Μια εισαγωγή στα δεδομένα και τα εργαλεία της πλανητικής γεωμορφολογίας.

Από RemoteSensing Wiki

Περίληψη Το άρθρο παρουσιάζει μια επισκόπηση των δεδομένων που χρησιμοποιούνται από τη πλανητική γεωμορφολογία και τα εργαλεία λογισμικού χρησιμοποιούνται για την προετοιμασία, την επεξεργασία και την ανάλυση τους, καθώς παρουσιάζεται και ένα παράδειγμα. Εξετάζονται λήψεις εικόνας και παρουσιάζεται η φωτομετρική και γεωμετρική επεξεργασία αυτών των εικόνων, καθώς επίσης και υψομετρικά, εδαφικά και στερεομετρικά δεδομένα.

Εισαγωγή Κατά τις πρώτες ημέρες τα εργαλεία ήταν φυσικά όργανα κατασκευασμένα από ορείχαλκο και δέρμα για την συλλογή μετρήσεων και πληροφοριών που εξέλισαν τον τομέα μας. Στην σύγχρονη εποχή η επεξεργασία και συλλογή πραγματοποιείται με χρήση εργαλείων λογισμικού. Αυτό είναι ακόμη πιο έντονο στους διάφορους τομείς της Πλανητικής Επιστήμης, όπου τα κύρια δεδομένα που συλλέγονται επιστρέφονται μέσω του Deep Space Network από απομακρυσμένες ρομποτικές εξερευνήσεις.

Δεδομένα Όπως και κάθε άλλη γεωμορφολογική επιστήμη, η πλανητική γεωμορφολογία αναλύει κυρίως τα διάφορα πλανητικά εδάφη ως προς την μορφή τους και την διαμόρφωσή τους. Η πλανητική εργασία, συνήθως περιορίζεται σε τηλε- ανιχνεύσεις δεδομένων και, ως εκ τούτου, τα πρωτογενή δεδομένα για τη μελέτη είναι εικόνες, έδαφος, και τα δεδομένα που προκύπτουν από αυτά.

Εικόνες Οι πλανητικές εικόνες έχουν αποκτηθεί χρησιμοποιώντας έναν αριθμό διαφορετικών συστημάτων και μορφές. Η σύγχρονη συσκευή σύλληψης για την απόκτηση εικόνας είναι η διάταξη με σύζευξη φορτίου (CCD) η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ποικίλους τρόπους. Στην γεωμορφολογία για άμεση μέτρηση και την ερμηνεία, τα δεδομένα της εικόνας πρέπει να είναι φωτομετρικά και γεωμετρικά διορθωμένα ώστε να παρέχουν μια εικόνα που μοιάζει περισσότερο με ένα «χάρτη» και όχι με μια εικόνα.

Έδαφος Η απόκτηση τρισδιάστατης πληροφορίας για τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος δεν είναι τόσο απλή όσο η λήψη μιας εικόνας. Υπάρχουν κάποιες μέθοδοι άμεσης λήψης εδάφους, αλλά υπάρχουν πολλοί τρόποι αξιόπιστοι τρόποι ‘ώστε να πάρεις πληροφορίες για το έδαφος μέσα από εικόνες. Οι παρακάτω τεχνικές μπορούν να συνδυαστούν με διάφορους τρόπους για να αποδώσουν υψηλής ποιότητας πληροφορίες για το έδαφος. Με την στερεογραμμετρία, το ψηφιακό μοντέλο εδάφους μπορεί να σχηματιστεί από τα υψόμετρα του εδάφους που έχουν κατεγράφη με λέιζερ, και στη συνέχεια να ενισχυθούν με φωτοκλινομετρία και να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα της επίλυσης του τελικού μοντέλου εδάφους. Τέτοιες μέθοδοι είναι η μέτρηση των σκιάσεων, υψομετρική καταμέτρηση μέσω λειζερ, η στερεογραμμετρία και η φωτοκλινομετρία.

Εργαλεία Στην συνέχεια περιγράφονται διάφορα εργαλεία για την εκτέλεση της αρχικής επεξεργασίας των στοιχείων που περιγράφονται παραπάνω, αλλά και εργαλείων για το χειρισμό και τη μέτρηση των δεδομένων από τη στιγμή που έχουν περάσει από την αρχική επεξεργασία. Για παράδειγμα τέτοια εργαλεία είναι ISIS, IDL και ENVI, DaVinci. Ακόμη εδαφικά δεδομένα προέρχονται από SOCET SET και NASA Ames Stereo Pipeline. Ακόμη άλλα γεωγραφικά και γεωχωρικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται είναι GDAL, Geospatial databases, Geographic Information Systems (ΓΣΠ), ArcGIS, GRASS, QGIS, JMARS, PlanetServer, Orion.

Μελέτη περίπτωσης Για τη μελέτη περίπτωσης χρησιμοποιείται μια ποικιλία εδαφικών στοιχείων (Εικόνα 1) που αφορούν τον κρατήρα Gale και έχουν γίνει μια σειρά από επεξεργασίες χρησιμοποιώντας τα εργαλεία που προαναφέρθηκαν.

Δημιουργία εδαφικού μοντέλου Σε αυτό το παράδειγμα, χρησιμοποιείται το Ames Stereo Pipeline ώστε να ληφθούν δύο εικόνες CTX και να παραχθεί ένα μοντέλο εδάφους (Εικόνα 2). Θα χρησιμοποιηθεί το προεπιλεγμένο αρχείο ρυθμίσεων ASP.

Συμπεράσματα Αυτό το άρθρο δεν είναι πλήρης κατάλογος όλων των διαθέσιμων πλανητικών εργαλείων γεωμορφολογίας. Ο αναγνώστης μπορεί να ερευνήσει αυτά τα εργαλεία και να καθορίσει ποια θα είναι τα πλέον κατάλληλα για χρήση. Η πλανητική γεωμορφολογία απαιτεί βαθιά γνώση των οργάνων του διαστημικού σκάφους για να παρέχουν την καλύτερη δυνατή χρήση των δεδομένων που επιστρέφονται. Ευτυχώς, υπάρχουν πολλές επιδρομές για να είναι εφικτό αυτό, επειδή τα δεδομένα και οι κύριοι αλγόριθμοι επεξεργασίας είναι ουσιαστικά στο δημόσιο τομέα.