1

1  ДАЉИНСКА ДЕТЕКЦИЈА ........................................................................................................... 2 

1.1  Објекат ............................................................................................................................................................... 4 

1.2  Електромагнетна енергија ............................................................................................................................. 4 

1.3  Електромагнетни спектар .............................................................................................................................. 5 1.3.1  Подручје Γ и X зрачења ........................................................................................................................... 6 1.3.2  Ултраљубичасто подручје ....................................................................................................................... 7 1.3.3  Видљиво подручје .................................................................................................................................... 8 1.3.4  Инфрацрвено подручје ............................................................................................................................. 9 1.3.5  Микроталасно подручје ......................................................................................................................... 11 1.3.6  Подручје радио таласа ............................................................................................................................ 12 

1.4  Расподела Сунчеве енергије и вештачки извори ..................................................................................... 12 

1.5  Интеракција са атмосфером ........................................................................................................................ 13 

1.6  Интеракција са објектом .............................................................................................................................. 17 

1.7  Спектар рефлексије ....................................................................................................................................... 25 

1.8  Сензори ............................................................................................................................................................ 26 

1.9  Резолуција ........................................................................................................................................................ 28 1.9.1  Спектрална резолуција ........................................................................................................................... 29 1.9.2  Просторна резолуција ............................................................................................................................ 29 1.9.3  Радиометријска резолуција .................................................................................................................... 31 1.9.4  Темпорална резолуција .......................................................................................................................... 32 

1.10  Прикупљање података ............................................................................................................................. 33 1.10.1  Анализа ............................................................................................................................................... 33 1.10.2  Интерпретација .................................................................................................................................. 34 1.10.3  Податак ............................................................................................................................................... 35 

1.11  Сателитске мисије ..................................................................................................................................... 36 

2

1 Даљинска детекција

За одредбу значења термина “даљинска детекција” може се користи дефиниција коју је дала Евелин Пруит 1960. године по којој „Даљинска детекција представља метод прикупљања веродостојних информација путем система који нису у директном, физичком контакту са испитиваном појавом или објектом“ [4]. У литератури срећемо још и дефиницију по којој је даљинска детекција наука (у ширем смислу и уметност) о прикупљању података о Земљи без физичког контакта са њом.

Поступци прикупљања информација о објекту, површини или појави, већином на површини Земље, на темељу информација добијених помоћу уређаја који нису у директном контакту са објектом, површином или појавом од интереса називају се даљинска истраживања. Код нас се још примењују називи: даљинска опажања, даљинска детекција, теледетекција. На светским језицима користе се називи: Remote Sensing (енглески), Fernerkundung (немачки), Teledetektion (француски).

Даљинска детекција у ужем смислу обухвата анализу и интерпретацију различитих снимака делова Земљине површине, начињених са површине терена, из ваздушног простора или из космоса.

Основних седам елемента који учествују у поступку даљинске детекције су дати на следећој слици (Слика 1-1):

Слика 1-1 Седам основних елемената даљинске детекције

Извор енергије (А) – прва и основна компонента за даљинску детекцију је постојање извора енергије који осветљава или обезбеђује електромагнетну енергију за објекат од интереса.

3

Простирање и атмосфера (B) – како енергија путује од извора ка објекту кроз атмосферу, доћи ће до интеракције са атмосфером приликом проласка кроз њу. Ова интеракција ће се појавити и други пут, приликом повратка енергије од објекта од интереса ка сензору.

Интеракција са објектом (C) – када енергија нађе пут до објекта кроз атмосферу, долази до интеракције енергије и објекта, која зависи од особина самог објекта и енергије.

Снимање енергије (D) – након што се енергија рефлектовала или емитовала од стране објекта од интереса, одговарајући сензор (даљински – који није у контакту са објектом) прикупља и снима електромагнетну енергију (рефлектовану/емитовану енергију).

Пренос и процесирање (Е) – енергија која је снимљена од стране сензора се шаље, често у електронском облику, у станицу за процесирање, где снимљена електромагнетна енергија добија облик слике.

Интерпретација и анализа (F) – представљају визуелни и/или дигитални начин екстракције информација о објекту од интереса.

Апликације (G) – финални елеменат даљинске детекције представаљају разне апликације које омогућавају боље разумевање проучаваног објекта и брже и ефикасније решавање одређених практичних проблема.

Суштина даљинске детекције као истраживачког метода може се једноставно шематски приказати као на следећој слици (Слика 1-2):

Слика 1-2 Даљинска детекција као истраживачка метода

4

Постоји објекат који се испитује. У наукама о Земљи ("геонауке"), међу које спадају геологија, геодезија, географија итд, објекат је површина Земље.

Објекат зрачи електромагнетну енергију. Ова енергија може бити сопствена, или рефлектована. Сопствена енергија је она коју сам објекат поседује и зрачи. Рефлектована енергија је енергија другог извора емитована ка објекту, било из природног, било из вештачког извора. Електромагнетна енергија садржи информације о својствима објекта који је зрачи.

Електромагнетну енергију региструје уређај - сензор. Сензор носи платформа. Платформа, или носач сензора, треба да омогући сензору систематску регистрацију електромагнетне енергије на већој површини терена. Платформа је, по правилу, покретна.

Регистровану електромагнетну енергију сензор даје у виду записа. Запис енергије назива се општим именом снимак. Снимак се проучава и на њему се издвајају подручја различитих својстава. Уочавање разлика у својствима и издвајање појединих подручја према тим разликама је анализа снимка.

Утврђене разлике у својствима се објашњавају, тј. даје им се значење са аспекта дисциплине у чије се сврхе метод и примењује. Тумачење разлика у својствима и одређивање њиховог значења назива се интерпретација. Она представља најзначајнији елемент у процесу даљинске детекције.

Резултат интерпретације и коначни производ примене метода даљинске детекције је податак. Он представља новину у односу на податке прикупљене другим методима истраживања.

1.1 Објекат 

Различите науке дефинишу објекат истраживања према својим задацима и потребама. У геонаукама, најшире посматрано, објекат је Земљина површина. Њеном истраживању може се прићи са различитих аспеката. У шумарству су истраживања усмерена на вегетациони покривач, у хидрологији на снежни покривач и распоред вода, док геолошке дисциплине имају своје специфичне интересе који се односе на утврђивање геолошке грађе одређеног терена. У даљинској детекцији истраживање је усмерено на прикупљање свих врста просторних података.

1.2 Електромагнетна енергија 

Одређене честице материје поседују електрични набој. Оне утичу на простор око себе и стварају електрично поље. Поље делује силом на сваки електрични набој који се налази у

5

њему. Честице са електричним набојем у покрету чине електричну струју. Електрична струја изазива даље промене околног простора и ствара магнетно поље. Магнетно поље такође делује силом на сваку честицу са електричним набојем у покрету. На тај начин измењено електрично поље ствара магнетно поље, а измењено магнетно поље ствара електрично поље. Настале промене воде ка увећању енергије у виду повезаних електричних и магнетних поља са временски и просторно променљивом јачином. Вектори електричне и магнетне јачине поља међусобно су управни, а у свакој тачки простора пружају се управно на правац распростирања енергије [48].

Слика 1-3 Простирање електромагнентне енергије

Електромагнетна енергија дакле настаје као резултат интеракције електричног и магнетног поља. Она се шири зрачењем кроз простор и за њу важи општи закон таласног кретања исказан обрасцем:

C = λ · f где су:

C - брзина светлости (2.998 x 108 m/s)

λ - таласна дужина, дефинисана као растојање између два максимума, или два минимума таласа

f - фреквенција или учесталост таласа, дефинисана као број целих таласа у секунди.

1.3 Електромагнетни спектар 

Најкраће таласне дужине обично се исказују у нанометрима, оне дуже у микрометрима и милиметрима, а најдуже у центиметрима и метрима. У приказу појединих зрачења све таласне дужине су, ради једноставније корелације, дате у микрометрима. Таласне дужине зрачења електромагнетне енергије варирају у веома широком распону. Са променом

6

таласне дужине мења се фреквенција, или учесталост таласа, интензитет зрачења електромагнетне енергије и његова продорност кроз атмосферу. Фреквенција таласа је обрнуто пропорционална таласној дужини. Јединица мере фреквенције таласа је херц [Hz], дефинисана као број таласа у секунди. Веће фреквенције таласа дају се у мегахерцима и гигахерцима. Скуп свих видова зрачења назива се спектар. Спектар електромагнетног зрачења, промене фреквенције и интензитета енергије зависно од таласне дужине и пропустљивости атмосфере за електромагнетно зрачење појединих таласних дужина приказује Слика 1-4.

Слика 1-4 Поређење енергије Сунца, продорности кроз атмосферу и

спектралних подручја која се користе у даљинској детекцији

Спектар електромагнетне енергије се дели на више подручја сличних карактеристика. Једно подручје обухвата више континуалних спектралних линија. Свака спектрална линија представља јединствену таласну дужину или фреквенцу. Главна подручја електромагнетног спектра чине подручје γ и x зрачења, ултраљубичасто подручје, видљиво подручје, инфрацрвено подручје, подручје микроталаса и подручје радиоталаса.

1.3.1 Подручје Γ и X зрачења 

Подручје γ и x зрачења има таласне дужине краће од 0.01 μm. Гама зрачење подразумева енергију која долази из атомских језгара. Продорност γ -зрака кроз атмосферу практично је занемарљива, те и интензитет енергије овог зрачења не долази до изражаја. С обзиром на веома ниску продорност γ-зрака кроз атмосферу њихово коришћење у даљинској детекцији је ограничено на веома кратка одстојања. X-зраци се, у част њиховог проналазача Рендгена, називају још и рендгенски зраци. Настанак електромагнетне енергије x-зрака везује се за кружење електрона око језгра. Наиласком на препреку електрони губе кинетичку енергију која делом прелази у електромагнетну енергију.

7

Распрострањење енергије произведене вештачки, путем електричних уређаја, носи назив рендгенско зрачење. Атмосферско пригушење x-зрака је изразито тако да ни интензитет њихове енергије није значајан. X-зраци се широко користе у медицини, при кристалографским испитивањима и испитивањима материјала уопште. У најширем смислу и оваква проучавања, без директног контакта са испитиваним објектом или појавом, могу се подвести под појам даљинске детекције.

Слика 1-5 Региони електормагнетног спектра [47]

У ужем смислу, међутим, ово су специјалистичка испитивања са веома блиских растојања, којима се даљинска детекција не бави. Може се, дакле, закључити да се рендгенски или X-зраци у даљинској детекцији не користе.

1.3.2 Ултраљубичасто подручје 

Ултраљубичасто подручје спектра (стандардна ознака: УВ = ultra violet) обухвата таласне дужине од 0.01 до 0.4 μm. Ово подручје се дели на три дела.

8

Слика 1-6 Ултраљубичасто подручје [47]

Далеки (у односу на видљиво подручје) део УВ подручја има таласне дужине у распону 0.01-0.2 μm, средњи 0.2-0.3 μm, а блиски део ултраљубичастог подручја 0.3-0.4 μm. Ултраљубичасти зраци могу потицати из природног или вештачког извора. Природни извор ултраљубичастих зрака је Сунце. Продорност кроз атмосферу зрака из далеког и средњег дела УВ подручја (0.3 μm) практично не постоји. У блиском делу, где таласне дужине износе 0.3-0.4 μm, продорност се повећава и количина енергије која од Сунца долази до површине Земље постаје значајнија. У даљинској детекцији ултраљубичасти део спектра се још увек доста ретко користи.

1.3.3 Видљиво подручје 

Видљиво подручје спектра електромагнетне енергије обухвата зрачења таласних дужина од 0.4 до 0.7 μm. Његове границе су постављене према осетљивости људског ока. Човек региструје зрачење енергије у видљивом подручју као тзв. "белу светлост". Према таласној дужини у видљивом делу спектра разликује се, међутим, више боја, од љубичасте са најкраћом (0.4-0.044 μm), преко плаве (0.44-0.5 μm), зелене (0.5-0.57 μm), жуте (0.57-0.59 μm) и наранџасте (0.59-0.62 μm), до црвене са највећом таласном дужином (0.62-0.7 μm).

9

Слика 1-7 Три основне боје, рефлексија и апсорпција

Спектар "беле светлости" може се генерализовати у три основне боје које садржи свака од осталих боја. Основне боје су плава (0.4-0.5μm), зелена (0.5-0.6 μm) и црвена (0.6-0.7 μm). Основни извор електромагнетне енергије видљивих зрака је Сунце. Њихова продорност кроз атмосферу је изузетно висока. Видљиви део стога представља традиционално највише и најчешће коришћено спектрално подручје у даљинској детекцији.

Слика 1-8 Видљиво подручје [47]

1.3.4 Инфрацрвено подручје 

Инфрацрвено подручје, означено као ИЦ подручје (стандардна ознака: IR = infrared) обухвата врло широк спектар зрачења чије таласне дужине варирају у распону од 0.7 до 1000 μm (0.7μm до 1 cm). У оквиру њега разликују се три дела (Слика 1-9).

10

Слика 1-9 Инфрацрвено подручје [47]

Блиски инфрацрвени део има таласне дужине 0.7-1.5 μm, средњи део 1.5- 5.6 μm, а далеки инфрацрвени део 5.6-1000 μm. Треба напоменути да су границе ових делова условне. Различити аутори и дисциплине их према својим потребама различито постављају. Према извору зрачења у оквиру инфрацрвеног подручја разликује се рефлектовани и емитовани или термални део. Рефлектовани део обухвата ИЦ радијацију која потиче од Сунчевог зрачења и одбија се од површине Земље, односно од објеката на њој. Таласне дужине рефлектованог ИЦ зрачења имају распон од 0.7 до 3 μm. У емитовани или термални део, спада инфрацрвено зрачење које непрекидно емитују атмосфера или Земљина површина, као и објекти на њој. Ово зрачење има таласне дужине које варирају у од 3 до 1000 μm. Термална енергија је кинетичка енергија хаотичног кретања честица материје. Хаотично кретање је узрок судара честица који изазивају промене у кружењу електрона. Идеални емитер термалне енергије назива се црно тело. Оно претвара термалну енергију у зрачење. Максимуми енергије термалног инфрацрвеног зрачења јављају се у опсезима таласних дужина 3-10 μm и 3-20 μm. Први опсег одговара црном телу температуре од 600 К, а други црном телу на температури од 300 К. Разлика између степена Келвина и степена Целзијуса је приближно 273. Апсолутна нула, температура од 0 К, има вредност од минус 273,16 °C .

Продорност рефлектованих инфрацрвених зрака кроз атмосферу је веома висока, приближна продорности видљивих зрака. Продорност емитованих, или термалних инфрацрвених зрака је генерално доста висока до таласних дужина од 14 μm. Таласи већих дужина су претежно пригушени у атмосфери и тешко се могу регистровати. Са аспекта даљинске детекције, термално ИЦ зрачење има већи значај од ИЦ зрачења Сунца и рефлектованог од Земљине површине. Термално ИЦ зрачење које емитује сам објект

11

зависи од његових унутрашњих својстава, те ће и количина, односно интензитет регистроване енергије исказивати та својства. Свако рефлектовано зрачење, те и инфрацрвено, зависи од спољних својстава објекта. Интензитет соларног ИЦ зрачења које рефлектује стенска маса зависиће у великој мери од спољних својстава као што су влажност, вегетациони покривач, боја стене и сл. Проблем, међутим, представља техника регистровања термалног ИЦ зрачења. Интензитет рефлектованог зрачења је знатно већи од емитованог па рефлектовани ИЦ зраци „прекривају” емитоване зраке. Температура Сунца одговара зрачењу црног тела загрејаног на око 6.000 К.

1.3.5 Микроталасно подручје 

Подручје микроталаса (Слика 1-10) обухвата зрачења великих таласних дужина чије се вредности крећу у распону од 1.000 μm (1cm) до 1.000.000 μm (1m). Извор зрачења микроталаса може бити природан, када микроталасе емитује површина Земље, или вештачки, где зраке опсега ових таласних дужина производи неки вештачки објекат. Продорност микроталасних зрака кроз атмосферу је изузетно велика, чак већа и од видљивих зрака. Ови зраци продиру кроз облаке, влагу у ваздуху, крошње дрвећа, чак и кроз плитке наслаге на површини терена као што су песковита подручја и алувијални седименти. Њихова примена у даљинској детекцији свакодневно се проширује.

Слика 1-10 Микроталасно подручје [47]

12

1.3.6 Подручје радио таласа 

Радиоталаси представљају зрачења великих таласних дужина, преко 1 m, која се користе за потребе радиокомуникација. Ова енергија је вештачког порекла, произведена од стране човека. У даљинској детекцији се користи изузетно ретко, само у специјалним случајевима.

1.4 Расподела Сунчеве енергије и вештачки извори  

Главни емитери електромагнетног зрачења су, дакле, Сунце, површина Земље и објекти на њој и вештачки извори које ствара човек. Сунце са температуром од 6000 К је извор највеће енергије зрачења. Количина ове енергије која стиже до Земљине површине није равномерно распоређена по спектралним подручјима, односно таласним дужинама. Табела 1-1 приказује учешће појединих делова спектра у расподели укупне енергије Сунчевог зрачења. Вештачки извори електромагнетне енергије су разноврсни и емитују зрачења различитих таласних дужина. Табела 1-2 приказује само неке од ових извора.

Део спектра λ(µm) % од ∑ енергије

Γ и X зраци <0.01 <0.02

Далеки УВ 0.01 – 0.2 <0.02

Средњи УВ 0.2 – 0.3 1.95

Блиски УВ 0.3 – 0.4 5.32

Видљиви 0.4 – 0.7 43.5

Блиски ИЦ 0.7 – 1.5 36.8

Средњи ИЦ 1.5 – 5.6 12.0

Далеки ИЦ 5.6 – 1000 0.41

Микро и радио таласи >1000 0.41

Укупно (∑) 100.00

Табела 1-1 Расподела енергије Сунчевог зрачења по деловима спектра

13

Извор Врста зрачења

Скенер са позитронском емисијом - зраци

Рендгенска цев X – зраци

Ултраљубичаста лампа УВ зраци

Електронски блиц фотоапарата Видљиви зраци

Ласер Видљиви зраци

Мотор са унутрашњим сагоревањем ИЦ зраци

Инфрацрвена лампа ИЦ зраци

Микроталасна пећ Микроталаси

Радар Микроталаси

УХВ ТВ одашиљач Микроталаси

УХВ ТВ одашиљач Радио таласи

Табела 1-2 Неки извори вештачке електромагнетне енергије

1.5 Интеракција са атмосфером 

Код даљинске детекције, Сунце је извор радијације за пасивне сензоре. Сунце не емитује исту количну радијације код свих таласних дужина. Слика 1-12 показује криву соларне радијације. Сунчева радијација мора да путује кроз Земљину атмосферу пре него што стигне до Земљине површине. Док путује кроз атмосферу, на радијацију утичу четири феномена: апсорпција, расејање, извор расејања и извор емитовања.

Слика 1-11 Интеракција са атмосфером

14

Апсорпција представља количину радијације коју апсорбује атмосфера. Расејање је количина радијације коју атмосфера расеје из поља вида. Извор расејања представља дивергентну соларну радијацију расејану у поље вида. Извор емитовања је поново емитована радијација после апсорпције.

Слика 1-12 Спектрална иридација Сунчевог осветљења на Земљину површину

На Сунчево спектрално зрачење на Земљину површину велики утицај има стање атмосфере и угао зенита Сунца. Поред директне Сунчеве светлости која пада на површину Земље, постоји још и такозвано зрачење неба, дифузно зрачење или светлост неба, које настаје растурањем Сунчеве светлости од стране молекула и аеросоли атмосфере. При ведром небу и углу Сунца од 50 степени, светлост неба представља 10% укупне Сунчеве светлости. На криви спектралне карактеристике, светлост неба има врхунац у вредности 0.45μm таласне дужине.

Слика 1-13 Угао зенита Сунца

15

Приликом проласка Сунчеве светлости кроз атмосферу долази до њене апсорпције и расипања због утицаја молекула и аеросоли атмосфере. Ова редукција Сунчеве светлости се назива пригушење, а његова вредност је дата коефицијентом пригушења.

Оптичка густина (дебљина) атмосфере одговара интегрисаној вредности коефицијента пригушења на свакој висини у простору атмосфере. Оптичка густина указује на величину апсорпције и расипања Сунчеве светлости. Следећи елементи утичу на пролазак Сунчеве светлости кроз атмосферу:

i. молекули атмосфере (мање величине од таласне дужине): карбон-диоксид, озон, нитроген гас, и други молекули;

ii. аеросоли (већи од таласне дужине): капљице воде од магле и паре, смог, прашина и други већи делови.

Расипања до којих долази услед интеракције са молекулима у атмосфери који су мањи од таласне дужине Сунчеве светлости називају се Rayleigh расипања. Rayleigh расипања су инверзно пропорционална четвртини снаге таласне дужине Сунчеве светлости.

Допринос молекула атмосфере оптичкој густини је скоро увек константан и у простору и у времену, понекад долази до варијација које пре свега зависе од годишњег доба и латитуде и места које се посматра.

Расипања која настају под утицајем аеросоли, која су већа од таласне дужине Сунчеве светлости, се називају Mie расипања.

Извори аеросоли су најчешће морска вода и прашина која у атмосферу одлази ветровима са површине воде и Земље, затим прљавштине из урбаних средина, индустријски дим, пепео из вулкана итд., и они варирају у зависности од локације и времена. Такође на оптичке карактеристике и величине, утичу промене влажности и температуре, што отежава могућност мерења утицаја ефекта аеросоли на расипање. Расипања, апсорпција и пропуштања кроз атмосферу су различита за различите таласне дужине. Слика 1-14 приказује пропуштања кроз атмосферу.

16

Слика 1-14 Спектрална карактеристика пропуштања кроз атмосферу

Следећа слика (Слика 1-15) приказује спектрална пропуштања, или конверзију апсорпције са различитим молекулима атмосфере. Отворени делови са већом пропустљивошћу се називају “атмосферски прозори”.

Слика 1-15 Карактеристика апсорпције у инфрацрвеној области од стране молекула атмосфере

Кратки приказ главних спектралних подручја показује да електромагнетно зрачење обухвата веома велики број зрака различитог настанка, таласне дужине, фреквенције, интензитета, те стога и различите применљивости у даљинској детекцији. Даљинска детекција испитује својства површине Земље без директног контакта, тј. са растојања која се мере декаметрима, хектометрима, најчешће километрима, десетинама и стотинама километара. Зраци електромагнетне енергије, која потиче из природног или вештачког извора, емитоване или рефлектоване, морају између извора и сензора да пређу одређени пут кроз атмосферу. Пропустљивост атмосфере није једнака за зраке различитих таласних дужина. Зрачење из појединих подручја бива потпуно или у знатној мери пригушено у атмосфери. За поједине делове спектра атмосфера је пак потпуно пропустљива. Подручја где је пригушење минимално, односно продорност зрака највећа, називају се прозори. Распоред главних прозора гасовите атмосфере приказује Табела 1-3.

17

Табела 1-3 Атмосферски прозори

Главни прозори у гасовитој атмосфери према табели 2-3 леже у подручјима блиског ултраљубичастог зрачења, видљивих зрака, блиског инфрацрвеног (тј. рефлектованог) зрачења, у уским зонама термалног инфрацрвеног (тј. емитованог) зрачења и у широком дијапазону микроталаса. Са изузетком блиског УВ дела, наведена подручја истовремено показују и врсте електромагнетне енергије које се најчешће и рутински користе у даљинској детекцији.

1.6 Интеракција са објектом 

Таласи који се нису апсорбовали или расули у атмосфери стижу до Земље и долази до интеракције са површином Земље.

Прозор (λ у μm) Врста зрака

0.3 - 1.1 УВ, видљиви, рефлектовани ИЦ

1.5 - 1.8 рефлектовани ИЦ

2.0 - 2.4 рефлектовани ИЦ

3.0 - 5.0 термални ИЦ

8.0 - 14.0 термални ИЦ

18

Слика 1-16 Интеракција са објектом од интереса

Када енергија или упадно зрачење стигне до површине Земље, настају три форме интеракције: апсорпција(А); трансмисија или пропопуштање (Т) и рефлексија (Р).

Дејство укупне упадне енергије на површину ће се показати на један од ова три начина. Размера сваког од ових дејстава зависиће од таласне дужине упадне енергије, материјала на који долази енергија и стања датог материјала, тј. објекта.

Слика 1-17 Апсорбција, трансмисија или рефлексија

Апсорпција (А) се дешава када се енергија односно зрачење апсорбује у објекту од интереса, трансмисија се дешава када зрачење прође кроз објекат (циљ) посматрања. Рефлексија (Р) се дешава када зрачење “уђе” у објекат и кад дође до редирекције. У даљинској детекцији, мерење рефлектованог зрачења од објекта је од највећег интереса.

Постоје два типа рефлексије, који представљају два екстремна начина како се енергија рефлектује од објекта односно циља: рефлексија огледала и дифузна рефлексија.

Када се ради о глаткој површини говори се о тзв. рефлексију огледала, где се сва (или скоро сва) енергија рефлектује од површине у једном правцу. Дифузна рефлексија се

19

дешава када је површина “храпава” односно неравна и тада се енергија рефлектује униформно у скоро свим правцима.

Слика 1-18 Рефлексија огледала и дифузна рефлексија

Спектрална рефлексија би, по претпоставци, требала да се разликује за сваки тип земљишног покривача. Овај принцип нам у многим случајевима омогућава идентификацију земљишног покривача уз помоћ даљинске детекције, тако што се посматра спектрална рефлексија или спектрално зрачење са велике удаљености од посматране површине.

Хлорофил је пигмент, хлорофил типа а је главни фотосинтетички пигмент (садрже га све зелене биљке). Постоји и помоћни пигменти, хлорофил типа б, ц, д. Тип б садрже биљке, а ц и д алге. Хлорофил апсорбује светлост од љубичасте до плаве и црвене таласне дужине, зелена боја се не апсорбује па се она рефлектује, тако да нам тај ефекат рефлектовања даје привид зелене боје лишћа. Лишће изгледа “зеленије” лети, кад је количина хлорофила у њему у максимуму. У јесен, мања је количина хлорофила у лишћу, што узрокује мање апсорпције и пропорционално томе више рефлексије црвене таласне дужине, тако да нам се лишће чини жуто или црвено.

20

Слика 1-19 Интеракција са вегетацијом

Интерна структура здравог лишћа понаша се као изврстан дифузни рефлектор за блиско инфрацрвене таласне дужине. Да су људске очи остељиве на ову блиско инфрацрвену таласну дужину, дрвеће би се чинило веома светло. Мерење и праћење рефлексије за блиско инфрацрвене таласе је један од начина који научници користе како би установили здравље (болест) вегетације. Однос различитих спектралних рефлексија које бележи опрема за даљинску детекцију, представља критичну тачку у тачном тумачењу и идентификацији оштећених и болесних биљака.

Слика 1-20 Црвена ивица лишћа

Унутрашњи слој мезофилних ћелија узрокује велику рефлексију инфрацрвених таласа. Хлорофилни слој је прозиран за таласе који су близу инфрацрвених. Нагло повећање рефлектованих таласа које почиње одмах иза црвеног региона видљивог дела светлости па све до близу инрацрвеног региона, је оно што представља привид црвене ивице лишћа. На слици Слика 1-20 се види ово повећање рефлектовања на делу негде око 0.7µm таласне дужине. Ова гранична таласна дужина се помера у зависности врсте лишћа које

21

посматрамо. Како је лишће старије односно зрелије, хлорофил ће апсорбовати незнатно дуже таласне дужине у видљивом делу спектра црвеног региона.

Стресни фактори, као што су суша, болест, навала корова и штета од инсеката, доводе до оштећења биљке. Ове штетни узроци доводе до физиолошких измена у самим биљкама. Оштећене биљке ће имати спектралну рефлексију другачију од нормалних биљки у истом узрасту.

Слика 1-21 Пример рефлексије различитих дрвећа

Дужи таласи из области видљивих и инфрацрвених се више абсорбују у води него кратки видљиви таласи. Због овога се вода чини плава или плаво-зелена у области кратких и тамнија уколико се посматра област око црвене или инфрацрвене таласне дужине. Уколико се у вишим слојевима воде налазе неке наслаге, муљ и слично онда долази до мање рефлексије и тамнијег изгледа воде.

22

Слика 1-22 Интеракција са водом

Овако посматрано може доћи до појаве мешања плитке (али чисте) воде и воде која има неке наслаге при врху, пошто су ова два феномена веома слична. Нпр, хлорофил у алгама апсорбује више плавих таласа, па је већа рефлексија зелене боје, што воду чини зеленијом у области где има алги. Изглед воде (храпавост, глаткоћа, плутајући материјали,...) могу такође да воде до грешке око интерпретације стања воде, рефлексије огледала, боје и осветљености.

На основу ових примера може се закључити да се, у зависности од комплексности објекта који се посматра и таласних дужина зрачења, посматрају различите реакције и механизми за апсорпцију, трансмисију и рефлексију. Мерењем енергије рефлексије (или емитовања) објекта на површини Земље, на различитом спектру таласних дужина, може се направити спектрални одзив (спектрални потпис) за тај објекат. Поређењем образаца који су настали на овај начин, могу се уочити разлике међу њима, што се не може постићи уколико се користи једна таласна дужина.

Слика 1-23 Однос рефлексије воде и вегетације

23

Нпр, вода и вегетација могу имати сличну рефлексију у видљивом опсегу, али су скоро увек различите рефлексије у инфрацрвеном опсегу. Спектрални одзив може бити и променљив, иако се ради рецимо о истом објекту, и до тих варијација долази због годишњег доба (лишће зелено-жуто), локације и сл. Уколико је познато “где гледати” у спектралном смислу, разумевање разних утицајних фактора на рефлексију од интереса, представља критичну тачку за тачну итерпретацију интеракције електромагнентног зрачења на површини Земље.

Различити објекти различито реагују на зрачење електромагнетним таласима (Сунчево светло, вештачки произведени микроталаси) или сами производе зраке различитих таласних дужина и интензитета. Разлике у јачини, спектралном систему и смеру одбијених или произведених зрака су специфичне за поједине објекте, а могу за истоврсне објекте зависити од њиховог стања (Слика 1-24). Ти су зраци заправо потписи, такозване „сигнатуре“ објеката, које се одговарајућим сензорима могу забележити, често са великих удаљености, те у облику снимка, аналогног или дигиталног, приказати и анализирати. На основу „сигнатуре“ објекти се могу препознати и разликовати, те се може закључивати о стању тих објеката (врста узгајане културе на одређеној површини, врсте дрвећа, здраво/болесно (инфицирано болешћу или нападнуто инсектима), врсте земљишта, суво/ влажно).

Поновним снимањем могуће је све појаве проматрати у времену, те уочавати и пратити промене. Резултати анализе података добијених методама даљинских истраживања јесу информације о објектима и појавама на површини Земље које су просторно одређене. Такве информације се могу тада укључивати у Географски информациони систем (ГИС) па се добија рачунарски систем који омогућава спајање, обраду, снимање и анализу различитих врста просторно одређених података који се могу приказати у облику тематских карата, статистичких или математичких модела.

24

Слика 1-24 Уопштени дијаграм спектралне рефлексије за различите природне и вештачке објекте

На слици изнад се може приметити да криве спектралне рефлексије бујне вегетације показују “врх и долина” приказ, где минимуми у видљивом делу спектра указују на пигментацију у лишћу дрвећа. Криве тла показују правилнију промену рефлексије. Фактори који утичу на рефлексију тла су: количина влаге, текстура тла, неравнине на површини и присуство органских материја. Криве воде показују од око 0.5 µm, смањење рефлексије са повећањем таласне дужине, па је у блиском инфрацрвеном опсегу рефлексија дубоке чисте воде практично нула. На спектралну рефлексију воде значајно утиче присуство органских и неорганских материја у води.

Информације о спектралним потписима подразумевају основно познавање утицаја електомагнетног зрачења на одређене појаве, ове информације неопходне су за анализу и конструисање сензорских система.

25

1.7 Спектар рефлексије 

Спектар рефлексије је електромагнетна радијација (ЕМР) таласне дужине које специфични матаријали од интереса одбијају. Након строге дефиниције радијације (Сунчево исијајавање на мету), могуће је проучавати интеракцију између радијације и циљног материјала. Када електромагнетни талас (у овом случају Сунчево исијавање) погоди циљну површину, могуће су три интеракције: рефлексија, трансмисија и расипање.

Сензор за даљинску детекцију мери рефлектовану радијацију, која се генерално моделује као бидирекциона рефлектанса.

Рефлектанса представља однос примљеног и рефлектованог радијантног флукса (снаге) електромагнетног зрачења са неке површине. Рефлектанса је функција таласне дужине. Ова функција је карактеристична за сваки материјал, што значи да се познавањем те функције може одредити од чега се састоји површина која се посматра. Уобичајени термин који се користи да означи ову функцију за одређени материјал је спектрални потпис, а често се користи и термин спектар рефлектансе.

Подаци настали даљинском детекцијом се сачињавају од вредности рефлектансе. Резултујуће вредности рефлектансе се пребацују у дискретне дигиталне бројеве (или вредности) које је снимио уређај за (даљинску) детекцију. Ове вредности нијанси сиве (gray scale values) се уклапају у одређен опсег битова (као што је 0 до 255, а то је 8-битни податак) у зависности од карактеристика сензора.

Сваки детектор сателитског сензора је дизајниран тако да снима специфичан део електромагнетног спектра. На пример, опсег 1 Landsat Thematic Mapper-а (ТМ) снима 0.45 до 0.52 µm део електромагнетног спектра и намењен је за пробој водених тела, тако да га чини корисним за мапирање (при)обалних вода. Такође је користан за дискриминацију земљишта/вегетације, мапирање типова шума, идентификацију култура.

Карактериситике сваког сензора представљају први ниво ограничења код тога како приступити задатку детекције специфичних особина као што су вегетација или урбане области. Због тога, када се бира техника детекције, потребно је обратити посебну пажњу на карактеристике типова Земљиног покривача у оквиру ограничења која намећу поједначни сензори.

Употреба VIS/IR (visible/infrered – видљивих/инфрацрвених) снимака за дискриминацију мете, без обзира да ли је мета минерал, вегетација, направљена људском руком или чак сама атмосфера, заснива se на спектру рефлектансе материјала од интереса (Слика 1-25). Сваки материјал поседује карактеристичан спектар заснован на хемијској композицији

26

материјала. Када Сунчева светлост (извор светлости за VIS/IR снимке) погоди мету, одређене таласне дужине апсорбују хемијске везе, а остатак се рефлектује назад до сензора. У суштини, таласне дужине које се не врате до сензора су те које обезбеђују информације о снимљеној области.

Одређене таласне дужине такође апсорбују гасови у атмосфери (водена пара, CО2, О2, итд.). Уколико атмосфера апосорбује велики проценат радијације, постаје тешко или готово немогуће корисити те поједине таласне дужине за проучавање Земље. За данашње сензоре Landsat и Systeme Pour l'observation de la Terre (SPOT), једино спектрални опсези водене паре се сматрају довољно јаким да искључе коришћење њихове области спектралне апсорпције. На Слика 1-25 [7] се види како су опсези 5 и 7 Landsat TM-a пажљиво постављени да би се избегле ове области. Апсорпција другим атмосферским гасовима није довољно широка да би могла да елиминише коришћење спектралне области за данашње широкопојасне сензоре.

Слика 1-25 Спектар рефлектансе

1.8 Сензори 

Уређаји за откривање, регистрацију и мерење зрачења елетромагнетне енергије, сопствене (емитоване) или саопштене (рефлектоване) називају се заједничким именом сензори. Према конструкцији, подручју спектра електромагнетног зрачења који региструју, начину

27

откривања, регистрације и мерења, приказу утврђене енергије и слично, постоје многобројни типови различитих сензора који се међусобно веома разликују. Људско око, које региструје само видљиве зраке, представља сензор. У сензоре се сврставају фотокамера, ТВ и видео камера, скенери, радари, итд. Спектар електромагнетног зрачења показује изузетно велики дијапазон различитих таласних дужина. Ниједан постојећи инструмент не може одједном обухватити овакав распон. Сензори се конструишу тако да региструју шире или уже спектрално подручје, односно зраке виших таласних дужина у целини, појединачне спектралне линије, тј. зраке једне таласне дужине, или одједном више раздвојених спектралних линија које обухватају једно спектрално подручје. Основна подела сензора заснива се на пореклу регистроване енергије. По овом критеријуму сензори се деле у две категорије.

Пасивни сензори региструју енергију која долази од самог објекта, без обзира да ли је сам објекат поседује и емитује, или пак рефлектује енергију саопштену од неког природног извора. Пасивни сензори, дакле, само примају енергију.

Активни сензори производе сопствену, вештачку енергију, шаљу је ка објекту и региструју одбијено зрачење. За разлику од пасивних, они и шаљу и примају енергију.

Поред ове, постоји и подела на основу броја и ширине спектралних опсега на панхроматске (који мере енергију рефлексије у једном широком делу електромагнетног спектра), мултиспектралне (мери се рефлексија у великом броју опсега - десетине до стотине канала) и хиперспектралне сензоре (мери се рефлексија у пуно појединачних опсега - стотине и хиљаде канала). Ултраспектрални сензори су још у развоју.

Према конструктивним карактеристикама и начину рада сензори се могу сврстати у три основне групе: фото-оптички, електро-оптички и микроталасни сензори.

Фото-оптички системи (познатији као фото-камере), су најстарији али широко употребљавани за прикупљане информација о објектима на Земљи. Осетљивост црно-белог филма је опсег од око 0.4 – 0.7 µm.

Уређаји који региструју и претварају електромагнетну енергију (емитовану и рефлектовану) у електрични импулс називају се електрооптички сензори (електрооптички системи). Импулси даље стварају препознатљиву слику из природе. Међу електрооптичким сензорима разликују се видео и телевизијске камере, видикон камере и скенери.

Електрооптички систем који посебно региструје електромагнетну енергију различитих таласних дужина, тј. зрачења различитих спектралних подручја, назива се мултиспектрални скенер. Мултиспектрални скенери новијих конструкција могу да

28

региструју и преко 10 канала. Сваки регистровани снимак у одређеном каналу представља засебну црно-белу слику снимљеног подручја и накнадним комбиновањем могу настати колор композити. Распон таласних дужина које региструју мултиспектрални скенери креће се од 0.3 до 14 μm [8]. Сензори из групе електрооптичких сензора имају неке предности у односу на фото-оптичке. Овде се мисли на знатно шире подручје регистровања спектралних подручја, енергија се може забележити на ЦД-у, па се може рачунарски обрадити.

Сензори из групе микроталасних могу само да бележе енергију објекта посматрања (пасивни) и могу да производе, шаљу и региструју електроенергију (активни). Електромагнетна енергија која се емитује може бити природна – емитује је објекат, или вештачка – емитована са неког вештачког извора, послата објекту и рефлектована од њега. Основни активни сензор из групе микроталасних система је радар (акроним речи RAdio Detection And Ranging). Радар се у даљинској детекцији може користити и дању и ноћу, јер код њега процес детекције зрачења не зависи од Сунчеве енергије. Он производи микроталасно зрачење, емитује то зрачење према објекту и региструје одбијену енергију као сигнал назван ехо. Интензитет еха за један тип радара зависи од особина објекта. Микроталаси продиру кроз облаке и маглу, који другим сензорима представљају велике сметње при детекцији.

1.9 Резолуција 

Резолуција је широк термин који се користи за опис броја пиксела који се могу приказати на уређају, или подручја на Земљи које репрезентује пиксел на снимку.

Ове широке дефиниције нису адекватне када су у питању снимци настали даљинском детекцијом. У овом случају се мора водити рачуна о четири различита типа резолуције:

i. спектрална - Спектралну резолуцију чине специфични интервали таласне дужине које сензор може да сними. Она се односи на број различитих фреквентних опсега које сензор може да разликује, као и на ширину тих фреквентних опсега;

ii. просторна - Просторна резолуција је величина области на Земљи коју представља сваки пиксел;

iii. радиометријска - Радиометријска резолуција се односи на број могућих вредности (података датотеке) у сваком опсегу (означених бројем бита у које се може распорeдити/поделити снимљена енергија). и

iv. темпорална - Темпорална резолуција показује колико често сензор добија снимак појединачног (одређеног) подручја.

29

Ова четири домена садрже одвојене информације које се могу добити из сирових података.

1.9.1 Спектрална резолуција 

Спектрална резолуција се односи на специфичне интервале таласне дужине у електромагнетном спектру које сензор може да сними. На пример, опсег 1 Landsat TM сензора снима енергију између 0.45 и 0.52 µm у видљивом делу спектра. Широки интервали у електромагнетном спектру се односе на грубу спектралну резолуцију, а уски интервали се односе на фину спектралну резолуцију. На пример, за SPOT-ов панхроматски сензор се сматра да има грубу спекталну резолуцију, јер снима ЕМР између 0.51 и 0.73 µm. С друге стране, опсег 3 Landsat ТМ-овог сензора има фину спектралну резолуцију, јер снима ЕМР између 0.63 и 0.69 µm.

Спектрална резолуција не показује у колико нивоа се сигнал разбио.

Мултиспектрални снимци имају ниску спектралну резолуцију, а хиперспектрални снимци имају високу спектралну резолуцију.

1.9.2 Просторна резолуција 

Просторна резолуција је мера најмањег објекта који сензор може да детектује, или области на Земљи коју представља сваки пиксел. Што је резолуција финија, број је мањи. На пример, просторна резолуција од 79 метара је грубља од просторне резолуције од 10 метара. За просторну резолуцију од 1 метра кажемо да је висока, а за просторну резолуцију од 90 метара да је ниска.

Постоји битна разлика између пиксела и просторне резолуције. Ако је просторна резолуција неког система један метар, то значи да је величина пиксела на снимку 1×1 метар. У већини случајева су исти, али је могуће приказати снимак са различитом величином пиксела у односу на просторну резолуцију. У табели Табела 1-4 дате су вредности просторне резолуције неких сателитских мисија.

Често се користе појмови „лоша“ и „добра“ резолуција снимка. Под лошом резолуцијом подразумева се таква просторна резолуција помоћу које није могуће видети ситније детаље постојане у природи. Добра резолуција је таква помоћу које се на снимку могу видети и ситније појаве и облици.

30

Мисија Панхроматски [m] Мултиспектрални [m]

Landsat 7 ETM 15 30 i 60

Spot 4 10 20

Spot 5 2.5; 5 i 10 20

IKONOS 1 4

Radarsat II 12.5 i 1000 -

Alos 2.5 2.5

IRS-P5

IRS-LISS IV

2.5

-

5.8 Табела 1-4 Просторне резолуције неких сателитских мисија

1.9.2.1 Размера 

Термини снимци високе размере и снимци мале размере често упућују на просторну резолуцију. Размера је однос растојања на мапи и стварног тог растојања на Земљи.

Велика размера у даљинској детекцији односи се на снимке у којима сваки пиксел репрезентује мало подручје на Земљи као што су снимци SPOT-а који имају просторну резолуцију од 10 или 20 метара. Мала резолуција се односи на снимак у којем сваки пиксел репрезентује велико подручје на Земљи као што је случај са Аdvanced Very High Radiometer (AVHRR) подацима који имају просторну резолуцију од 1.1 km.

Ова терминологија је изведена из дела који се користио за репрезентацију размере мапе, као што је 1:50 000. Снимке мале резолуције представљају мали делови (један на према веома великом броју). Снимке велике размере репрезентују већи делови (један на према мањем броју). Генерално, све мање од 1:250 000 сматра се снимком мале резолуције.

Треба истаћи да размера и просторна резолуција не представљају увек исту ствар. Снимак увек има исту просторну резолуцију, али се може представити у различитим размерама.

31

1.9.2.2 Тренутно поље вида 

Просторна резолуција се такође описује као тренутно поље вида (instantaneous field of view - IFOV) сензора, иако IFOV не представља увек исто што и подручје репрезентовано сваким пикселом. IFOV је мера области коју види појединачан детектор у датом тренутку. На пример, Landsat MSS подаци имају IFOV од 79 x 79 метара, али увек постоји пропуст од 11.5 метара у сваком пролазу скенера тако да је стварно подручје које представља сваки пискел 56.6 x 79 метара (уобичајено се заокружује на 57 x 79 метара).

Без обзира што IFOV не представља исто што и просторна резолуција, важно је знати број пиксела у који је разбијено комплетно видно поље за снимак. Објекти мањи од дефинисане величине пиксела се још увек могу детектовати уколико су у контрасту са позадином, као што су путеви, патерни одводних вода, итд.

С друге стране, објекти исте величине као дефинисана величина пиксела (или већи) се не морају детектовати, ако се у њиховој околини налазе светлији или доминантнији објекти. Рецимо да се кућа налази у средишту четири пиксела. Ако кућа има рефлектансу сличну околини, вредности сваког од ових пиксела одсликава подручје око куће, али не и саму кућу, јер она не доминира ни у једном од ова четири пиксела. Ипак, ако би кућа имала доста другачију рефлектансу од свог окружења, још увек би могла бити детектована. Графичка илустрација дата је на слици Слика 1-26.

Слика 1-26 Тренутно поље вида [7]

1.9.3 Радиометријска резолуција 

Радиометријска резолуција се односи да динамички опсег, или број могућих вредности у сваком опсегу. Ово се односи на број бита у који је подељена снимљена енергија.

32

На пример, у 8-битном снимку, вредности се крећу од 0 до 255 за сваки пиксел, али у 7-битном податку, вредности за сваки пиксел се крећу о 0 до 128.

На слици Слика 1-27 [7] су приказани 8-битни и 7-битни подаци. Сензор мери ЕМР у свом опсегу. Укупни интензитет енергије од 0 до максималне количине коју мери сензор је подељена у 256 вредности осветљења за 8-битни податак и 128 вредности осветљења за 7-битни податак.

Слика 1-27 Вредности сјајности [7]

1.9.4 Темпорална резолуција 

Темпорална резолуција се односи на то колико често сензор прикупља снимак једног одређеног подручја. На пример, Landsat-ов сателит може да види исто подручје Земље сваких 16 дана (једном у 16 дана). SPOT, с друге стране, посети исто подручје свака 3 дана. Темпорална резолуција је важан фактор код проучавања детекције промена.

За сензор Landsat TM на слици 1-29 приказане су резолуције [7].

Слика 1-28 Landsat TM - опсег 2 (четри типа резолуције) [7]

Сензори који обављају снимања са космичких платформи захватају широко подручје Земљине површине, па зато најчешће не могу приказати ситније детаље. С друге стране, сензори који су на терестричким или аероплатформама могу приказати многе детаље, али зато захватају малу површину.

33

1.10 Прикупљање података 

1.10.1 Анализа 

Анализа снимка је поступак утврђивања разлика у својствима и издвајање подручја по појединим својствима. Та својства могу бити нпр. карактеристике рељефа, разлике у развоју вегетације, интензитет тона на црно-белим снимцима, односно различите боје на колор, лажним колор снимцима и колор композитима, и сл. Анализа снимка се у принципу може обавити на два суштински различита начина. Први начин представља визуелна или логичка, а други инструментална, или формална анализа. Сваки од њих има одређене предности и ограничења. Најбољи резултати добијају се комбиновањем оба поступка.

Визуелна или логичка анализа обавља се осматрањем снимака, уочавањем разлика и издвајањем аномалних подручја, која се по појединим својствима јако разликују од околине. Предност оваквог поступка је могућност логичке селекције података. Човек који обавља анализу издвојиће нпр. као аномално подручје нагло затамњење на црнобелом снимку, заснивајући свој критеријум на чињеници да стене различитог састава имају и различиту боју, односно интензитет сивог тона на црно-белом снимку. У другом случају, занемариће подручје изразито тамног тона уочено на кањонској страни, с обзиром да је оно очигледно настало као последица сенке.

Другу предност представља могућност истовремене анализе више различитих својстава. На пример, при издвајању једног подручја изразито светлог тона уочава се да су водотоци на њему изузетно ретки, дубоко усечени, а да се јављају и бројне вртаче (кречњак). Тиме ће се ово подручје издвојити од суседног, исто тако изразито светлог тона, са ретким, дубоко усеченим водотоцима са стрмим странама, али на коме нема вртача (пешчар).

Недостатак визуелне анализе су ограничена способност људског чула да уочи већи број нијанси и разлика једног својства и субјективност оцене. Ово последње посебно долази до изражаја код идентификације подручја са истим својствима. Својства терена често се веома постепено мењају. Постављање границе између појединих категорија у таквим случајевима је веома тешко. Идентификација подручја истих својстава и њихово разграничење са теренима других својстава тада постају крајње субјективни и непоуздани.

Формална анализа се обавља инструменталним – рачунарски подржаним путем. При томе се користе искључиво снимци у дигиталном облику, те је и цео поступак познат и под именом дигитална анализа. Суштинску предност формалне анализе над логичком чине далеко већи спектар разлика у својствима, које се могу регистровати, и објективност поступка. Дигитални начин анализе омогућава издвајање далеко већег броја тонских разлика него просто визуелно осматрање. Више од тога, разлике у својствима исказане су квантитативно, што омогућује потпуно објективно разграничење по жељеним

34

категоријама и поуздано изједначавање подручја идентичних својстава. Инструментални аналитички поступак је, сем тога, знатно бржи и ефикаснији од визуелног осматрања.

1.10.2 Интерпретација 

Појам интерпретације у даљинској детекцији подразумева тумачење феномена издвојених у поступку анализе. Анализа и интерпретација представљају јасно одвојене поступке и фазе рада у процесу даљинске детекције само у случају када се обављају инструментално – рачунарски подржано. Визуелна, односно логичка анализа снимака је директно повезана са интерпретацијом и међу њима се граница не повлачи. Интерпретација се обавља искључиво логичким путем и иза ње мора стајати човек са својим знањем и способношћу селекције података.

Сателитски снимци се од добављача могу купити у дигиталном и/или аналогном (сликовном) облику. Дигитални облик сателитског снимка је бројчани запис на магнетном медијуму, који се даље може учитати у рачунар помоћу програма специјализованих за дигиталну обраду сателитских снимака. Сликовни је облик сателитског снимка, на папир или филм (негатив или позитив) пренесени дигитални запис, у тоновима сивог (црно-бело) уколико се ради о приказу једног канала, или у боји, уколико се ради о приказу више канала (колор композит, Слика 1-29). Тако уређени снимци могу послужити за визуалну интерпретацију (боја, тон, текстура, узорак, облик, сенке, величина и др.) и поступке препознавања, обележавања, закључивања и сл. како је то уобичајено у фотоинтерпретацији снимака. При томе различите комбинације канала (опсега) осигуравају да се на снимку могу препознати детаљи који су интересантни за добијање информација о простору који је снимљен.

Тако на пример комбинације канала сателита Landsat 7 ETM+ даје [7]:

3,2,1 (RGB Red, Green, Blue) – даје снимак у природним бојама, на таквом снимку добро се разликују копнене од водених површина, необрасле и обрасле површине, а вегетација се пресликава у различитим тоновима и нијансама зелене боје;

4,5,3 (RGB ) – даје додатне информације за разликовање копна и вода, а тип и стање вегетације пресликавају се у различитим бојама и тоновима смеђе, зелене и наранџасте боје, путеви су боље видљиви него са комбинацијом 3,4,5;

35

Слика 1-29 Пример добијања колор композита

3,4,5 (RGB ) – даје слику у тоновима зелене боје и представља врло добру комбинацију за разликовање типова шума; помоћу ове комбинације су Хорлер и Ахерн 1986. год. разликовали 37 разреда (сечина, борових и смрекових састојина по старости, изгорених површина и др);

7,5,3 (RGB ) – даје снимак на коме се може проценити штета узрокована пожарима, спаљене површине се приказују у црвеној, неоштећена вегетација у зеленој, а у светложутој активни пожари између бендова 5 и 7;

7,4,3 (RGB ) – даје снимак на коме се резултати пожара приказују љубичастом бојом, светлоцрвеном бојом су приказани активни пожари, светлоплавом је представљен дим, а вегетација која није оштећена пожаром се пресликава у тоновима зелене боје.

1.10.3 Податак 

Коначни циљ и резултат анализе и интерпретације, или прецизније речено процеса даљинске детекције у целини, представља податак.

Квалитет података који нуди даљинска детекција лежи управо у таквој објективној синтези података о терену. Различите размере снимака омогућавају синтезе, односно сагледавања целина, од детаља декаметарских величина до регионалних простора површине од више десетина хиљада квадратних километара. Пропорционално повећању простора и регионалнијој слици терена смањује се количина детаља који се при томе уочавају.

36

Поред промене величине подручја истраживања, додатни квалитет подацима даљинске детекције дају и снимања у невидљивим деловима спектра електромагнетне енергије. На инфрацрвеним снимцима постају очигледне нпр. хидротермалне измене стена, на радарским снимцима трагови вода испод пешчаног наноса у пустињама, непосредно се прате полуције вода и тла настале рударском активношћу, итд. Овакве појаве су по правилу недоступне непосредним теренским опажањима и утврђују се обимним истраживањима, узимањем узорака и дуготрајним и скупим лабораторијским испитивањима.

Приликом примене поступака даљинске детекције, логичке или инструменталне анализе и интерпретације, осматрања се обављају на целој површини снимка. Проходност терена, спољни климатски услови, доба дана и други ограничавајући фактори теренских осматрања, овде су потпуно безначајни. Квалитативна и квантитативна новина података даљинске детекције никако не значи да они имају већу, или мању вредност у односу на податке других истраживања, као што су теренска осматрања, лабораторијска испитивања, геофизичка мерења, итд. У питању је посебна, нова и другачија категорија података, која не искључује резултате класичне методологије, већ их допуњава, чини објективнијим и поузданијим.

1.11 Сателитске мисије 

Првобитне намене које су водиле развоју примене даљинске детекције у цивилне сврхе биле су управљање и контрола постојећих а недоступних ресурса на Земљи. Од средине седамдесетих година, само три године по лансирању првог сателита ERTS-1 (касније промењено име у Landsat-1), даљинска детекција преузима примат у прикупљању података о параметрима човекове околине, посебно виталности вегетације и присуства штетних материја у водама и ваздуху. Једна од важних примена, у последње време, је контрола катастрофа различитих врста. Развој различитих софтвера, као и могућност лакшег приступа и размене информација, нарочито преко интернета, у последњих пар година отварају нове путеве у употреби савремених, ажурних података добијених даљинском детекцијом. Подаци о простору су део маркетиншке понуде на светској глобалној мрежи - интернету и као такве имају одређени начин понуде, дистрибуције, различити степен расположивости, и др. Да би се производ даљинске детекције (снимак), презентован и дистрибуиран путем интернета или на неки други начин, могао правилно користити, у извесној мери је потребно знати и карактеристике тог снимка, како је и у којој мисији добијен и, евентуално, кроз какав је поступак обраде прошао пре него што га фирма - дистрибутер понуди корисницима.