Teledetekcja

 

Aktywne metody teledetekcyjne polegają na wysyłaniu sygnału, który jest następnie analizowany. Przykładem aktywnego systemu teledetekcji jest lidar. W przybliżeniu lidar można opisać jako szybko migającą latarkę, która wysyła pulsy światła. Jeżeli światło nie napotyka przeszkody na swojej drodze, to rozchodzi się bez zaburzeń. Natomiast kiedy napotyka przeszkodę, odbija się od niej; intensywność odbicia i szybkość powrotu sygnału umożliwia ocenę odległości do obiektu i o jego własnościach. Lidar służy np. do oceny ilości zanieczyszczeń w atmosferze. Cząstkami odbijającymi mogą być pyły zawieszone w atmosferze (aerozol atmosferyczny). Innym przykładem aktywnej teledetekcji jest radar, w którym mikrofale służą do oceny prędkości obiektu (np. lecącego samolotu obserwowanego z ziemi) lub do oceny jego odległości od radaru.

Pasywnymi technikami teledetekcyjnymi jest obserwacja dochodzącego sygnału. Np. kolor oceanu można ocenić z przestrzeni kosmicznej robiąc zdjęcie kamerą fotograficzną. W praktyce robi się sekwencję zdjęć w różnych kolorach. W pasywnych technikach teledetekcji wprowadza się różnego rodzaju poprawki. Dla przykładu, badając kolor oceanu z przestrzeni kosmicznej, trzeba wyeliminować przyczynek od światła dochodzącego bezpośrednio z atmosfery. Radiometry, fotometry czy kamery lotnicze są przykładami pasywnych instrumentów teledetekcyjnych.

Metody teledetekcyjne są zazwyczaj metodami odwrotnymi. W dużym skrócie metody odwrotne polegają na zgadnięciu rozwiązania a następnie na stopniowym poprawianiu rezultatów. Wyobraźmy sobie, że zrobiliśmy zdjęcia oceanu w dwóch kolorach (niebieskim i zielonym) i chcemy ocenić ilość chlorofilu w wodzie. Zakładamy pewną koncentrację chlorofilu i porównujemy, czy kolor oceanu obserwowany na zdjęciach jest zgodny z ilością barwnika (brak chlorofilu to błękitny ocean). Uwzględniamy przy tym, że część sygnału dochodzi z atmosfery ziemskiej (tzw. poprawka atmosferyczna). Jeżeli kolory nie są takie jak byśmy oczekiwali, to zmieniamy koncentrację barwnika i porównujemy ze zdjęciami jeszcze raz. Ten schemat jest używany w rozmaitych wariantach do oceny najrozmaitszych wielkości takich jak: prędkość wiatru na powierzchni ziemi, temperatura oceanu i temperatura powietrza, jakość i ilość plonów, ilość i rodzaj zanieczyszczeń w atmosferze.

Metody teledetekcyjne opierają się na analizie wielu podstawowych procesów fizycznych. Np. ocena ilości deszczu opiera się na dobrym zrozumieniu mikrofizyki chmur. Ocena koloru oceanu wymaga dobrego zrozumienia własności biologii morza, w szczególności fitoplanktonu. Ale podstawową techniką jest ocena wymiany promieniowania w atmosferze.