Космическая съемка для целей сельского хозяйства

Оптическая съемка позволяет получать пространственную информацию о земной поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах длин электромагнтных волн. В таких системах излучение попадает на соответствующие датчики, генерирующие, электрические сигналы в зависимости от интенсивности излучения.

Панхроматические изображения занимают практически весь видимый диапазон электромагнитного спектра (0,45–0,90 мкм), поэтому являются черно-белыми.
Мультиспектральные (многозональные) съемочные системы формируют несколько отдельных изображений для широких спектральных зон в диапазоне от видимого до инфракрасного электромагнитного излучения.
Спутники нового поколения высокого и сверхвысокого разрешения, как правило, ведут съемку в панхроматическом и мультиспектральном режимах.

Для целей сельского хозяйства широко используются мультиспектральные снимки. Фотографические снимки поверхности Земли получают с пилотируемых кораблей и орбитальных станций или с автоматических спутников. Отличительной чертой космических снимков является высокая степень обзорности, охват одним снимком больших площадей поверхности. В зависимости от типа применяемой аппаратуры, съемка может производиться во всем видимом диапазоне электромагнитного спектра, в отдельных его зонах, а также в ближнем инфракрасном диапазоне. Ширина каналов составляет свыше 10 нанометров. Соответственно информация, регистрируемая на датчике, усредняется по всему каналу. Масштабы съемки зависят от двух важнейших параметров: высоты съемки и фокусного расстояния объектива.

Гиперспектральная съёмка — раздел прикладной оптики, который изучает растровые изображения, каждый пиксел которых связан не с отдельным значением интенсивности света, а с полным спектральным разложением оптической энергии в границах какого-либо частотного диапазона. Эти значения обычно не ограничиваются видимым светом и включают в себя также другие длины волн, например — ИК-диапазон.

Гиперспектральные снимки позволяют извлекать более точную и детальную информацию. Камеры могут захватывать не только видимый диапазон, но и ультрафиолетовую область и данные инфракрасного канала. Также ширина полос у него составляет как правило от 2 до 10 нанометров, а количество этих полос десятки и сотни. Таким образом, в гиперспектральной камере тот же поток света, который приходится на несколько каналов в мультиспектральной камере, будет разбит, например, на 200 каналов, что позволяет получать отображение объектов и информацию, не доступную для обычных мультиспектральных сканнеров.

Собранная таким образом информация, как правило, представляется для анализа в виде гиперкуба, оси которого соответствуют распределению зарегистрированных спектроскопических характеристик (отражаемости, флюоресценции и т. п.), пространственным координатам и, нередко, времени. Обработка таких гиперспектральных изображений включает представление, анализ и интерпретацию информации, содержащейся в гиперспектральных изображениях.