|
|
|
TELEDETECTIE - NOTIUNI INTRODUCTIVE
Continut
Obiective
1. Definitii
Termenul de "teledetectie" provine initial din limba engleza (de la engl. Remote sensing ce semnifica detectare de la distanta, de la departare ) si a fost introdus prima data in literatura, in Statele Unite ale Americii, la mijlocul anilor 50, in cadrul documentatiilor Administratiei Americane a Oceanelor (in prezent NOAA sau Administratia Oceanelor si Atmosferei). Autorul acestei definitii este cercetatoare E. Pruitt. In limba romana, termenul a patruns prin traducerea in franceza (fr. teledetection).
Cele mai simple aplicatii de teledetectie sunt legate de pilda, de sesizarea vizuala, de catre om a unui obiect, prin localizarea lui in spatiu, natura si caracteristicile lui fizice. Omul este un ,, sistem de senzori de teledetectie , capabil sa sesizeze obiectele de la distanta cu ajutorul analizorului vizual (imagini) sau al senzorilor din piele (caldura corpurilor).
TELEDETECTIA este domeniul tehnic care se ocupa cu detectarea, masurarea, inregistrarea si vizualizarea sub forma de imagini , a radiatiilor electromagnetice, emise de obiecte si fenomene de pe Pamant sau din Univers, de la distanta , fara a avea contact direct cu acestea. Partea finala a definitiei este menita sa precizeze cel mai bine sensul acestu domeniu tehnic. Figura 1, prezinta cel mai simplu aceasta caracteristica.
Teledetectia nu este o stiinta, ci un ansamblu de aplicatii ale fizicii si ingineriei, destinate obtinerii de imagini. Finalitatea acestui domeniu al tehnicii este imaginea de teledetectie, obtinuta prin diverse mijloace.
Teledetectia nu este o ramura a geografiei, dar ofera acesteia, la nivelul aplicatiilor fiecarei ramuri (geomorfologie, hidrologie, biogeografie, geografie umana etc.), o sursa de informatii de mare valoare. Caracterul obiectiv al imaginilor de teledetectie, depaseste cu mult ceea ce ofera harta sau planul in cercetarea mediului.
Teledetectia, indiferent de natura aplicatiilor, pasiva sau activa foloseste radiatiile electromagnetice pentru a obtine imaginile corpurilor, de la altitudine, din avion, satelit, balon, elicopter, deoarece in acest mod, imaginea se poate utiliza in obtinerea de harti si planuri, iar interpretarea obiectelor este optima.
Fig. 1. Definitia teledetectiei, bazata pe captarea radiatiilor emise de corpuri prin metode pasive (stanga) si active (sistemul RADAR, ce emite microunde, dreapta). Sursa Universitatea din Omaha, Nebraska, SUA.
Geografia, stiinta mediului, in general, utilizeaza asemeni geologiei, silviculturii, oceanografiei, arheologiei etc., imaginile de teledetectie ca surse de informatii obiective. Metoda ce are ca scop extragerea de informatii din imaginile satelitare (realizate cu sisteme montate pe sateliti de teledetectie) si aeriene (numite si aerofotograme) se numeste si aerofotointerpretare.
AEROFOTOINTERPRETAREA GEOGRAFICA reprezinta o metoda de cercetare, specifica geografiei, dar aplicata si in alte stiinte, care utilizeaza, imaginile de teledetectie, prin examinare sau analiza calitativa si cantitativa, in diferite aplicatii, legate de mediul geografic si componentele acestuia (naturale, antropice).
Scopul aplicarii acestei metode il constituie culegerea de informatii, despre obiectele si fenomenele din teren, concretizate in final, in harti generale (ex. topografice) si tematice (ex. harta vegetatiei si a utilizarii terenurilor, figura 2), planuri, schite, tabele, grafice si documentatii, ce insotesc diferitele studii de specialitate.
Fig. 2. Harta a vegetatiei dintr-un parc national din SUA, intocmita pe baza imaginilor satelitare prin clasificarea pixelilor.
Aerofotointerpretarea geografica realizeaza legatura dintre teledetectie si geografie. Aceasta exploateaza imaginile si are ca rezultat informatii noi cu localizare spatiala. Este aplicata in toate ramurile geografiei si ofera un avantaj condiderabil in colectarea rapida a informatiilor, localizarea exacta a obiectelor (ex. case, drumuri), in actualizarea hartilor si a diferitelor date auxiliare etc. Metoda are o larga aplicabilitate in cercetarea regiunilor intinse si mai ales a celor greu accesibile si fragmentate (ghetari, creste alpine, paduri ecuatoriale, deserturi etc.).
Metoda a aparut in perioada interbelica, in anii 30, in Germania si Franta, unde din anii 60 apare si o publicatie cu aceasta titulatura. Din anii 50 exista un institut specializat, in Olanda.
FOTOGRAMMETRIA, termen frecvent utilizat si in geografie (aparut in secolul 19, la 1864, in Germania) este un domeniu tehnic sau o metoda ce utilizeaza imaginile de teledetectie in scopul elaborarii de harti si planuri topografice sau tematice, pe baza masuratorilor precise ale obiectelor care apar in imagini si a reprezentarii precise a acestor acestora, la scara, pe hartie (format analogic) sau in formatul digital. Este principala metoda prin care sunt intocmite in prezent planuri si harti topografice, cadastrale etc. si a trecut la sfirsitul anilor 80 de la un aparat matematic complex si procedee analitice (fotogrammetria analitica) la aplicatii in mediu digital (fotogrammetria digitala, vezi figura 3).
Fig. 3. Elaborarea unui plan topografic al unei cariere prin fotogrammetrie digitala, pe baza imaginilor aeriene.
REPERE ISTORICE. Primele imagini de teledetectie au fost fotografiile. Pana la aparitia primilor senzori satelitari, a sistemelor nefotografice, singurele inregistrari utilizate au fost fotografiile realizate din baloane si apoi din avioane.
Fotografia este o inventie din anul 1839, ce apartine celor doi francezi, J. Daguerre si N. Niépcé. Odata cu brevetarea acestei inventii, a inceput aparitia si diversificarea aplicatiilor teledetectiei. Prezentam mai jos cateva repere mai semnificative.
in 1864 apare fotogrammetria, in Germania, inventata de Meydenbauer ce foloseste fotografiile terestre pentru masuratori, utilizate in special in realizarea planurilor pentru constructii.
in 1858 sunt realizate primele fotografii din balon, in Franta, langa Paris de catre un fotograf si artist plastic, G. F. Tournachon, avand pseudonimul Nadar. Tot in 1858 prima se realizeaza o imagine aeriana aproape verticala din balon, asupra orasului Boston.
in 1888, in Austria, Th. Scheimpflug foloseste fotografiile stereoscopice obtinute cu un dirijabil si pune bazele fotogrammetriei aeriene.
in 1909 este realizata prima fotografie din avion, la Centocelle, in Italia, de catre unul dintre fratii Wright, unul dintre inventatorii avionului (din 1903), impreuna cu un ofiter italian.
in 1904 este realizata prima fotografie aeriana, folosind o racheta,de catre suedezul Maul.
in 1911 este realizata prima fotografie din avion din Romania, la Bucuresti, de catre Aurel Vlaicu.
un moment important il constituie perioada celor doua Razboaie Mondiale, care au insemnat foarte mult pentru fotografia aeriana (aplicatii strategice, cu arhive de fotograme verticale pastrate pina in prezent)..
perioada interbelica, si mai ales anii 30, este caracterizata prin aparitia primelor aplicatii civile ale fotografiilor aeriene. La mijlocului anilor 30, la Berlin (1935) s-au reunit in cadrul unui congres, geografii interesati in utilizarea fotografiilor aeriene in cercetarile lor.
dupa 1919, si in Romania, fotografierea aeriana devine si ea de interes civil (primele aplicatii sunt legate de dezvoltarea oraselor).In anul 1930, in Romania apare un prim articol de popularizare a fotografiei aeriene in geografie.
Dupa Al Doilea Razboi Mondial, este etapa in care apar primele imagini de teledetectie satelitara, folosind alte tehnici decat fotografierea aeriana.
in 1948 se realizeaza prima fotografie extraatmosferica a Pamantului , de pe racheta V2, in New Mexico, SUA.
in 1957 este lansat primul satelit artificial, in URSS, ceea ce va deschide era cosmica.
in 1960 este plasat pe orbita, primul satelit meteorologic, TIROS 1, in SUA, continuat de satelitii NIMBUS si NOAA. Se realizeaza si harti sinoptice satelitare.
in 1962 se realizeaza o fotografie preluata de pe orbita de cosmonautul sovietic Titov.
in 1968 misiunea Apollo 11, realizeaza experimental imagini multispectrale.
in 1972 se lanseaza cu succes satelitul de teledetectie ERTS A, SUA, ce va deschide misiunea de teledetectie LANDSAT, cea mai longeviva misiune axata exclusiv pe obtinerea de imagini satelitare de medie rezolutie spatiala (15, 30, 60, 120 m etc.). Pana in prezent s-au plasat pe orbita sase sateliti, ce au oferit o arhiva impresionata de milioane de imagini (fig. 4).
Fig. 4. Satelitul ERTS A, ce a deschis misiunea Landsat in 1972 (dupa USGS).
in anii 80 si 90, sunt initiate si alte misiuni de teledetectie orientate catre imagini de medie rezolutie spatiala, ca de pilda SPOT lansat de ESA si mai ales de Franta (din 1986), IRS din India (din 1988), JERS din Japonia (din 1992), Radarsat din Canada (1996) etc.
in 1999, pe langa lansarea ultimului satelit Landsat, este initiata misiunea IKONOS, de catre SUA, prima aplicatie comerciala cu imagini de mare rezolutie spatiala (4 m, 1 m), urmata in 2001 de misiunea QuickBird, cu imagini la rezolutii de 0,65 si 2,5 m.
aplicatii legate de mediu sunt misiunile TERRA din SUA-Japonia din 1999 si ENVISAT, ESA, din 2002.
in Romania, din 1992 functioneaza CRUTA, centru specializat in aplicatii ale imaginilor in agricultura, ce continua pe o noua treapta proiectele incepute dupa 1960 in cadrul fostului IGFCOT, si se infiinteaza Agentia Spatiala Romana din 1995, ce va promova aplicatii ale teledetectiei in cercetarea mediului, a riscurilor naturale, a resurselor etc.
Intrebari de autoevaluare
Tema de control (referat)
Importanta imaginilor satelitare pentru cercetarea mediului terestru.
