1. Czy Polska jest członkiem Europejskiej Agencji Kosmicznej?

Tak

2. Czy na orbitach okołoziemskich są polskie systemy satelitarne?

Tak

3. Wyjaśnij, co oznaczają następujące akronimy:

LANDSAT - Landscape Satelite, Satelita do Badania Lądów

MSS - Multispectral Scanner, Skaner Wielospektralny

ESA - European Space Agency, Europejska Agencja Kosmiczna

LANDSAT 7 - Landscape Satelite, satelita z amerykańskiego programu Landsat z głównym instrumentem na pokładzie ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus)

TM - Thematic Mapper - instrumenty na satelitach Landsat służące do zbierania obrazów

NASA - National Aeronautics and Space Administration, Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej

A dodatkowo:

• SPOT - Système Probatoire d'Observation de la Terre lub Satellite Pour l'Observation de la Terre, system obserwacji terenu

• HRG - High Resolution Geometric

• HRV - High Resolution Visible

• IRS - Indian Remote Sensing Satellite,

• ETM(+) - Enhanced Thematic Mapper(plus )

• RBV - Return Beam Vidicon

• DTM - Digital Terrain Mapping

• SCOR - Satelitarne Centrum Obserwacji Regionalnych

4. Co to jest piksel? Od czego pochodzi ta nazwa? Z jakim najmniejszym pikselem są obecnie rejestrowane obrazy satelitarne dla potrzeb cywilnych?

Najmniejszy, niepodzielny, jednolity element obrazu cyfrowego. Skrót od Picture element, czyli element obrazu. Najmniejszy piel dla celów cywilnych to: 0,41x0,41m dla PAN i 1,65x1,65m dla MS (Satelita GeoEye-1)

5. Wyjaśnij następujące pojęcia:

a. rozdzielczość spektralna - liczba i zakresy kanałów spektralnych rejestrowanych przez dany skaner

b. rozdzielczość czasowa - przedział czasowy, który oddziela jedne operacje obrazowania skanera od drugich dla danego terenu; czas, co który skaner jest w stanie podać nam dane tego samego terenu; parametr określający, co jaki czas skaner obrazuje ten sam obszar powierzchni Ziemi.

c. obraz panchromatyczny - obraz powstający w wyniku rejestracji całego odbitego promieniowania z zakresu widzialnego. Zróżnicowanie promieniowania na takim obrazie możemy przedstawić za pomocą skali szarości.

d. obraz hiperspektralny - obraz który cechuje kilkadziesiąt (>60) wąskich zakresów (<15nm) spektralnych; np. HyMap, AVIRIS

e. rozdzielczość radiometryczna - ilość poziomów, na które jest podzielony zakres sygnału odbieranego przez czujnik. Rozdzielczość radiometryczna podawana jest w ilościach bitów.

f. rozdzielczość przestrzenna - terenowa wielkość piksela

g. obrazy wielospektralne - obrazy, które cechuje kilka szerokopasmowych zakresów spektralnych; np. Landrat TM, SPOT.

h. obrazy o bardzo wysokiej rozdzielczości przestrzennej - obrazy, dla których piksel terenowy ma wartość pojedynczych metrów i mniej (najczęściej poniżej 1m).

dodatkowo:

orbita heliosynchroniczna- orbita której kąt miedzy płaszczyzną orbity a kierunkiem do Słońca jest zawsze taki sam w ciągu roku, czyli satelita nad danym obszarem przelatuje zawsze o takim samym czasie miejscowym (uzależnionym od szerokości geograficznej). Na orbicie tej systemy podążają w swym obiegu za pozornym ruchem Słońca. Wysokość orbity- 400- 900km

orbita geostacjonarna- to orbita okołoziemska, która zapewnia krążącemu po niej satelicie zachowanie stałej pozycji nad wybranym punktem równika Ziemi. Orbita geostacjonarna jest orbitą kołową zawartą w płaszczyźnie równika. Systemy poruszające się po tej orbicie charakteryzuje taka sama ich prędkość kątowa jak prędkość obrotowa Ziemi. Z tego też powodu ma się wrażenie, że stoją one w miejscu. Wysokość orbity- 36 000km.

6. W jakim kolorze będzie roślinność zielona na kompozycji barwnej RGB 543 utworzonej z kanałów spektralnych obrazu satelitarnego LANDSAT TM. Zilustruj to odpowiednim rysunkiem i przedstaw swój tok rozumowania.

Roślinność będzie jaskrawo zielona, bo kolor zielony na zdjęciu jest rejestrowany za pomocą podczerwieni-G4 (kanału spektralnego 4), a jak wiadomo roślinność najlepiej odbija promieniowanie podczerwone przez co będzie bardzo widoczna na zdjęciu a jej kolor będzie nasycony.

7. W jakim kolorze będzie roślinność zielona na kompozycji barwnej RGB 452 utworzonej z kanałów spektralnych obrazu satelitarnego LANDSAT TM. Zilustruj to odpowiednim rysunkiem i przedstaw swój tok rozumowania.

Roślinność zielona będzie w kolorze ciemnobordowym. Największe odbicie promieniowania dla roślinności notujemy w kanale 4 (49%), w kanale piątym - 32% w kanale 2 - 11%. Po przemnożeniu razy współczynniki dla danych kanałów otrzymujemy że w barwie uczestniczą kolory: czerwony i niebieski. Wartość tych kolorów jest niska, dlatego barwa jest ciemna.

8. Kiedy wystrzelono pierwszego satelitę na orbitę okołoziemską?

1957

9. Jakie systemy satelitarne umożliwiają TWORZENIE MODELI RZEŹBY TERENU (wymień dwa różne)? W jaki sposób było, a w jaki sposób jest możliwe obecnie uzyskanie obrazów stereoskopowych z pułapu satelitarnego?

SPOT'y, bo posiadają DTM - digital terrain model. ASTER

W systemie SPOT. Na pokładzie satelity SPOT są zainstalowane dwa identyczne skanery HRV. Umieszczone są one w taki sposób, że obrazują dwa, zachodzące na siebie pasy ziemi. Możliwość wykonywania zdjęć tego samego terenu z dwóch różnych orbit, sprawia że umożliwia to stereoskopową obserwację obszaru. Mamy tu do czynienia z bazą fotografowania i wspólnym pasem pokrycia.

10. Co oznacza określenie zapis „8-bitowy”? Jaką informację można zapisać na 1 bicie, a

jaką na 1 bajcie?

Bit- w ang. kawałek, skrót od binary digit, czyli cyfra dwójkowa najmniejsza jednostka informacji potrzebna do określenia, który z dwóch równie prawdopodobnych stanów przyjął układ. Bit może przyjąć tylko wartość 0 lub 1

Rozdzielczość 8-bitowa sygnalizuje możliwość zapisania przez czujnik 256 poziomów sygnału.

• bajt =8 bitów  1 bit = 2¹ tonów 8 bitów = 2⁸ = 256 tonów

11. Czy z pułapu satelitarnego można wykonać numeryczny model rzeźby terenu?

Tak (ale słaba jakość będzie)

12. Jaki zakres promieniowania to promieniowanie cieplne? Do jakich zastosowań jest ono wykorzystywane? Wymień system satelitarny lub skaner rejestrujący to promieniowanie.

Te które posiadają kanał termalny- 10,4- 12,5 mikrometra, czyli Landsat 4,5,7

• kontrola zanieczyszczeń wód

• badanie szczelin lodowych, określanie typu lodu, wieku, grubości

• w geologii: wykrywanie zjawisk związanych z wydzielaniem dużej ilości ciepła (wulkany)

• w leśnictwie: wykrywanie pożarów lasów, badanie stanu zdrowotnego lasu

• w oceanografii: wyznaczenie granic prądów morskich, źródeł wody, zasięgu zanieczyszczeń

• badanie obszarów podmokłych, zawartości wody w glebie, plano. przestrzenne;

• badanie anomalii cieplnych i inwersji termicznych

13. Jak mały (podaj wymiary) obiekt można rozpoznać na zdjęci satelitarnym zarejestrowanym z pikselem 5x5 m? Uzasadnij odpowiedź. Podaj przykłady. Od czego zależy rozpoznanie obiektów na zdjęciach?

(obiekt można rozpoznać jak jest widoczny na 3 pikselach)

14. Jak mały (podaj wymiary) obiekt można rozpoznać na zdjęciu satelitarnym zarejestrowanym z pikselem 10x10 m? Uzasadnij odpowiedź. Podaj przykłady. Od czego zależy rozpoznanie obiektów na zdjęciach?

(obiekt można rozpoznać jak jest widoczny na 3 pikselach)

15. Z wykorzystaniem których (podać ich parametry) obrazów satelitarnych opracował(a)byś bazę danych o pokryciu terenu dla swojej gminy (podaj krótką charakterystykę gminy i uzasadnienie wyboru obrazów satelitarnych)? Jakie elementy są istotne przy wyborze danych do tego rodzaju zastosowania?

Zależy jak dużą chcę mieć mapę i jak duży jest teren. Przyjmujemy, że miasto ma 25x 25km. Dla takich obszarów najczęściej przyjmowana jest skala 1:25 000. W tej skali 0,1mm to 2,5m w terenie. Teraz patrzą jaki satelita ma piksel maksymalnie 2,5m na 2,5m: QuickBird (2.44 x 2.44m), WorldView1 (0.5 x 0.5m), WorldView2, GeoEye.

16. Z wykorzystaniem których (podać ich parametry) obrazów satelitarnych opracował(a)byś bazę danych pokrycia terenu dla swojego rodzinnego miasta (podaj jego krótką charakterystykę i uzasadnienie wyboru obrazów satelitarnych)? Jakie elementy są istotne przy wyborze danych do tego rodzaju zastosowania?

INNE PYTANIA:

• Podaj informacje o QuickBird

• system satelitarny o bardzo dużej rozdzielczości przestrzennej VHR

• wysokość orbity- 450km

• rozdzielczość spektralna zawiera się w przedziale 0,45 - 0,90 µm.

• sensory: panchromatyczny i wielospektralny (4 kanały- niebieski, zielony, czerwony, bliska podczerwień).

• rozdzielczość przestrzenna: 0,61 x 0, 61m PAN; 2,44 x 2,44m MS

• wielkość sceny (obrazowany pas): 16 x 16 km (teren "zapisany" na pojedynczym zdjęciu).

• rozdzielczość czasowa- 1- 4 dni.

• Podaj informacje o IKONOSIE

• system satelitarny o bardzo dużej rozdzielczości przestrzennej VHR

• wysokość orbity- 681-709 km

• rozdzielczość spektralna zawiera się w przedziale 0,45 - 0,88 µm.

• 2 sensory: panchromatyczny i wielospektralny (4 kanały- niebieski, zielony, czerwony, bliska podczerwień).

• rozdzielczość przestrzenna: 0,82 x 0,82m PAN; 3,28 x 3,28m MS

• wielkość sceny (obrazowany pas): 11 x 11 km (teren "zapisany" na pojedynczym zdjęciu).

• rozdzielczość czasowa- 3 dni.

• Napisz dwie kompozycje RGB w SPOCIE5, żeby zieleń na zdjęciu satelitarnym była czerwona

RGB- 321, 312

• Skala map na podstawie satelity IKONOS

Patrzę jaka jest rozdzielczość przestrzenna satelity- 4m, przydzielam 4m=0,1mm i obliczam skale, czyli 1:40 000, dalej przydzielam 4m=0,2mm i 4m=0,3mm. Z tego mamy:

Skale dla piksela 4x4m- 1:40 000, 1:20 000, 1:13 000

Skale dla piksela 1x1m- 1:10 000, 1:5 000, 1:3 500

• Który system satelitarny tworzy ukształtowanie terenu?

SPOT'y, bo posiadaja DTM - Digital Terrain Model

• Zastosowanie zdjęć satelitarnych do potrzeb gospodarki przestrzennej.

• aktualizacja map i baz danych - np. zmiany w pokryciu terenu

• inwentaryzacja terenów zielonych

• pozyskiwanie danych geometrycznych i informacji tematycznej

• tło do prezentacji planów i zamierzeń gminy

• monitorowanie wód i in.

• Które systemy umożliwiają tworzenie map rozkładu temperatury?
  Te które posiadają kanał termalny- 10,4- 12,5 mikrometra, czyli Landsat 4,5,7

• Podaj 2 kompozycje RGB na SPOT5, gdzie roślinność jest zielona.
  RGB- 132, 231

• Podaj 3 przykłady realnego wykorzystania zdjęć lotniczych i satelitarnych do badania środowiska naturalnego.    Monitoring wód, Monitoring stanu roślinność Monitorowanie pożarów

• W jakiej skali wydrukujesz mapę utworzoną na podstawie obrazów zarejestrowanych przez Landsat ETM+ (rachunek + odp)?

Patrzę jaka jest rozdzielczość przestrzenna satelity- 30 m, przydzielam 30m=0,1mm i obliczam skale, czyli 1:300 000, dalej przydzielam 30m=0,2mm i 30m=0,3mm. Z tego mamy:

Skale dla piksela 30x30m- 1:300 000, 1:150 000, 1:100 000

Skale dla piksela 15x15m- 1:150 000, 1:75 000, 1: 50 000

• Czy dany obiekt w podanym systemie satelitarnym będzie widoczny np. pośród łąk:

- rzeka 30m w SPOT4 - będzie widoczna ze względu na wielkość piksela w panchromatycznym (rzeka będzie miała 3 piksele szerokości). Oraz na zdjęciu wielospektralnym (ponieważ podczerwień jest pochłaniana przez wodę, która jest czarna na tle jasnych roślin łąkowych).

- droga 8m w TM - nie będzie widoczna bo jest za wąska

- strumyk 20m w TM - będzie ponieważ piksel ma 30 x 30m, więc będzie przeważał na przestrzeni piksela, w paśmie podczerwonym woda jest czarna a rośliny bardzo jasne, więc będzie widoczny duży kontrast.

---