Розглянуто загальну модель дистанційного зондування Землі, основні типи космічних та авіаційних, зокрема і безпілотних, літальних апаратів, їх можливості та характеристики. Подано принципи формування зображень, структуру, конструктивні особливості, передавальні можливості та технічні характеристики фотографічних, оптико-електронних, оптико-механічних, інфрачервоних, лазерних, мікрохвильових радіометрів (радіотеплових) та радіолокаційних знімальних систем. Розглянуто багатоспсктральні та гіперспектральні знімальні системи, викладено принципи побудови цифрових моделей рельєфу з використанням лазерних та радіолокаційних знімальних систем. Подано структуру та основні технічні характеристики супутникових наземних приймальних станцій. Книга буде корисною для студентів, аспірантів, науковців - фахівців у галузі дистанційного зондування Землі, геодезії, картографії, фотограмметрії та кадастру. ЗМІСТ Вступ 11 1. Загальна модель дистанційного зондування Землі 14 1.1. Дистанційне зондування як основа дослідження природних об'єктів, процесів та явищ 14 1.1.1. Тематичні завдання дистанційного зондування 15 1.1.2. Аерокосмічний знімальний комплекс 16 1.2. Носії аерокосмічної апаратури 17 1.2.1. Літальні авіаційні апарати 17 1.2.2. Орбіти космічних літальних апаратів 24 1.2.3. Типи космічних літальних апаратів 29 1.2.4. Ресурсні супутники Землі 34 1.2.5. Космічні кораблі, орбітальні станції 59 1.3. Аерокосмічні знімальні системи 66 1.3.1. Спектральний діапазон 67 1.3.2. Загальна характеристика знімальних систем 68 1.3.3. Класифікація знімальних систем 71 Контрольні питання 73 2. Лінійна просторово-частотна модель знімальних систем 74 2.1. Структурна схема передавального комплексу. Принципи формування зображень 74 2.2. Передавальні властивості знімальних систем 77 2.3. Поняття просторової гармоніки 80 2.4. Просторово-частотні передавальні функції знімальних систем 85 Контрольні питання 87 3. Знімальні системи з одночасною побудовою та записом (фотографічні) 88 3.1. Оптичні основи побудови зображення 88 3.1.1. Основні характеристики оптичної системи 88 3.1.2. Світлорозподіл оптичної системи 93 3.1.3. Зсув зображення. Компенсатори зсуву 95 3.1.4. Розрізнювальна здатність аерофотооб'єктива 96 3.1.5. Оптична передавальна функція аерофотооб'єктива 100 3.2. Класифікація та будова аерофотокамер і космічних фотографічних камер 104 Контрольні питання 110 4. Сенсори фотографічних знімальних систем 111 4.1. Структура фотоемульсійного шару. Будова чорно-білих фотоматеріалів 111 4.2. Сенсибілізація. Сенсибілізовані фотоматеріали 113 4.3. Кольорові та спектрозональні фотоматеріали 116 4.3.1. Адитивний та субтрактивний синтез кольору 116 4.3.2. Будова кольорових та спектрозональних фотоматеріалів 119 4.4. Багатоспектральна фотографія 125 Контрольні питання 129 5. Метрологія аерокосмічних зображень 130 5.1. Сенситометрія 130 5.1.1. Суть сенситометричних випробувань 130 5.1.2. Характеристична крива та сенситометричні характеристики аерофотоплівок 132 5.1.3. Сенситометричні системи 135 5.1.4. Сенситометрія кольорових матеріалів 137 5.1.5. Визначення спектральної чутливості аерофотоплівок 139 5.2. Структурометрія 142 5.2.1. Структурні властивості фотографічних матеріалів 142 5.2.2. Характеристики різкості аерофотоплівок 143 5.2.3. Розрізненність аерофотозображень 144 5.2.4. Функція передавання модуляції аерофотоматеріалів 148 5.2.5. Визначення розрізнювальної здатності фотографічної системи 151 5.3. Наближений метод визначення функції передавання модуляції знімальних систем 152 Контрольні питання 155 6. Знімальні системи з одночасною побудовою та неодночасним записом (телевізійні та оптико-електронні) 156 6.1. Телевізійні знімальні системи 156 6.1.1. Структурні схеми телевізійних знімальних систем 156 6.1.2. Типи телевізійних систем 158 6.2. Принцип формування цифрового зображення в оптико-електронних знімальних системах 160 6.2.1. Загальна схема отримання зображення 160 6.2.2/Структурна схема ПЗЗ-елемента 162 6.2.3. Архітектура ПЗЗ-матриць 165 6.2.4. Створення кольорового зображення на ПЗЗ-матрицях 168 6.3. Радіометрична якість зображень 171 6.3.1. Основні характеристики оптико-електронних знімальних сенсорів ...171 6.3.2. Аналого-цифровий перетворювач 174 6.3.3. Пристрій зберігання інформації 175 Контрольні питання 176 7. Типи авіаційних та космічних оптико-електронних знімальних систем 177 7.1. Принцип знімання матричними та лінійковими оптико-електронними камерами 178 7.2. Знімальні системи матричного типу 180 7.2.1. Оптико-електронна камера DMC 180 7.2.2. Оптико-електронна камера UltraCamD 181 7.3. Оптико-електронні знімальні системи лінійкового типу 184 7.3.1. Знімальні камери ADS 40, ADS 80 184 7.3.2. Оптико-електронна камера HRSC 189 7.3.3. Конструкція оптико-електронної камери 3-DAS-1 189 7.3.4. Формування зображення знімальною системою 3-DAS-1 192 7.4. Оцінка якості зображень оптико-електронних систем 196 7.5. Оцінка розрізнювальної здатності оптико-електронних систем 198 7.6. Багатоспектральні оптико-електронні знімальні системи 202 7.7. Гіперспектральні аерокосмічні системи 203 7.7.1. Технічні характеристики гіперспектральних систем 205 7.7.2. Гіперспектральний супутниковий сенсор Hyperion 206 7.7.3. Гіперспектральний супутниковий сенсор CHRIS 207 7.7.4. Гіперспектральні авіаційні сенсори 210 7.7.5. Передавальні властивості гіперспектральних аерокосмічних зображень 215 Контрольні питання 219 8. Знімальні системи з неодночасною побудовою та неодночасним записом (сканувальні) 221 8.1. Оптико-механічні сканувальні системи 221 8.1.1. Загальні схеми оптико-механічного сканування 221 8.1.2. Багатоспектральні сканери з оптико-механічним способом сканування 227 8.2. Інфрачервоні знімальні системи 232 8.2.1. Основні засади інфрачервоного знімання 233 8.2.2. Апаратура для інфрачервоного знімання 235 8.3. Інтегровані аерознімальні камери, які встановлюються на безпілотних літальних апаратах 244 8.4. Лазерні знімальні системи 246 8.4.1. Принципи лазерного сканування місцевості 246 8.4.2. Апаратура для лазерного сканування 249 8.4.3. Батиметрія 256 8.4.4. Особливості опрацювання даних лазерного сканування 262 Контрольні питання 266 9. Радіохвильові знімальні системи 267 9.1. Мікрохвильові радіометри (радіотеплові знімальні системи) 267 9.2. Радіолокаційні знімальні системи 271 9.2.1. Принцип формування зображень радіолокаційними знімальними системами 271 9.2.2. Радіолокаційні системи бічного огляду з реальною антеною 274 9.3. Радіолокаційні аерокосмічні системи із синтезованою апертурою антени (PCA) ...275 9.3.1. Принципи синтезування апертури 276 9.3.2. Інтерферометрія 281 9.3.3. Супутникові PCA 285 9.3.4. Авіаційні PCA 291 Контрольні питання 297 10. Супутникові наземні приймальні станції 298 10.1. Структура супутникових наземних приймальних станцій 298 10.2. Технічні характеристики наземних приймальних станцій 300 Контрольні питання 305 Перспективні напрями розвитку аерокосмічних знімальних систем 306 Список літератури 309