Encuesta integral sobre teledetección aeronáutica
3.2.1.1 Diseño de vuelos por teledetección
En el diseño de vuelos por teledetección, se consideran principalmente las siguientes cuestiones:
(1) Selección de plataforma de vuelo y sensores. La selección de una plataforma de vuelo aérea de teledetección debe considerar la baja altitud, la baja velocidad, la navegación automática, el rendimiento estable, la flexibilidad y la portabilidad de la aeronave. En la actualidad, el Mi-8, Twin Otter, An-12, IL-14 y otros aviones utilizados para vuelos aéreos de teledetección en mi país pueden cumplir con los requisitos. El sensor debe basarse en la imagen que se va a adquirir. Para la detección remota de los recursos mineros y el medio ambiente, se pueden utilizar sensores tanto fotográficos como de escaneo. La cámara aérea RC-10 tiene las ventajas de un marco de imagen grande, una pequeña distorsión y una alta resolución de lente. La parte de exposición automática tiene alta sensibilidad para el control de compensación de imágenes fotográficas a todo color, infrarrojos, color e infrarrojos en color, y puede obtener directamente imágenes fotográficas infrarrojas a todo color, color verdadero y color. Para estudiar campos térmicos en áreas mineras, se requieren escáneres infrarrojos térmicos aerotransportados. El escáner infrarrojo térmico doméstico JHY-2 tiene una banda operativa de 8 ~ 14 μm, una resolución espacial de 1 mrad y una sensibilidad a la temperatura de 0,1 °C, que puede cumplir plenamente con los requisitos.
(2) Selección de escala de imagen. En los vuelos de teledetección aérea multibanda, multifase y multiventana, la escala principal está determinada por el contenido principal de la investigación y el requisito de mayor precisión (resolución). En la investigación de teledetección de esta área minera, los métodos de fotografía deben cumplir con los requisitos de precisión del mapeo aéreo para garantizar la precisión del posicionamiento del mapeo en serie a gran escala. La posición de otras imágenes fotográficas escaneadas se unifica en la imagen de escala principal.
Al elegir una escala para la fotografía aérea de teledetección, un principio a considerar es si se pueden identificar las características más pequeñas del terreno. Para una función de 2 mx 2 m, el tamaño de la imagen en una buena imagen debe ser superior a 0,2 mm y la escala de la imagen no debe ser inferior a 1/10000. Además, la escala debe seleccionarse en función del tamaño del punto ciego en la fotografía de edificios. Como se muestra en la Figura 3-2, hay un edificio con una altura H a una distancia R del punto cenital. Se generará una zona ciega fotográfica con un ancho de r=hR/(H-h) en el suelo en el lado del edificio alejado del punto cenital. Mediante una simple transformación de esta fórmula se puede invertir la proporción de imágenes aéreas, es decir,
Investigaciones sobre monitoreo dinámico y análisis de las condiciones ambientales en zonas industriales y mineras
Figura 3 -2 Diagrama esquemático de puntos ciegos fotográficos
Si el edificio generalmente no es demasiado alto, de cinco a siete pisos, la altura promedio es de 15 m. Si se requiere que R = 300 m y la zona muerta de la fotografía no sea superior a 3 metros, la altitud de vuelo es:
h = 15(303)/3 = 1515(m)
Entonces la imagen La relación es:
1/M = f/H = 0.152/1515≈1/10000.
Donde f es la distancia focal de la cámara (unidad m).
Se puede ver en el análisis anterior que diferentes objetos de investigación de teledetección deben tener diferentes escalas de imágenes y, en última instancia, se debe seleccionar la mejor escala en función de varios factores. Durante este vuelo, se utilizó fotografía infrarroja en color para determinar la escala principal. Teniendo en cuenta la necesidad de actualizar el mapa topográfico del área minera y la función principal de la teledetección aérea, finalmente se determinó que la escala de imagen era 1:5000.
(3) Requisitos de resolución de imagen y tasa de superposición de fotografías. La posibilidad de detectar e identificar objetivos terrestres depende principalmente de la resolución terrestre de la imagen o de la separación mínima del suelo (M). La resolución del terreno depende de la resolución de la imagen y la escala de la imagen, es decir:
Investigación sobre monitoreo dinámico y análisis de las condiciones ambientales en áreas industriales y mineras
donde d es la distancia mínima del terreno (m), r ' es la resolución de la fotografía de aviación (pares de líneas/mm). Se puede ver que diferentes escalas de imágenes y combinaciones de escalas de imágenes producirán diferentes resoluciones terrestres para satisfacer diferentes necesidades de estudios de teledetección. Dado que el centro de la fotografía aérea es el punto de proyección, sus características geométricas y la fotografía de plataforma baja provocarán un gran desplazamiento del punto de la imagen, y la resolución de la imagen central y la imagen del borde serán muy diferentes. Para una distancia focal de cámara de 152 mm, las resoluciones de las imágenes del centro y del borde son 100 pares de líneas/mm y 30 pares de líneas/mm respectivamente. Por lo tanto, para una fotografía aérea infrarroja en color con una escala de 1:10000, la resolución terrestre es. 0,05 m × 0,05 m ~ 0,65438 respectivamente. Esta resolución generalmente cumple con los requisitos para aplicaciones de detección remota en áreas mineras.
Para cumplir con los requisitos del mapa geológico del área minera, la tasa de superposición de fotografías de fotografías infrarrojas en color en la dirección del túnel no es inferior al 60%, la tasa de superposición en la dirección lateral no es menos del 15% y no debe haber lagunas.
Las imágenes de escaneo infrarrojo térmico requieren conexiones de borde.
(4) Selección de fase de imagen y condiciones atmosféricas. En este estudio, la investigación del estado del uso de la tierra en las zonas mineras es una de las tareas importantes. Además de grandes áreas de plantas naturales, suelo, rocas y cuerpos de agua, también hay muchas características del suelo procesadas artificialmente, como cemento, asfalto, baldosas de cerámica, etc. Para mostrar completamente la información de varios tipos de uso del suelo y mejorar la eficiencia de la interpretación, es muy importante seleccionar las mejores imágenes de fase temporal. La naturaleza es un gran ecosistema, y la hidrología superficial, el suelo y la vegetación son información perspectiva importante que refleja las diferencias en la superficie. El período con la mayor diferencia es también el período con la mayor diferencia espectral de varios objetos terrestres. También es el mejor período de obtención de imágenes para estudios de teledetección del estado del uso de la tierra, lo que se denomina la mejor fase.
Para diferentes zonas climáticas y zonas ecológicas naturales, las fases óptimas son obviamente diferentes. Para el norte de China, el mejor período debería ser de mediados a finales del otoño, cuando los bosques, los pastizales y las tierras de cultivo son más fáciles de distinguir. La mayoría de los cultivos han sido cosechados y la morfología de la superficie es fácil de identificar, lo que favorece el reconocimiento aéreo. cartografía. Además, intenta elegir una estación y hora en la que el sol esté alto. En este momento, la sombra del objeto terrestre es mínima, el rendimiento de respuesta del sensor es mejor y también se mejorará el rendimiento de interpretación.
El impacto de las condiciones atmosféricas en la calidad de la imagen no se puede ignorar durante la fotografía aérea. Generalmente, debes optar por tomar fotografías en un clima parcialmente nublado con alta visibilidad. Investigaciones anteriores han demostrado que las fotografías tomadas en días nublados con mayor visibilidad atmosférica suelen ser mejores que las fotografías tomadas en días soleados en términos de claridad de imagen, rendimiento de interpretación y contornos de los objetos.
3.2.1.2 Vuelo aéreo por teledetección
El vuelo por teledetección es una tarea indispensable e importante en la investigación de teledetección aérea. La calidad del vuelo afectará directamente a la calidad de la información obtenida. Toda la misión incluye dos etapas: fotografía aérea infrarroja en color y vuelo de escaneo infrarrojo térmico.