ALOS

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 18:40, 20 Ιουλίου 2010

Γενικά για τον ALOS

Το Ιαπωνικό πρόγραμμα Δορυφορικής Παρατήρησης της Γης αποτελείται από δυο κατηγορίες: τους δορυφόρους που χρησιμοποιούνται κυρίως για ατμοσφαιρική και θαλάσσια παρατήρηση και αυτούς που χρησιμοποιούνται για παρατήρηση της Γης Ο ALOS (Advanced Land Observing Satellite) ακολουθεί τους δορυφόρους JERS-1 (Japanese Earth Resources Satellite-1) και ADEOS (Advanced Earth Observing Satellite) και χρησιμοποιεί προηγμένη τεχνολογία για την παρατήρηση της Γης. Ο ALOS έχει τρία τηλεπισκόπικά μέσα: τον παγχρωματικό τηλεπισκοπικό δέκτη για στερεοσκοπική χαρτογράφηση (Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping - PRISM) για ψηφιακή χαρτογράφηση υψομετρικής πληροφορίας, το Προηγμένο στο Ορατό και στο Εγγύς Υπέρυθρο Ραδιόμετρο τύπου 2 (Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type 2 - AVNIR 2) για την ακριβή παρατήρηση και κάλυψη της γης, και τη Συγχρονισμένη συστοιχία τύπου L-band ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (PALSAR - Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) για την νυχθημερόν και παντός καιρού παρατήρηση της γης. Επιπλέον διαθέτει και τα παρακάτω όργανα για τη διαχείρηση της αποστολής του: Τεχνικό Εξοπλισμό Συλλογής Δεδομένων ( Technical Data Acquisition Equipment - TEDA), μια σειρά από μόνιτορ για την παρακολούθηση του (Deployment Monitor – DM), ανακλαστήρα Laser (Laser Reflector – LR) και σύστημα διαχείρισης των δεδομένων της αποστολής του (Mission Data Handling System (MDHS). Για να αξιοποιήσει πλήρως τα δεδομένα που προκύπτουν από τους εν λόγω αισθητήρες - δέκτες, ο ALOS σχεδιάστηκε με δύο προηγμένες τεχνολογίες: η πρώτη είναι η υψηλή ταχύτητα και η μεγάλη ικανότητα διαχείρισης των στοιχείων της αποστολής του, και η δεύτερη είναι ο ακριβής εντοπισμός θέσης του διαστημόπλοιου και η στάση ικανότητα προσδιορισμού. Ο ALOS έχει ξεκινήσει με επιτυχία σε ένα όχημα εκτόξευσης H-ΙΙΑ από το Διαστημικό Κέντρο Tanegashima της Ιαπωνίας, ενώ θα είναι δορυφόρος ουσιαστικής σημασίας για υψηλής ανάλυσης τηλεανίχνευση κατά την επόμενη δεκαετία. Αρχείο:ALOSCHAR.jpg

Δέκτες

PRISM

PRISM είναι ένα παγχρωματικό ραδιόμετρο που λειτουργεί στο ορατό φως και στην εγγύς υπέρυθρη περιοχή του. Έχει τρία ανεξάρτητα τηλεσκόπια, το ναδιρικό για σχεδόν κατακόρυφη άποψη και τα εμπρός και πίσω τηλεσκόπια που εγκαθίστανται για στερεοσκοπική εικόνα κατά την κατεύθυνση της πτήσης του δορυφόρου. Ο δέκτης είναι τύπου push-broom και κάθε τηλεσκόπιο αποτελείται από τρία κάτοπτρα και πολλαπλούς CCD. Το ναδιρικό έχει χωρική ανάλυση 2.5m. Και τα τρία τηλεσκόπια καλύπτουν περιοχή πλάτους 35km όταν λαμβάνουν τριπλέτες εικόνων ενώ όταν λειτουργούν ανεξάρτητα το πλάτος φτάνει τα 70km. Τα παραγόμενα δεδομένα, παρέχουν ένα υψηλής ακρίβειας ψηφιακό μοντέλο επιφανείας (DSM). Επιπλέον ο PRISM έχει μια λειτουργία διόρθωσης των στρεβλώσεων από την περιστροφή της Γης και για τα τρία τηλεσκόπια, και κάνει λήψη εικόνων, επιλέγοντας αυτόματα την καλύτερη θέση για εξαγωγή εικόνας. Ο PRISM δεν μπορεί να παρατηρήσει περιοχές πέρα από 82 μοίρες νότια και βόρεια (γεωγραφικό πλάτος).

Χαρακτηριστικά του PRISM Αριθμός Καναλιών 1 (Παγχρωματικό) Μήκος κύματος 0,52 - 0,87 μm Αριθμός Τηλεσκοπίων 3 (Ναδιρικό, Εμπρός, Πίσω) Λόγος Βάσης - Ύψους 1,0 (μεταξύ εμπρός και πίσω λήψης) Χωρική ανάλυση 2,5m (Ναδίρ) Πλάτος κάλυψης 70km Ναδίρ, 35km Τριπλέτα Αριθμός Ανιχνευτών 28000 / Κανάλι (Πλάτος λωρίδας 70km) 14000 / Κανάλι (Πλάτος λωρίδας 35km) Γωνία σκόπευσης -1.5 εως +1.5 μοίρες(Λήψη τριπλέτας, Κατά μήκος τροχιά) Κλίση Εμπρός και Πίσω Τηλεσκοπίου -24, +24 μοίρες(εμπρός και πίσω τηλεσκόπια αντίστοιχα) Ραδιομετρία εικόνας 8 bits

Επιλογές Λήψης PRISM

Mode 1 Λήψη Τριπλέτας: Ναδίρ, Εμπρός, Πίσω (Πλάτος κάλυψης 35km) Mode 2 Ναδίρ (70km), Πίσω (35km) Mode 3 Ναδίρ (70km) Mode 4 Ναδίρ (35km), Εμπρός (35km) Mode 5 Ναδίρ (35km), Πίσω (35km) Mode 6 Εμπρός (35km), Πίσω (35km) Mode 7 Ναδίρ (35km) Mode 8 Εμπρός (35km) Mode 9 Πίσω (35km)

Εικόνα 2 - Άποψη του PRISM

Εικόνα 3 - Μια ιδέα παρατήρησης του PRISM

Εικόνα 4 - Λήψεις από τον PRISM

AVNIR – 2

Το AVNIR – 2 είναι ενα Ραδιόμετρο στο Ορατό και στο Εγγύς Υπέρυθρο και χρησιμοποιείται για επισκόπηση της γης και παράκτιων περιοχών. Παρέχει καλύτερους χάρτες χωρικής κάλυψη και χάρτες χρήσεων γης ταξινόμισης για παρακολούθηση περιβάλλοντος. Το AVNIR – 2 είναι μια αναβάθμιση του AVNIR, που βρισκόταν στον ADEOS, που εκτοξεύθηκε στον Αύγουστο του 1996. Το στιγμιαίο πεδίο ορατότητας του (IFOV) είναι η κύρια βελτίωση σε σχέση με το AVNIR. Επιπλέον οι λήψεις που παρέχει είναι χωρικής ακρίβειας της τάξης των 10m έναντι των 16m του AVNIR. Τα βελτιωμένα CCD (το AVNIR έχει 5,000 pixels ανά CCD, το AVNIR-2 έχει 7,000 pixels per CCD) και τα ηλεκτρονικά του είναι αυτά που του παρέχουν την καλύτερη ανάλυση. Η λειτουργία καταμήκος σκόπευσης άμεση παρατήρηση των ζωνών που έχουν πληγεί από καταστροφές είναι μια άλλη βελτίωση. Η γωνία κάλυψης του AVNIR-2 είναι από +44 έως -44 μοίρες. Ο AVNIR-2 δεν μπορεί να παρατηρήσει περιοχές πέρα από 88,5 μοίρες νότια και 88,4 μοίρες βόρεια (γεωγραφικό πλάτος).

Χαρακτηριστικά AVNIR-2 Αριθμός Καναλιών 4

Μήκος κύματος Κανάλι 1 : 0.42 to 0.50μm

Κανάλι 2 : 0.52 to 0.60μm

Κανάλι 3 : 0.61 to 0.69μm

Κανάλι 4 : 0.76 to 0.89μm

Χωρική ανάλυση 10m (Ναδίρ) Πλάτος κάλυψης 70km (Ναδίρ) Αριθμός Ανιχνευτών 7000 / Κανάλι Γωνία σκόπευσης -44 to +44 μοίρες Ραδιομετρία εικόνας 8 bits

Αρχείο:ALOSAVNIR2A073062140-O1B2G U 070608 UTM cropped 10m RGB321.jpg Εικόνα 5 - Άποψη του AVNIR-2

Εικόνα 6 - Μια ιδέα παρατήρησης του AVNIR-2

Εικόνα 7 - Λήψη από τον AVNIR-2

PALSAR

Η Συγχρονισμένη συστοιχία τύπου L-band ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (PALSAR - Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) είναι ένας ενεργός αισθητήρας μικροκυμάτων που χρησιμοποιεί L-Band συχνοτήτων για την επίτευξη παρατήρησης της γης ημέρα και νύχτα χωρίς σύννεφα. Παρέχει υψηλότερη απόδοση από το JERS-1 του ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (SAR). Το PALSAR δίνει δεδομένα καλής ανάλυσης με συμβατικό τρόπο, αλλά το κύριο πλεονέκτημα του είναι το ScanSAR, το οποίο θα μας δώσει τη δυνατότητα να αποκτήσουν 250 έως 350 χιλιόμετρα πλάτος οι SAR εικόνες (ανάλογα με τον αριθμό των σαρώσεων) εις βάρος της χωρικής ανάλυσης. Αυτή η λωρίδα είναι τρεις έως πέντε φορές μεγαλύτερη από τις συμβατικές εικόνες SAR. Η ανάπτυξη του PALSAR είναι ένα κοινό πρόγραμμα μεταξύ της Ιαπωνικής Διυεύθυνσης Ανακάλυψης του Διαστήματος (JAXA) και του Ιαπωνικού Οργανισμού Συστηματικής Παρατήρησης Αποθεμάτων (JAROS).

Εφαρμογές

Χρήσεις Γης και Έρευνα Κάλυψης Γης

Αυτή η έρευνα αποκαλύπτει τις χρήσεις γης και τις αλλαγές στην κάλυψη της γης, και συμβάλλει στην αποσαφήνιση του μηχανισμού αυτών των αλλαγών και την μοντελοποίηση των αλλαγών. Είναι σημαντικό να αναπτύχθουν τα ακόλουθα προϊόντα και οι αλγόριθμοι για αυτούς τους σκοπούς. i. Υψηλής Ακρίβειας Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους: Η τοπογραφία του εδάφους επηρεάζει έντονα τη χρήση της γηςκαθώς και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις όπως η διάβρωση του εδάφους και οι αλλαγές απορροής. Σε αυτές τις κατηγορίες της έρευνας, ένα Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (DEM) που αντιστοιχεί σε 1:25.000 έως 1: 100.000 κλίμακα τοπογραφικός χάρτη είναι χρήσιμο. ii. Ορθοφωτογραφία εικόνας (PRISM, AVNIR-2, PALSAR εικόνες), καθώς και στοιχεία για χρήσεις γης και γεωκάλυψη: Αυτά μπορούν να δείξουν την εξάπλωση των αστικών περιοχών και χωριών, τις αλλαγές της γεωργικής γης και των γεωργικών πρακτικών, την αποψίλωση των δασών, κλπ. Εικόνες ραντάρ μπορεί επίσης να είναι σε θέση να ανιχνεύσουν παραλλαγές του όργωματος (μεταβολή της τραχύτητας επιφάνειας όργωματος), καθώς και τις αλλαγές του μοτίβου συγκομιδής. Είναι επίσης απαραίτητο να προωθηθεί η έρευνα για τον συνδυασμό δεδομένων ALOS με ADEOS-II δεδομένα.

Δάση Υγροβιότοποι και άλλες περιοχές με βλάστηση

Για την παρακολούθηση και χαρτογράφηση της κάλυψης της γης και τις αλλαγές σ 'αυτό, τα AVNIR-2 και PALSAR είναι τα κύρια μέσα καταγραφής του ALOS. To πολυφασματικό AVNIR-2 παρέχει ένα σημαντικό εργαλείο για τον χαρακτηρισμό των δασών και των υγροτόπων, καθώς είναι ευαίσθητο στις φασματικές ιδιότητες της βλάστησης. Οι τεχνικές οπτικής του ALOS έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως και με επιτυχία τα τελευταία 35 χρόνια και έχουν παγιωθεί. Όπως συμβαίνει με όλους τους αισθητήρες του ALOS, το AVNIR-2 υπόκειται σε μια παγκόσμια στρατηγική παρατήρησης, όπου σε όλες τις περιοχές της Γης, αποκτήθηκαν λήψεις κατά τρόπο συνεπή και συστηματικό, σε επαναλαμβανόμενη βάση, αρκετές φορές το χρόνο. Παρά τη συννεφοκάλυψη, ο στόχος είναι η δημιουργία ενός ομοιογενούς πολυετούς παγκόσμιου αρχείου, από τις οποίες χρονοσειρές σε περιφερειακή κλίμακα, AVNIR-2 (και PRISM και PALSAR) δεδομένα μπορούν να βρεθούν για οποιαδήποτε περιοχή στη Γη.

Τοπογραφία και Γεωλογία

O ALOS είναι σε θέση να συλλέγει υψηλής ανάλυσης δεδομένα παρατήρησης παγκόσμιας κάλυψης καάτι που του επιτρέπει να αντιμετωπίζει τις περιφερειακές ανάγκες. Τα ALOS δεδομένα αναμένεται να συμβάλουν στη μέτρηση και την αξιολόγηση γεωλογικών μεταβολών, όπως μεταβολές εδάφους και υδάτινα ρεύματα, λόγω διάβρωσης και μιας κατολίσθησης. Υψόμετρικά δεδομένα από τον ALOS μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ταξινόμηση και την ανάλυση των χαρακτηριστικών του εδάφους σε παγκόσμια κλίμακα. Προς το σκοπό αυτό, αναπτύσσονται τα ακόλουθα προϊόντα και αλγόριθμοι: i. Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους (DEM): ταξινόμηση και ανάλυση εδάφους, ανάλυση υδατορευμάτων. ii. Ορθοφωτογραφία (κυρίως από PALSAR): Χαρακτηριστική ταξινόμηση των στοιχείων του εδάφους iii. Μετρήσεις αλλαγών υψόμετρου που οφείλονται σε Γεωλογικές διεργασίες: αξιολόγηση των χρονολογικών μεταβολών που οφείλονται στην διάβρωση του εδάφους, καθίζηση, και άλλους παράγοντες.

Υδρολογία, Υδατικοί Πόροι, Χιόνι και Πάγος

Ο τομέας της υδρολογίας αφορά κυρίως την διαχείριση των υδάτινων πόρων. Κατακρήμνισεις όπως η βροχή και το χιόνι, τροφοδοτούν ποτάμια και ρέματα, μετά από διάφορα στάδια, συμπεριλαμβανομένων της εξατμισοδιαπνοής και της απορροής. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το βάθος χιονιού και η υγρασία του εδάφους είναι σημαντικές παράμετροι, ενώ η συμπεριφορά της απορροής καθορίζεται από τα τοπογραφικά χαρακτηριστικά. Η διαχείριση ποταμών είναι μια σημαντική δραστηριότητα όσον αφορά την διαχείριση των υδάτινων πόρων, καθώς και την πρόβλεψη της ξηρασίας, τις πλημμύρες, τις μετακινήσεις πρανών και άλλων καταστροφών. Ο κύκλος του νερού αποτελείται από εξατμισοδιαπνοή, μεταφορά υδρατμών, συμπύκνωση και καταβύθιση που ταυτόχρονα εκτελούν αποτελεσματικά μεταφορά της θερμικής ενέργειας, καθώς και την αμοιβαία αλληλεπίδραση μεταξύ ατμόσφαιρας και γης σε μεγάλο βαθμό έχουν επιρροή τόσο σε τοπικά καιρικά φαινόμενα όσο και σε καιρικά συστήματα σε παγκόσμια κλίμακα. Επίσης, η διανομή των θαλάσσιων πάγων κατά τη χειμερινή περίοδο, καθώς και η διανομή θαλάσσιων πάγων στις πολικές περιοχές και το κρύο των κλιματικών ζωνών συνδέεται με την παγκόσμια καιρικές μεταβολές, λειτουργεί ως δείκτης της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Τα πολλά σημαντικά θέματα στον τομέα αυτόν δεν περιορίζονται σε μελέτη των παγετώνων, αλλά επαφίονται και στους τομείς της μετεωρολογίας και της κλιματολογίας. i. Υψηλής ευκρίνειας DEM: Μια υψηλής ανάλυσης Ψ.Μ.Ε., με πολύ υψηλότερη ανάλυση από το υπάρχον Ψ.Μ.Ε. του ενός χιλιομέτρου, έχει τη δυνατότητα να κατασττήσει την ανάλυση της απορροής πιο ακριβή και αξιόπιστη. ii. Σύνολα δεδομένων της χρήσης της γης / κάλυψης της γης και τις αλλαγές τους: Αυτά τα δεδομένα θα συμβάλουν στην ανάλυση της ροής του νερού και στη διακύμανση της απορροής λόγω της χρήσης γης και των αλλαγών στην κάλυψη της γης. Χρησιμοποιώντας πρόσθετα δεδομένα μέσω δορυφόρου αυτό θα κάνει την έρευνα πιο επιτυχή.

Δέκτες

PRISM

PRISM είναι ένα παγχρωματικό ραδιόμετρο που λειτουργεί στο ορατό φως και στην εγγύς υπέρυθρη περιοχή του. Έχει τρία ανεξάρτητα τηλεσκόπια, το ναδιρικό για σχεδόν κατακόρυφη άποψη και τα εμπρός και πίσω τηλεσκόπια που εγκαθίστανται για στερεοσκοπική εικόνα κατά την κατεύθυνση της πτήσης του δορυφόρου. Ο δέκτης είναι τύπου push-broom και κάθε τηλεσκόπιο αποτελείται από τρία κάτοπτρα και πολλαπλούς CCD. Το ναδιρικό έχει χωρική ανάλυση 2.5m. Και τα τρία τηλεσκόπια καλύπτουν περιοχή πλάτους 35km όταν λαμβάνουν τριπλέτες εικόνων ενώ όταν λειτουργούν ανεξάρτητα το πλάτος φτάνει τα 70km. Τα παραγόμενα δεδομένα, παρέχουν ένα υψηλής ακρίβειας ψηφιακό μοντέλο επιφανείας (DSM). Επιπλέον ο PRISM έχει μια λειτουργία διόρθωσης των στρεβλώσεων από την περιστροφή της Γης και για τα τρία τηλεσκόπια, και κάνει λήψη εικόνων, επιλέγοντας αυτόματα την καλύτερη θέση για εξαγωγή εικόνας. Ο PRISM δεν μπορεί να παρατηρήσει περιοχές πέρα από 82 μοίρες νότια και βόρεια (γεωγραφικό πλάτος).

AVNIR – 2

Το AVNIR – 2 είναι ενα Ραδιόμετρο στο Ορατό και στο Εγγύς Υπέρυθρο και χρησιμοποιείται για επισκόπηση της γης και παράκτιων περιοχών. Παρέχει καλύτερους χάρτες χωρικής κάλυψη και χάρτες χρήσεων γης ταξινόμισης για παρακολούθηση περιβάλλοντος. Το AVNIR – 2 είναι μια αναβάθμιση του AVNIR, που βρισκόταν στον ADEOS, που εκτοξεύθηκε στον Αύγουστο του 1996. Το στιγμιαίο πεδίο ορατότητας του (IFOV) είναι η κύρια βελτίωση σε σχέση με το AVNIR. Επιπλέον οι λήψεις που παρέχει είναι χωρικής ακρίβειας της τάξης των 10m έναντι των 16m του AVNIR. Τα βελτιωμένα CCD (το AVNIR έχει 5,000 pixels ανά CCD, το AVNIR-2 έχει 7,000 pixels per CCD) και τα ηλεκτρονικά του είναι αυτά που του παρέχουν την καλύτερη ανάλυση. Η λειτουργία καταμήκος σκόπευσης άμεση παρατήρηση των ζωνών που έχουν πληγεί από καταστροφές είναι μια άλλη βελτίωση. Η γωνία κάλυψης του AVNIR-2 είναι από +44 έως -44 μοίρες. Ο AVNIR-2 δεν μπορεί να παρατηρήσει περιοχές πέρα από 88,5 μοίρες νότια και 88,4 μοίρες βόρεια (γεωγραφικό πλάτος).

Αρχείο:ALOSAVNIR2A073062140-O1B2G U 070608 UTM cropped 10m RGB321.jpg

PALSAR

Η Συγχρονισμένη συστοιχία τύπου L-band ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (PALSAR - Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar) είναι ένας ενεργός αισθητήρας μικροκυμάτων που χρησιμοποιεί L-Band συχνοτήτων για την επίτευξη παρατήρησης της γης ημέρα και νύχτα χωρίς σύννεφα. Παρέχει υψηλότερη απόδοση από το JERS-1 του ραντάρ συνθετικού διαφράγματος (SAR). Το PALSAR δίνει δεδομένα καλής ανάλυσης με συμβατικό τρόπο, αλλά το κύριο πλεονέκτημα του είναι το ScanSAR, το οποίο θα μας δώσει τη δυνατότητα να αποκτήσουν 250 έως 350 χιλιόμετρα πλάτος οι SAR εικόνες (ανάλογα με τον αριθμό των σαρώσεων) εις βάρος της χωρικής ανάλυσης. Αυτή η λωρίδα είναι τρεις έως πέντε φορές μεγαλύτερη από τις συμβατικές εικόνες SAR. Η ανάπτυξη του PALSAR είναι ένα κοινό πρόγραμμα μεταξύ της Ιαπωνικής Διυεύθυνσης Ανακάλυψης του Διαστήματος (JAXA) και του Ιαπωνικού Οργανισμού Συστηματικής Παρατήρησης Αποθεμάτων (JAROS).