V současné době se dálkový průzkum Země, potažmo data z družicových snímačů, používá v mnoha oborech lidské činnosti. Jeho data a výstupy jsou velmi poptávanou komoditou a dnešní moderní, digitální svět by bez nich fungoval méně efektivně a přesně. Družicové systémy jsou v současné době nejefektivnější způsob, jak získávat velká množství dat o celém povrchu planety. Tím postupně snižují význam leteckého snímkování, které je schopné pokrýt pouze relativně malá území v řádech tisíců kilometrů čtverečních, zatímco některé družice jsou schopny za jeden den zaznamenat až milion km2 obrazových dat.
Tato data se dají následně zakoupit jako archivní, nebo si objednat aktuální snímkování zadaného území. V dnešní době internetové komunikace je dostupnost těchto dat velmi dobrá. Záleží ale také na fyzické možnosti data nasnímat, pokud se cílové území nachází pod neprostupnou oblačností, nasnímání území není možné.
Satelitních systémů s určenými parametry není mnoho, příčina je vysoká finanční náročnost vývoje, konstrukce a vypuštění zařízení na oběžnou dráhu. Potřebné částky se i u relativně levných satelitů, jako je například britský TopSat, pohybují kolem 20 milionů Eur (earth.esa.int). Proto se na financování podílejí i orgány státní správy. Například právě TopSat pomáhalo financovat britské ministerstvo obrany i když se jedná o družici soukromé společnosti (earth.esa.int).
Družice mohou zachycovat několik různých druhů signálů – optické, radarové a termální. Radarové snímky mohou zaznamenávat například nadmořskou výšku terénu a vytvářet tak přesné a detailní DEM (Digital elevation model - digitální výškový model). Termální snímkování je důležité například pro zjišťování povrchových teplot oceánů. Tato práce je ale zaměřena pouze na satelity pořizující optická data ve velmi vysokém rozlišení. Takových satelitních systémů bylo zjištěno od roku 1999, kdy byl vypuštěn první s výše popsanými parametry, celkem deset, z nichž ne všechny jsou dodnes funkční. Například OrbView-3 skončil svoji misi v únoru 2007.
Dalším dělícím faktorem družic pro DPZ je původ snímaného záření. Systém může být aktivní nebo pasivní. Aktivní systémy zaznamenávají vlnění, které samy vysílají a přijímají to, co se odrazí od povrchu Země. Pasivní metody přijímají záření, které má původ jinde, nejčastěji pochází ze Slunce, ať už přímo odražené od povrchu, nebo takové, které bylo pohlceno a je vyzařováno samotným objektem. Takové záření má zpravidla velkou vlnovou délku a lidské oko je nezaznamená, proto se používají multispektrální snímače, které zachytí infračervené i tepelné záření.
Oběžné dráhy družic
Družice se pohybují kolem Země po oběžných drahách. Ty se podle výšky nad povrchem Země dělí na nízký, střední a vysoký orbit. Nízký orbit je do 2 000 km nad povrchem, střední od 2 000 do 20 000 km, vysoký nad 20 000 km. Aby družice zůstala ve stejné výšce nad povrchem, musí se pohybovat určitou rychlostí, aby se odstředivá síla vyrovnala síle přitažlivé. Oběžné dráhy se také dělí podle dráhy okolo Země, na subpolární, rovníkové a šikmé (DOBROVOLNÝ, 1998).Družice na heliosynchronních drahách snímají dané území pokaždé ve stejném místním slunečním čase. To zajišťuje stejné světelné podmínky všech snímků a tedy dobrou porovnatelnost různých snímků (ccrs.nrcan.gc.ca). Po této oběžné dráze se pohybují všechny v této práci popsané družice.
Metody a použitá data
Přehled družicových systémů je seřazen chronologicky na základě přehledového seznamu na www stránkách české geoinformační společnosti Gisat, s.r.o.. Všechny údaje z těchto stránek jsou ověřeny na stránkách samotných provozovatelů družic a poskytovatelů dat. Přehled na stránkách Gisatu je zaměřený především komerčně, zabývá se věcmi, které zajímají potencionálního kupce družicových dat, což se zcela nekryje s potřebami člověka, který se chce těmito informacemi vzdělávat.Významným zdrojem údajů o družicových systémech je v první řadě internet a na něm umístěné webové stránky samotných tvůrců těchto satelitních systémů. Jedná se tedy o údaje tzv. „přímo od zdroje”. Ať už se jedná o stránky národních vesmírných agentur (NASA, ESA, NSPO (National Space Organization) atd.) nebo soukromých geoinformačních firem (GeoEye, Digital Globe, Qinetiq atd.).
Informace o každém družicovém systému jsou rozděleny do tří částí. V úvodním odstavci jsou popsány obecné informace: kdy byl satelit spuštěn, kdo jej vyvinul a další údaje. Následují tabulky popisují důležité číselné údaje o prostorovém rozlišení, šířce záběru snímače, bitové hloubce dat, počtu pásem a jejich spektrálními rozsahy. V odstavci nazvaném “využití” je popsáno, kde obecně se dají snímky z dané družice využívat, poté následují konkrétní příklady z odborných článků a prezentací, které byly publikovány ve vědeckých časopisech a odborných konferencích.
Závěrem
Historie družic, které z oběžné dráhy pozorují Zemi se začala psát v 50. letech 20. století, kdy byly vypuštěny první družice Sovětského svazu - Sputnik 1 a 2. Od těchto dob je patrný kontinuální vývoj až k dnešním družicím s velmi vysokým rozlišením.V této práci je zachycen vývoj jednoho z nejprogresivnějších technologických odvětví. Zobrazovací technologie a poskytování informací jsou hlavními oblastmi vývoje v posledních desetiletích a technika družic pro snímání dat s velmi vysokým rozlišením je na špici těchto odvětví. I nutné zázemí pro vypouštění družic na oběžnou dráhu je velmi náročné a především drahé. Vyžaduje prostředky, které jsou dostupné pouze velkým korporacím nebo národním vládám, respektive jejich vesmírným agenturám. Proto není mnoho zemí, které by měly vlastní družice. Systémy uvedené v této práci pochází z pěti zemí: USA, Velké Británie, Jižní Koreje, Taiwanu, Německa a Izraele. Menší či chudší státy musejí spoléhat na spolupráci právě s těmito státy, případně pořizovat vlastní letecké snímky.
Současný trend do budoucnosti je nastaven hlavně na zlevnění, zrychlení a zvýšení rozlišení. Jsou vyvíjeny armádní satelity, které by bylo možné rychle vypustit na oběžnou dráhu, v závislosti na aktuální potřebě takového systému. Dále je snaha vylepšit multispektrální vlastnosti snímků, které nám ze stejného prostoru se stejným prostorovým rozlišením dokážou poskytnout mnohem více informací a více tak porozumět procesům, které se odehrávají v krajině, což je dlouhodobý úkol všech přírodních věd (spie.org). Pro tento účel byla sestavena skupina pro pozorování Země (GEO - Group on Earth Observations), která spustila v roce 2005 GEOSS (Global Earth Observation System of Systems, Globální systém systémů pro sledování Země). Tento systém má za úkol spojit již existující systémy tak, aby výměna informací mezi nimi byla efektivnější a poskytovala informace potřebná k rozhodování (www.earthobservations.org).
V současnosti je tím nejlepším družicovým systémem, co se týče rozlišení prostorového a spektrálního, je americká WorldView-2, která zaznamenává osm pásem při rozlišení 1,84 metru v multispektrálním režimu. Parametr nejčastějšího zaznamenávání jednoho místa nejlépe splňuje německý RapidEye, který dokáže každé místo na Zemi zaznamenat každý den. Nejméně finančně náročný byl britský TopSat, což bylo vykoupeno kratší životností družice.
Nahoru ⇧Jako součást bakalářské práce sestavil Přemysl Kachlík (@kachlicka) v roce 2011.
Poděkování patří vedoucímu práce doc. Petru Dobrovolnému.
Navrhnuto a napsáno na Macu.
Tuto stránku navštívilo lidí.