powrót

Zdzisław Kurczyński

Nowa era geoinformatyki

Radarowa misja topograficzna promu kosmicznego Endeavour. 20 lutego zakończyła się 9-dniowa misja promu kosmicznego Endeavour, o której pisaliśmy już w GEODECIE 3/2000. Głównym jej zadaniem było pozyskanie dla ponad 80% powierzchni globu ziemskiego przestrzennych danych topograficznych o jakości odpowiadającej mapom średnioskalowym. Zapowiada się nowa era „przemysłu” geoinformatycznego. O tym, na czym polega niezwykłość misji i na co możemy liczyć, pisze Zdzisław Kurczyński.

Obrazowanie radarowe
Radar kartograficzny, tzw. radar bocznego wybierania (SLAR – Side Looking Airborne Radar), znany jest już od lat 50. Obrazowanie w zakresie radarowym polega na wysłaniu w bok od trajektorii samolotu silnej i skupionej w „wachlarz” wiązki mikrofal i pomiarze powracającego echa. Zarejestrowana różnica czasu powrotu odbitego sygnału, odpowiadająca różnej odległości nachylonej od obiektów terenowych, tworzy linię obrazu. Kolejno wysyłane impulsy generują następne linie, a w rezultacie powstaje obraz pasa terenu o szerokości od kilkunastu do kilkudziesięciu kilometrów równoległy do trajektorii. Unikalną cechą tego systemu obrazowania jest jego całkowita niezależność od warunków oświetleniowych (radar jest systemem aktywnym, sam „oświetla” teren wiązką mikrofal) oraz praktycznie niezależność od warunków atmosferycznych (radar „widzi” przez chmury). Wadą systemów SLAR była niska zdolność rozdzielcza obrazu (rzędu kilkudziesięciu metrów z pułapu samolotu), limitowana w pierwszym rzędzie długością anteny.
Postępem w obrazowaniu mikrofalowym jest radar z anteną „sztuczną” SAR (SAR – Synthetic Aperture Radar). Dzięki technikom przetwarzania danych antena jest tak „długa” jak odległość, którą przebył sensor w czasie odbierania sygnału. W tym systemie wysyłana wiązka jest spójna, a w odbieranym echu rejestruje się zarówno amplitudę, jak i fazę sygnału odbitego. Ponieważ wysyłana wiązka nie jest tak bardzo skupiona jak w systemie SLAR, więc każdy punkt terenowy będzie „oświetlony” przez kilka kolejno wysłanych impulsów.
Odbicia te interferują ze sobą, tworząc tzw. hologram mikrofalowy (obraz pierwotny). Skomplikowana obróbka tego obrazu (dawniej w laserowym kanale optycznym, obecnie na drodze cyfrowej) daje po wizualizacji wynikowy obraz radarowy (obraz wtórny) o zdolności rozdzielczej rzędu kilku metrów, co przy systemie SLAR wymagałoby użycia anteny o długości od kilkuset metrów do kilku kilometrów. Systemy SAR są instalowane zarówno w samolotach, jak i satelitach. Typowa zdolność rozdzielcza systemów satelitarnych zawiera się w przedziale 10-100 m, chociaż i rozdzielczości submetrowe są możliwe. Wykorzystuje się długości fal w zakresie λ=3 cm (pasmo X), λ=5 cm (pasmo C) i λ=25 cm (pasmo L). Lata 90. przyniosły rozwój satelitarnych systemów radarowych. Można tu wspomnieć system SEASAT (pasmo L, 1978 r.), ERS-1/2 (pasmo C, 1991 r.), J-ERS (pasmo C, 1992 r.), RADARSAT (pasmo C, 1995 r.), SIR-C/X-SAR (pasmo L i C, dwie misje promu kosmicznego w 1994 r). Część z tych systemów działa nadal i jest szeroko stosowana do różnych opracowań teledetekcyjnych, a zakres ich użyteczności jest porównywalny z rozpowszechnionymi systemami pracującymi w zakresie optycznym.

Pełna treść artykułu w sierpniowym wydaniu GEODETY

powrót