Черноводная река Суванни
В болотистой местности штата Джорджия, к северу от границы с Флоридой, находятся верховья реки Суванни. Из-за своих темно-коричневых вод, насыщенных растворенными органическими веществами, Суванни относят к черноводным рекам (blackwater river). В отличие от других черноводных рек, Суванни сохраняет свой темный цвет на протяжении всего 400-километрового пути к морю.
Когда река наконец встречается с Мексиканским заливом, из космоса видно завораживающий темный шлейф речных вод, резко контрастирующий с глубоким синим цветом вод Мексиканского залив. Это смешение речной и морской воды хорошо видно на снимке, сделанном Landsat 8 20 февраля 2015 года.
#снимки #вода
В болотистой местности штата Джорджия, к северу от границы с Флоридой, находятся верховья реки Суванни. Из-за своих темно-коричневых вод, насыщенных растворенными органическими веществами, Суванни относят к черноводным рекам (blackwater river). В отличие от других черноводных рек, Суванни сохраняет свой темный цвет на протяжении всего 400-километрового пути к морю.
Когда река наконец встречается с Мексиканским заливом, из космоса видно завораживающий темный шлейф речных вод, резко контрастирующий с глубоким синим цветом вод Мексиканского залив. Это смешение речной и морской воды хорошо видно на снимке, сделанном Landsat 8 20 февраля 2015 года.
#снимки #вода
Геометрия радарной системы
На рисунке 1️⃣ показаны параметры, которые чаще всего используются для описания геометрии сбора радарных данных. Угол обзора радарной системы (look angle) — это угол от надира до точки интереса на земле. Угол падения (incidence angle) — это угол между падающим на землю лучом радара и нормалью к земной поверхности в точке падения. В случае воздушной съемки над плоской поверхностью угол падения приблизительно равен углу обзора. При радарной съемке из космоса угол падения немного больше угла обзора из-за кривизны Земли (рисунок 2️⃣). Кроме того, угол падения зависит от рельефа местности (рисунок 3️⃣). Фактически, в каждой точке земной поверхности, куда падает луч радара, имеется свой угол между направлением луча и нормалью в этой точке — местный угол падения (local incidence angle). Угол падения и местный угол падения одинаковы только в случае ровной местности.
Пространственное разрешение радара контролируется двумя независимыми параметрами системы зондирования: длительностью импульса и шириной луча антенны. Длительность импульса — это промежуток времени, в течение которого антенна излучает импульс энергии. Длительность импульса сигнала определяет пространственное разрешение в направлении направлении дальности (range). Ширина луча антенны определяет разрешение в направлении полета, или в азимутальном направлении (azimuth). Дальше мы рассмотрим каждый из элементов, управляющих пространственным разрешением радара, по отдельности.
Источник рисунков 1 и 3: Synthetic Aperture Radar Polarimetry. Chapter 1. Synthetic Aperture Radar (SAR) Imaging Basics.
Источник рисунка 2: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
#основы #SAR
На рисунке 1️⃣ показаны параметры, которые чаще всего используются для описания геометрии сбора радарных данных. Угол обзора радарной системы (look angle) — это угол от надира до точки интереса на земле. Угол падения (incidence angle) — это угол между падающим на землю лучом радара и нормалью к земной поверхности в точке падения. В случае воздушной съемки над плоской поверхностью угол падения приблизительно равен углу обзора. При радарной съемке из космоса угол падения немного больше угла обзора из-за кривизны Земли (рисунок 2️⃣). Кроме того, угол падения зависит от рельефа местности (рисунок 3️⃣). Фактически, в каждой точке земной поверхности, куда падает луч радара, имеется свой угол между направлением луча и нормалью в этой точке — местный угол падения (local incidence angle). Угол падения и местный угол падения одинаковы только в случае ровной местности.
Пространственное разрешение радара контролируется двумя независимыми параметрами системы зондирования: длительностью импульса и шириной луча антенны. Длительность импульса — это промежуток времени, в течение которого антенна излучает импульс энергии. Длительность импульса сигнала определяет пространственное разрешение в направлении направлении дальности (range). Ширина луча антенны определяет разрешение в направлении полета, или в азимутальном направлении (azimuth). Дальше мы рассмотрим каждый из элементов, управляющих пространственным разрешением радара, по отдельности.
Источник рисунков 1 и 3: Synthetic Aperture Radar Polarimetry. Chapter 1. Synthetic Aperture Radar (SAR) Imaging Basics.
Источник рисунка 2: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
#основы #SAR
Читатели справедливо замечают, что надо объяснять все использованные термины. Увлекшись радарными терминами мы ничего не сказали про “обычный” надир.
Надир — это направление, совпадающее с направлением действия силы гравитации в данной точке. Спутниковая съемка “в надир” показана на рисунке (источник) слева. Справа — съемка под углом к надиру.
#основы #термины
Надир — это направление, совпадающее с направлением действия силы гравитации в данной точке. Спутниковая съемка “в надир” показана на рисунке (источник) слева. Справа — съемка под углом к надиру.
#основы #термины
Разрешение радара по дальности
Для того чтобы радар мог получить раздельное изображение двух наземных объектов, расположенных близко друг к другу в направлении дальности, нужно, чтобы отраженные сигналы ото всех частей этих объектов принимались антенной радара раздельно. Любое перекрытие во времени сигналов от двух объектов приведет к размытию их изображений. На рисунке 1️⃣ показан импульс длиной PL (которая определяется длительностью импульса), переданный в направлении зданий A и B. Расстояние между зданиями в направлении наклонной дальности (то есть, в направлении от радара до цели) меньше PL/2. Поэтому импульс успел дойти до здания B и эхо от него вернулось в A, в то время как конец импульса в A продолжает отражаться от здания. Следовательно, два сигнала накладываются друг на друга и будут изображены как один большой объект, простирающийся от здания А до здания B. Если бы расстояние между А и B было больше, чем PL/2, то два сигнала были бы приняты отдельно, и изображали бы два отдельных объекта. Таким образом, разрешение радарной системы по наклонной дальности R не зависит от расстояния между радаром и целью, и равно половине длины передаваемого импульса
R = c * 𝜏 / 2
c — скорость света (300 000 000 м/с), 𝜏 — длительность импульса.
На рисунке 2️⃣ показан отклик радарной системы при разных соотношениях промежутка времени Δt между принятием отраженных сигналов и длительности импульса 𝜏.
Хотя разрешение радара по наклонной дальности не зависит от расстояния между радаром и целью, гораздо чаще нас интересует разрешение радара по наземной дальности (рисунок 3️⃣). А вот оно от расстояния между радаром и целью зависит. Как видно на рисунке 3️⃣, разрешение по наземной дальности изменяется обратно пропорционально косинусу угла склонения θd (depression angle)
Rg = R / cos(θd).
С увеличением расстояния от радара до цели угол θd уменьшается, cos(θd) увеличивается, и разрешение по наземной дальности становится выше (Rg становится меньше). Это противоположно поведению большинства оптических систем, для которых разрешение ухудшается по мере отклонения угла съемки от надира. Разрешение по наземной дальности можно переписать через местный угол падения θi
Rg = R / sin(θi).
Рассчитаем разрешение по наземной дальности радарной системы с длительностью импульса 1 мкс (= 1e-6 c) для θd = 45°
Rg = 3e8 м/с * 1e-6 c / (2 * cos(45)) ≈ 21 м.
#основы #SAR
Для того чтобы радар мог получить раздельное изображение двух наземных объектов, расположенных близко друг к другу в направлении дальности, нужно, чтобы отраженные сигналы ото всех частей этих объектов принимались антенной радара раздельно. Любое перекрытие во времени сигналов от двух объектов приведет к размытию их изображений. На рисунке 1️⃣ показан импульс длиной PL (которая определяется длительностью импульса), переданный в направлении зданий A и B. Расстояние между зданиями в направлении наклонной дальности (то есть, в направлении от радара до цели) меньше PL/2. Поэтому импульс успел дойти до здания B и эхо от него вернулось в A, в то время как конец импульса в A продолжает отражаться от здания. Следовательно, два сигнала накладываются друг на друга и будут изображены как один большой объект, простирающийся от здания А до здания B. Если бы расстояние между А и B было больше, чем PL/2, то два сигнала были бы приняты отдельно, и изображали бы два отдельных объекта. Таким образом, разрешение радарной системы по наклонной дальности R не зависит от расстояния между радаром и целью, и равно половине длины передаваемого импульса
R = c * 𝜏 / 2
c — скорость света (300 000 000 м/с), 𝜏 — длительность импульса.
На рисунке 2️⃣ показан отклик радарной системы при разных соотношениях промежутка времени Δt между принятием отраженных сигналов и длительности импульса 𝜏.
Хотя разрешение радара по наклонной дальности не зависит от расстояния между радаром и целью, гораздо чаще нас интересует разрешение радара по наземной дальности (рисунок 3️⃣). А вот оно от расстояния между радаром и целью зависит. Как видно на рисунке 3️⃣, разрешение по наземной дальности изменяется обратно пропорционально косинусу угла склонения θd (depression angle)
Rg = R / cos(θd).
С увеличением расстояния от радара до цели угол θd уменьшается, cos(θd) увеличивается, и разрешение по наземной дальности становится выше (Rg становится меньше). Это противоположно поведению большинства оптических систем, для которых разрешение ухудшается по мере отклонения угла съемки от надира. Разрешение по наземной дальности можно переписать через местный угол падения θi
Rg = R / sin(θi).
Рассчитаем разрешение по наземной дальности радарной системы с длительностью импульса 1 мкс (= 1e-6 c) для θd = 45°
Rg = 3e8 м/с * 1e-6 c / (2 * cos(45)) ≈ 21 м.
#основы #SAR
1️⃣ Зависимость разрешения радара по наклонной дальности от длины импульса.
2️⃣ Отклик радарной системы при разных соотношениях промежутка времени Δt между принятием отраженных сигналов и длительности импульса 𝜏.
3️⃣ Связь между разрешениями по наклонной дальности (slant range) и по наземной дальности (ground range).
Источник рисунков 1 и 3: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
Источник рисунка 2: Synthetic Aperture Radar Polarimetry. Chapter 1. Synthetic Aperture Radar (SAR) Imaging Basics.
2️⃣ Отклик радарной системы при разных соотношениях промежутка времени Δt между принятием отраженных сигналов и длительности импульса 𝜏.
3️⃣ Связь между разрешениями по наклонной дальности (slant range) и по наземной дальности (ground range).
Источник рисунков 1 и 3: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
Источник рисунка 2: Synthetic Aperture Radar Polarimetry. Chapter 1. Synthetic Aperture Radar (SAR) Imaging Basics.
Space-π сообщает, что 12 спутников проекта успешно интегрированы в пусковые контейнеры “Аэроспейс Кэпитал”. Еще 4 спутника будут помещены в контейнер прямо на космодроме “Восточный”.
Пусковые контейнеры обеспечивают вывод миниатюрных спутников в виде попутной нагрузки при запуске “больших” аппаратов.
Ближайший пуск с космодрома “Восточный” запланирован на 27 июня.
Пусковые контейнеры обеспечивают вывод миниатюрных спутников в виде попутной нагрузки при запуске “больших” аппаратов.
Ближайший пуск с космодрома “Восточный” запланирован на 27 июня.
Пожары на северо-востоке США
NASA Earth Observatory показывает, как на спутниковом снимке выглядит дым от пожаров на северо-востоке США.
А в это время в Нью-Йорке...
#пожары
NASA Earth Observatory показывает, как на спутниковом снимке выглядит дым от пожаров на северо-востоке США.
А в это время в Нью-Йорке...
#пожары
Forwarded from Госкорпорация «Роскосмос»
На Восточный прибыли 42 российских и зарубежных малых спутника для предстоящего запуска
На космодром Восточный прибыли 42 малых космических аппарата, которые предстоит запустить попутной полезной нагрузкой с гидрометеорологическим спутником «Метеор-М» № 2-3.
Из аэропорта Благовещенска на космодром их перевезли специалисты «Главкосмоса» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). В ближайшее время разработчики малых спутников при содействии предприятий Роскосмоса начнут их подготовку к старту на ракете «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат».
По договору Главкосмоса с Фондом содействия инновациям будут запущены 16 университетских кубсатов проекта Space-Pi, а по программе Роскосмоса «УниверСат» — девять спутников. Еще 17 малых космических аппаратов будут запущены в интересах российских и зарубежных коммерческих заказчиков.
Подробности — на сайте
Фото: ЦЭНКИ/Космический центр «Восточный»
На космодром Восточный прибыли 42 малых космических аппарата, которые предстоит запустить попутной полезной нагрузкой с гидрометеорологическим спутником «Метеор-М» № 2-3.
Из аэропорта Благовещенска на космодром их перевезли специалисты «Главкосмоса» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). В ближайшее время разработчики малых спутников при содействии предприятий Роскосмоса начнут их подготовку к старту на ракете «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат».
По договору Главкосмоса с Фондом содействия инновациям будут запущены 16 университетских кубсатов проекта Space-Pi, а по программе Роскосмоса «УниверСат» — девять спутников. Еще 17 малых космических аппаратов будут запущены в интересах российских и зарубежных коммерческих заказчиков.
Подробности — на сайте
Фото: ЦЭНКИ/Космический центр «Восточный»
Разрешение радара по азимуту
Разрешение радарной системы в азимутальном направлении, Ra, определяется угловой шириной луча антенны β и наклонной дальностью SR (1️⃣). Поскольку луч антенны расширяется с увеличением расстояния от платформы, разрешение по азимуту при этом ухудшается. Объекты в точках A и B при расстоянии SR1 от радара будут изображаться отдельно, а на расстоянии SR2 будут видны как единый объект.
Разрешение радара по азимуту Ra определяется соотношением
Ra = SR * β.
Поскольку расстоянием от радара до цели SR мы управлять не может, повысить разрешение по азимуту (уменьшить Ra) можно, уменьшив ширину луча β.
Ширина луча антенны радара прямо пропорциональна длине волны передаваемых импульсов λ и обратно пропорциональна длине антенны Lа
β = λ / Lа.
Для любой заданной длины волны ширина луча антенны может быть уменьшена одним из двух способов: 1) увеличением физической длины антенны или 2) путем синтеза виртуальной антенны, которая работает так, как если бы она была большей длины, чем реальная физическая антенна.
Первый подход быстро упирается в технические ограничения. Выразим из предыдущих соотношений длину антенны
La = λ * SR / Ra.
При длине волны λ = 5 см (С-диапазон) и SR = 700 км (спутник на низкой околоземной орбите) для получения разрешения в скромные 35 метров потребуется антенна длиной 1 км!
Более практичное решение предлагает второй подход, опирающийся на синтез апертуры антенны. О нем мы поговорим в следующий раз.
Источник рисунка: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
#основы #SAR
Разрешение радарной системы в азимутальном направлении, Ra, определяется угловой шириной луча антенны β и наклонной дальностью SR (1️⃣). Поскольку луч антенны расширяется с увеличением расстояния от платформы, разрешение по азимуту при этом ухудшается. Объекты в точках A и B при расстоянии SR1 от радара будут изображаться отдельно, а на расстоянии SR2 будут видны как единый объект.
Разрешение радара по азимуту Ra определяется соотношением
Ra = SR * β.
Поскольку расстоянием от радара до цели SR мы управлять не может, повысить разрешение по азимуту (уменьшить Ra) можно, уменьшив ширину луча β.
Ширина луча антенны радара прямо пропорциональна длине волны передаваемых импульсов λ и обратно пропорциональна длине антенны Lа
β = λ / Lа.
Для любой заданной длины волны ширина луча антенны может быть уменьшена одним из двух способов: 1) увеличением физической длины антенны или 2) путем синтеза виртуальной антенны, которая работает так, как если бы она была большей длины, чем реальная физическая антенна.
Первый подход быстро упирается в технические ограничения. Выразим из предыдущих соотношений длину антенны
La = λ * SR / Ra.
При длине волны λ = 5 см (С-диапазон) и SR = 700 км (спутник на низкой околоземной орбите) для получения разрешения в скромные 35 метров потребуется антенна длиной 1 км!
Более практичное решение предлагает второй подход, опирающийся на синтез апертуры антенны. О нем мы поговорим в следующий раз.
Источник рисунка: Lillesand T.M., Kiefer R.W., Chipman J. Remote Sensing and Image Interpretation (7th edition), Wiley, 2015. Chapter 6.
#основы #SAR
“Море пластика”
Район Поньенте-Альмерьенсе (N36°42'40.2031" W2°43'40.0934") в испанской провинции Альмерия называют “морем пластика” из-за бесчисленных пластиковых теплиц, покрывающих его территорию (1️⃣, укрупненный фрагмент: 2️⃣).
Расположенные на засушливом и непригодном для сельского хозяйства месте, теплицы приносят большой доход, снабжая страны Европы огурцами, арбузами, баклажанами, цуккини, персиками, перцами и помидорами. На другой чаше весов находятся экологические проблемы (нехватка воды, загрязнение пластиком и пестицидами) и экономические проблемы (значительная часть работников теплиц — иммигранты, в том числе нелегальные).
Кроме “моря пластика” на юге Испании немало “пластиковых водоемов” поменьше. Так, в провинции Уэльва более 7500 гектаров земли покрыто теплицами (N37°11'00.8254" W6°51'21.8488"), которые специализируются на выращивании клубники 3️⃣.
4️⃣ “море пластика” на мозаике Landsat 8 конца июля 2022 года (естественные цвета).
Температура поверхности "моря" показана на рисунке 5️⃣. Видно, что теплицы имеют меньшую температуру, по сравнению с соседними участками открытой почвы (желтый цвет “прохладнее” красного).
6️⃣ спектральная сигнатура пластика по данным Landsat 8 OLI.
Код: https://code.earthengine.google.com/f0c5513ee53a312ebda0b18419769698
#сельхоз #GEE
Район Поньенте-Альмерьенсе (N36°42'40.2031" W2°43'40.0934") в испанской провинции Альмерия называют “морем пластика” из-за бесчисленных пластиковых теплиц, покрывающих его территорию (1️⃣, укрупненный фрагмент: 2️⃣).
Расположенные на засушливом и непригодном для сельского хозяйства месте, теплицы приносят большой доход, снабжая страны Европы огурцами, арбузами, баклажанами, цуккини, персиками, перцами и помидорами. На другой чаше весов находятся экологические проблемы (нехватка воды, загрязнение пластиком и пестицидами) и экономические проблемы (значительная часть работников теплиц — иммигранты, в том числе нелегальные).
Кроме “моря пластика” на юге Испании немало “пластиковых водоемов” поменьше. Так, в провинции Уэльва более 7500 гектаров земли покрыто теплицами (N37°11'00.8254" W6°51'21.8488"), которые специализируются на выращивании клубники 3️⃣.
4️⃣ “море пластика” на мозаике Landsat 8 конца июля 2022 года (естественные цвета).
Температура поверхности "моря" показана на рисунке 5️⃣. Видно, что теплицы имеют меньшую температуру, по сравнению с соседними участками открытой почвы (желтый цвет “прохладнее” красного).
6️⃣ спектральная сигнатура пластика по данным Landsat 8 OLI.
Код: https://code.earthengine.google.com/f0c5513ee53a312ebda0b18419769698
#сельхоз #GEE