Mikrohullámú távérzékelt adatok integrálása a felszínvizsgálatokba (1. rész)
(Rovat: Földmérési és Távérzékelési Int. - 2009.05.07 09:00.)

Sorozatunk első részében bepillantást nyerhetünk a távérzékelés, és különösen a radaros módszerek korai történetébe.

Távérzékelés

A „távérzékelés” kifejezést az Amerikai Tengerészeti Kutatóiroda (US Office of Naval Research) geográfusai alkották az 1960-as években, és a repülőről vagy mesterséges holdakról készült képek jelzésére használták. A legelterjedtebb meghatározás szerint „a távérzékelés egy olyan adatgyűjtési eljárás, amely adatokat szolgáltat a vizsgálati tárgyról, vagy jelenségről úgy, hogy a mérőműszer nincs (vagy csak elhanyagolható mértékben van) közvetlen fizikai kapcsolatban a vizsgálat tárgyával”.

A távérzékelésnek hosszú története van: a kezdeti katonai ballonos „légi” fényképészettől (1860) az első világháborútól (1914) a repülőről végrehajtott légifényképezésen át az 1960-as években megjelenő űrfényképezésig (Gemini és Apollo program). A légi fényképek készítésének és elemzésének külön tudománya van: ez a fotogrammetria.

A műholdas távérzékelés a légi távérzékelés kiterjesztése. Az első meteorológiai műholdat (Tiros-1) 1960. április 1-jén bocsátották fel. Ez már elektronikus érzékelővel (vidikon) volt felszerelve. 1972. július 23-án az ERTS-1 (Landsat-1) műhold felbocsátásakor már multispektrális detektor is került a fedélzetre (MSS).

A Tiros-1 műhold előkészületben (fent), valamint az első televíziós kép, amelyet valaha mesterséges holdról készítettek (lent). (Képek: NASA)

Az első műholdas radarrendszer, a Seasat 1978-ban startolt, elsődleges feladata az óceánok tanulmányozása volt. Bár idő előtt, alig 100 nap után befejezte a működését, a fedélzeti képalkotó radarral szerzett tapasztalatok hatására azóta számos műholdas radarrendszert alkalmaztak, mint például az űrrepülőgépen használt Shuttle Imaging Radart (SIR) és a szovjet Kozmoszt a 80-as években. A korai 90-es években három további radarrendszert kezdtek használni: az Almaz-1-et a korábbi Szovjetunióban, az ERS-1-et (Európai Radar Műhold) az ESA-nál (Európai Űrügynökség) és a JERS-1-et Japánban.

Az utóbbi évtizedben mind a légi, mind a műholdas távérzékelésben nagyon dinamikus fejlődés tapasztalható. A légifotózásnál megjelentek a digitális mérőkamerák, a szenzoroknál pedig a hiperspektrális (Aqua/Terra: MODIS, Envisat: MERIS és AVIRIS, DAIS) vagy a nagyon nagy felbontású érzékelők (Ikonos, QuickBird, OrbView-3). A radarrendszereknél új képalkotó radarokat [Envisat/ASAR, 2002; ALOS (JERS-2), 2006] bocsátottak fel. Folyamatban van egy két műholdból álló nagyfelbontású rendszer kiépítése kifejezetten interferometriai alkalmazásokra (TerraSAR-X / TanDEM-X).

A mikrohullámú távérzékelés nem tekint olyan hosszú múltra vissza, mint az optikai (pl. légifényképezés), az első földtudományi alkalmazások csak az 1960-as években indultak. Az első rádióhullám-kísérleteket azonban még a 19. század vége felé Heinrich Hertz végezte. Kimutatta, hogy fém és nem fém tárgyakról visszaverődés érhető el. A hajók kimutatása radarhasználattal első szabadalmát Christian Huelsmeyer kapta 1904-ben. E témára az 1920-as, 1930-as években – a háborús készülődésben – nagy figyelmet fordítottak. Hans Eric Hollmann („Seatakt”, „Freya”) illetve Sir Robert Wattson-Watt („Home Chain”) munkásságának köszönhetően jelentős előrehaladás történt a II. világháború kezdetére. Ebbe a fejlődési sorba kapcsolható Bay Zoltán híres holdradar kísérlete, amelyet 1946. február 6-án hajtottak végre.

A korai radarrendszerek a földről a levegőbe sugároztak, és néhány esetben a levegőből a földre. Ezen időszak alatt a radarvizsgálatok a hajók és repülők követésénél a zajok vagy földi zavarok kiküszöbölésére törekedtek. Szerencsére gyorsan felismerték, hogy ezek a zajok a felszín nyers leképzését adják. Az első vizsgálatot H. D. Smith (hadnagy) végezte 1948-ban Grönlandon úgy, hogy a radarképernyőről készült fotókat összehasonlította térképekkel. Felismerte a radarfotó és a térkép hasonlóságát, és megállapította, hogy a radarkép által mutatott táj körvonala részletesebb, mint a térképeken látható. Szintén felismerte, hogy a visszavert radarjel intenzitása összefügg a felszínelemek típusával és elhelyezkedésével. Végül arra a következtetésre jutott, hogy ilyen képek alkalmasak lehetnek tudományos vizsgálatokra is.

(Folytatjuk!)

Petrik Ottó, PhD
Földmérési és Távérzékelési Intézet, Távérzékelési Központ