Képek az űrből

A kémműholdaktól a jármű-navigációig címmel tartott előadást Mucsi László, az SZTE TTK Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszékének egyetemi docense az ME Szegeden.

Az előadás a műholdas távérzékelés történetét, technikai fejlődését mutatta be látványos űrfelvételek segítségével. A fizikai alapok bemutatása után megismerkedhettünk titkos kémműhold-felvételekkel, majd meteorológiai, földi erőforrás-kutató programokkal és alkalmazásaikkal. Eddig nem látott űrfelvételeken keresztül pillanthattuk meg a műholdas távérzékelés új irányzatait: a hiperspektrális és a 1 méternél jobb felbontást nyújtó rendszereket. Az űrfelvételek számos gyakorlati alkalmazása (városökológiai, geomorfológiai, ár- és belvíz térképezési, termésbecslés stb.) mellett méréseket láthattunk multispektrális és hőkamerás kamerákkal. A képalkotó rendszerek után a globális helymeghatározó és navigációs rendszerről esett szó.

Távérzékelés

Mindenki, aki jól lát, távérzékel. Érdekes kérdés, hogy milyen mechanizmusok vezérlik a látást. Másik kérdés, hogy tudjuk-e pontosan, mit látunk. Például a különbözo növények zöld színtartománybeli reflektanciája csak nagyon kis mértékben tér el egymástól. Ezért nem tudjuk megkülönböztetni szabad szemmel a zöld növényeket olyan nagy pontossággal. A növényzet esetében a zöld színtartományban viszonylag kicsi a reflektancia, ám az infravörös tartományban megugrik ez az érték. A reflektancia százalékban kifejezve azt jelenti, hogy a beérkezett összenergia-mennyiséget az adott elektromágneses tartományban milyen mértékben veri vissza az adott felület. A vízfelületek csak a látható fénytartományban reflektálnak valamilyen szinten (5-10 százalékos reflektanciaértékkel), míg az infravörös tartományban a vízfelületek elnyelők.

A távérzékelés szempontjából természetesen nagyon fontos, hogy az adott értéket pontosan lehessen mérni. Ha műholdas berendezéseket használunk, akkor az is fontos, hogy a visszavert energia elérjen a több száz vagy több ezer kilométer magasban keringő műholdak fedélzetére. Nem mindegy, hogy mennyi az adott hullámhossztartományban visszavert elektromágneses sugárzás energiája. Grafikonokon azt is láthattuk, hogy az atmoszféra milyen mértékben engedi át ezeket a sugárzásokat. Atmoszférikus ablakoknak nevezzük azokat a tartományokat, ahol a légkör átengedi az adott elektromágneses sugárzást. A távérzékelésen belül sokféle felbontásról beszélhetünk, mint például az időfelbontásról, ami azt fejezi ki, hogy hány percenként készít az adott berendezés ugyanarról a területről képeket. A geometriai felbontás azt ábrázolja, hogy mekkora az a terület, amiről a berendezés egy információt be tud gyűjteni.

Műholdak

Az úgynevezett geostacionális műholdak a Föld felett 36 ezer kilométer magasan keringenek. Innen a műhold mindig pontosan ugyanazt a területet látja, mert a Földdel megegyező a keringése. Ezek a képek a mindenapjainkból is ismeretesek; a híradókból, időjárás-jelentésekbol. A másik nagy csoport a poláris pályán keringő meteorológiai műholdak. Ezekkel a műholdakkal fedezték fel például a Déli-sark feletti ózonrétegnek a kivékonyodását, mely az ultraibolya-sugárzás káros hatását eredményezi.

1999 körül a mai polgári alkalmazásban szerencsére elértük azt a technológiai szintet, amely a hatvanas években jellemezte a katonai kémkedést. Ahhoz, hogy ezt a technológiát szabadon meg lehet vásárolni, körülbelül negyven évnek kellett eltelnie. Az előadáson szinte térképként láthattuk Gyula belvárosát egy hétszáz kilométer magasból készült felvételről. A hőtartományú távérzékelés szintén sokféleképp alkalmazható. A prezentált képeken többek között a felszíni hőmérsékletet lehet kimutatni, de például hurrikánok kialakulása vagy az El Nino jelenség is rendkívül jól látszik az ilyen felvételeken. Érdekes, hogy ma már nemcsak a műholdas távérzékelésben valósítható meg a hőtérképezés, hanem az orvostudományban is használatos.

A GPS

A helymeghatározás néhány egyszerű alkalmazása közé tartozik a globális helymeghatározó rendszer, ami egy űrprogram révén jött létre igen nagy beruházással, és ma már az interneten elérhető. Tíz nap alatt a Föld teljes területérol elkészült a kép, általában 90 méteres felbontással (az USA-ban harminc méteres felbontással). Kissé pontosítva ez azt jelenti, hogy harmincszor harminc méteres területre egy magassági adat áll rendelkezésre. Biztosítva ezzel a Föld teljes domborzatmodelljét! Ez hatalmas eredmény a tudományban, mert nincs még egy adatbázis, amely ilyen pontossággal, ilyen felbontásban bárki rendelkezésére állna.

A GPS helymeghatározó rendszerrel háromdimenziós helyzetmeghatározást, időmérést és sebességmérést végezhetünk földön, vízen vagy levegőben. Pontossága jellemzően méteres nagyságrendű, de differenciális mérési módszerekkel akár milliméter pontosságot is el lehet érni, valós időben is. Előnye, hogy a helymeghatározás nagy magasságban keringő műholdak segítségével történik, így a rendszer folyamatos mérési lehetőséget biztosít.

N.A.G.
Forrás: Szegedi Egyetem