből ma még alig látszik
valami.  A  célszerű  műholdpályák  első  lépésben  kialakultak,  miközben -
hasonlóan  a hírközléshez - teljesen újak használati ötletei is felmerültek.
A változás szerteágazó, ezért tételes leltár helyett a trendeket meghatározó
jellegzetességeket igyekszem megmutatni.

   Mára  kialakultnak  tekinthető az alapvetőnek tűnő észlelésekben használt
elektromágneses  frekvencia  tartományok  csoportja, mivel a teljes spektrum
általános  viselkedése  hullámterjedési,  reflexiós,  emissziós  és  szórási
szempontból   mind   elméletileg,  mind  kísérletileg  kellő  mélységben  és
pontossággal   ismert.  Így  megalapozottan  állítható,  hogy  az  általános
monitorozási és felmérési feladatokra a már ma is használt frekvenciasávokat
használjuk a jövőben is. Ezek az optikai és a mikrohullámú tartomány. Ezeken
belül a konkrét mérési-észlelési sávbontás természetesen sok szempontból még
változik,  de  e  változások  nem  érintik  a legfontosabb néhány mérési sáv
tartós   használatát,   részben  a  földfelszín  általános  tulajdonságainak
(klorofil,   víz,   homok,   mészkő,   oxigén  és  nitrogén  stb.)  alapvető
változatlansága    miatt,    részben    az    időben   halmozódó   adatsorok
összevethetőségének  biztosítása  miatt. A pontosabb helyzet a következő. Az
optikai  sávban  a  látható, a közeli infravörös (NIR), a közepes infravörös
(MIR) és a távoli vagy hő-infravörös (ThIR) sávokat hosszú távon használjuk,
mivel  ezek  az egyik jó áteresztésű légköri "ablakba" esnek és a bioszféra,
az   élő   földfelszín   számos   jellegzetes  tulajdonsága  jól  mérhető  e
tartományban. Éppen e helyzet következtében a legtöbb műholddal kvantitatíve
nehezen   összekalibrálható   adatokat   szolgáltató  műholdak  műszerei  is
átalakulnak, kiegészülnek, spektrális felbontásuk változásai következtében a
jövőben  könnyebben  lehet  más  adatokkal együtt használni azokat (pl. SPOT
holdak  újabb  tipusa  [16]),  s  ez  gyorsítja  e műszer család adat szintű
szabványosodását.  Ezen  túlmenően  a  ma  használatos,  hullámhossz szerint
általában közepes és néhány kis (panchromatikus stb.) felbontásúnak minősülő
műszer   mellett  lassan  bővülni  fog  a  visszaszórt  illetve  kisugárzott
spektrumot  nagy  felbontással  kimérő  műholdas műszerek alkalmazása is. Ez
természetesen  az adatfolyam nagymértékű növekedésével jár, s ezért a közeli
jövőben  csak  különösen  indokolt  esetben  használják,  míg a későbbiekben
részben  az  adatátvitel  és  feldolgozás  további  gyorsulásával, részben a
fedélzeti  jelfeldolgozás további fejlődésével általánossá válik. Ugyanis az
így   nyert  adatokból  mindig  számítható  a  régebbi  és  mai  műszerekkel
összekalibrálható,   spektrálisan   közepes  felbontású  adat,  viszont  sok
szempontból   (klasszifikáció,   állapotfelmérés,   ma  még  nem  észlelhető
jelenségek  kimutatása)  a nagy spektrális felbontás előnyös. A mikrohullámú
tartományban  a mai helyzet az optikai sáv használatának '70-es években volt
helyzetéhez   hasonló.   Így   a  dm-mm  tartományban  különféle  műszereket
használnak még, s nem tekinthető kialakultnak sem a használt műszerek tipus-
választéka, sem a legcélszerűbb mérési frekvenciasávok csoportja. Az azonban
eldőlt,   hogy  a  mikrohullámú  tartomány  jól  használható  a  földfelszín
vizsgálatára.  E  téren  a  következő  évek  a  célszerű  mérési  sávok és a
legjobbnak mutatkozó műszer-tipusok kiválasztását hozzák meg. Az már eldőlt,
hogy  a  szintetizált  apertúrájú  radarok (SAR), az oldalra tekintő radarok
(SLAR)  és  valamilyen  szórásmérő, szóródásmérő (scatterometer), valamilyen
magasságmérő  (azaz a műhold és a felszín távolságát mérő műszer, altimeter)
bizonyosan  jól  használható.  Az is eldőlt, hogy éppen az antenna szintézis
műholdaknál  (és  esetenként repülőgépeknél is) jó minőségben megvalósítható
egyetlen  mozgó (azaz a műhold fedélzetén a felszín fölött átrepülő) antenna
jeleinek  nagypontosságú elektronikus összegzésével, s ennek következtében a
mikrohullámú  tartományban  is  kezelhető  méretű, pontosan kivitelezhető és
nagy  biztonsággal  üzemeltethető  antennával igen nagy térbeli felbontás is
elérhető.  A  fejlődés  két  irányban halad tovább: egyrészt e tartományokon
belül  minőségi  javulást  hozó  vagy  speciális  feladatot megoldó műszerek
megjelenése  továbbra  is  várható,  másrészt  e  két nagy tartományon kívül
működő  műszerek  is megjelennek, szintén speciális feladatok ellátására. Az
előbbiekre  kiemelten  fontos és a jövőt érdemben befolyásoló példa az, hogy
amerikai   katonai   felderítő   műhold   fedélzetén   neurális   hálózattal
egybeépített  érzékelőkkel  sikeres  munka  folyik  [15]. Az így nyert képek
felbontása  minden  eddigit  meghalad,  a földfelszíni emberi tevékenység az
űrből  jól  és  pontosan  követhető,  s  ez  az  észlelő műszer intelligens,
adaptív,  sok  mindenre  megtanítható.  Ezzel nemcsak a térbeli felbontás nő
meg,  most az optikai sávban, eddig elképzelhetetlen mértékben, hanem az sem
zárható  ki,  hogy  ez  a  műszer megtanítható az azonnali légköri korrekció
észlelési  folyamatban  elvégzésére, a légköri és felszíni eredetű jelrészek
szétválasztására  stb. Bizonyosan megtanítható azonnali klasszifikációra. Ez
a  speciális  új  műszer  az  adott  szempontokból  alapvetően  átalakítja a
távérzékelési  metodikát.  A  régi adatsorokkal a kompatibilitás biztosítása
szintén  csak  műszer-tanítási  kérdés  ez  esetben. Általános elterjedése a
technológia  korlátozott  hozzáférése,  a  ma  még  igen  nagy  költségek és
általános  biztonsági  vonzatai  miatt  kezdetben  lassú  lesz.  A  neurális
technika   általános   műholdas  távérzékelési,  űrkutatási  és  alkalmazási
felhasználása előtt is megnyílt ezzel az út.

   A   spektrális  felbontás  növekedése  mellett  a  térbeli  felbontás  is
növekszik,  amint  azt  a  neurális  technika  belépése  kapcsán említettem.
Általánosságban  azt mondhatjuk, hogy a térbeli felbontás célszerű fokozatai
lassan  letisztulnak.  A jövőben két-három féle kis, egy-két féle közepes és
három-négy  féle nagy felbontás általánossá válása várható. Ezek mellett lép
be  a  következő  években  az ún. civil alkalmazások területére is a katonai
alkalmazásokban már hosszabb ideje meglévő és növekvő extrém nagy felbontás,
amelynek  célszerű  értékei  a majd megszerzendő tapasztalatoktól és az ezek
kapcsán   elvégzendő   elméleti   vizsgálatoktól   függenek.  -  Az  időbeli
adatsűrűség, azaz az időbeli felbontás célszerű felső határa mai ismereteink
szerint    különösen    gyors   folyamatoknál   (meteorológia,   katasztrófa
monitorozás, katonai akció-irányítás stb.) sem fogja meghaladni a 10-30 perc
értéket.  Különleges  esetekben azonban egyre inkább mód lesz egy-egy kisebb
terület  átmeneti  'folyamatos'  figyelésére  is.  A  többi alkalmazásnál az
időbeli  adatsűrűség  lassan  közelíteni  fog a víz-vizsgálatban, növényzet-
vizsgálatban  szükséges napi egy adat biztosítása miatt technikai okokból az
egy  területről  napi  két  adat  biztosításához.  Ez kis térbeli felbontású
adatoknál  már  ma  is elvben megoldott. A nagyobb térbeli felbontású adatok
esetén  folyamatos  fejlődésben lassan érjük majd el. E lassabb fejlődés oka
kettős:  fel  kell  bocsájtani az ehhez szükséges nagy számú (egy-egy műhold
családban  darabszámra  tizes  nagyságrendű) műholdat, s a nagy adatátviteli
igények  miatt  a  műhold-Föld  adatmozgatásban és a földi adatfogadásban és
kezelésben lényeges fejlesztés szükséges. Ugyanakkor ezen a téren, amint azt
korábban  láttuk,  nincs  olyan  jellegű  zárt  szolgáltatói  piac,  mint  a
hírközlésben.  Így  a  fejlesztéshez  szükséges  tőke pusztán egyszerű piaci
meggondolásból nem jelenik meg e területen.

   A  műholdas adatrendszer eleve digitális adatfolyam, amelynek természetes
kezelési  és feldolgozási metodikája is számítógép-kompatibilis, pontosabban
más módon vagy fel sem lehet dolgozni adott célra, vagy adat-degradáció után
kisegítő  jellegű munkavégzésre használható. Így a műholdas adatok eleve GIS
kompatibilisek,   szemben   a   szokásos   légifelvételezéssel  és  felszíni
mérésekkel.  Ez  is  egyik sarkalatos oka annak, hogy fejlettebb országokban
már  ma  is, de a jövőben általánosan a felszíni és légi adatszolgáltatás az
eseti   kiegészítő   mérésekre  korlátozódik,  illetve  speciális  feladatok
megoldásánál  válik  szükségessé.  A  digitalizált, integrált adatrendszerbe
pedig  a  kiegészítő  adatokon  túlmenően  az  átmenet idején (világszerte a
közelmúltban  elkezdődőtt,  s  ma  zajlik)  az  ún. régi adatbázist kell még
bevinni.  Ez  egyébként  mind  az egyes országok működtetéséhez, mind a Föld
úgymond  menedzseléséhez szükséges. Mára igazolódott, hogy a műholdas adatok
nemcsak  minőségileg  jobbak a hagyományos (felszíni mérésekkel és légi úton
megszerezhető)    adatoknál,    hiszen    nagy   területeken   automatikusan
összekalibráltak  stb.,  hanem sokkal olcsóbbak is, s a megszerezhetőségüket
nem  érintik  olyan hatások, mint a biztonságos repülés időjárásfüggősége, a
nagy felbontás nem csökkenti az áttekintett terület nagyságrendjét, nem kell
ritkán  hasznosuló nagy apparátust fenntartani, az egyidejűséget nem gátolja
meg  eleve  a  repülések időbeni egymásutánisága stb. E folyamat világszerte
lejátszódik,  s  a  figyelmen  kívül  hagyása  automatikusan gyorsan növekvő
technikai elmaradást okoz az alkalmazási, hasznosítási területeken.

   Ebben   a   részben  még  további  fejlesztési-mérési  lehetőségekről  és
korlátokról  is  szót kellene ejteni, de ezeket a leggyakoribb felhasználási
terület következtében a 6.1 pontban említem meg.
Dimenzió #20

Csillagnézők

(csillagászattörténet, csillagászat, űrkutatás, fizika, asztrofizika)

Legnépszerűbb számunk

Legnépszerűbb cikkünk

Dimenziók
