Landsat

Allikas: Vikipeedia
Landsat-1

Landsat-seeria tehiskaaslased on Maa seire satelliidid. Landsati programmi alustas NASA, kes 23. juulil 1972 viis orbiidile esimese tsiviilotstarbelise Maad pildistava satelliidi Earth Resources Technology Satellite (ERTS-1), mis hiljem nimetati ümber satelliidiks Landsat 1. Selle satelliidi pardal olev multispektraalne skanner MSS oli samm digitaalsete ülesvõtete ja andmehõive suunas.[1] 1983. aastal anti Landsat programm üle NOAA-le (National Oceanic and Atmospheric Administration, USA).

Keskmise ruumilise lahutusega satelliitide seas, kus pildi piksli suuruseks on kümmekond kuni mõnikümmend meetrit maapinnal, on Landsat-seeria satelliidid (Landsat 4, Landsat 5) oma 30-meetrise lahutusega skanneriga Thematic Mapper (TM) ja selle edasiarendusega Landsat-7-1 ETM+ Maa kaugseire rakendustes kõige enam kasutatavad. Landsat piltide populaarsus tugineb Landsat-programmi süstemaatilisele andmekogumise skeemile ning globaalse katvusega piltide arhiivile. Landsat piltide populaarsust toetavad ka üsna suur pildiväli, piltide suhteliselt odav hind ning piisav ruumiline lahutus, et kirjeldada enamlevinud nähtusi maakatte muutuste dünaamikas.[2]

Landsati MSS- ja TM-piltidega on tehtud Eesti satelliidipildi-atlas[3].

Landsat seeria tehiskaaslased[muuda | redigeeri lähteteksti]

[4]

Platvorm Tööaeg Sensorid Orbiidi kõrgus, km Inklinatsioon Orbiit Ekvaatori tasandiga lõikumise aeg, kohaliku aja järgi Periood Korduse tsükkel, päevades
Landsat 1 23.07.1972 – 6.01.1978
RBV, MSS
900
99,2°
Kvaasipolaarne, päikesesünkroonne
9:42
103 min. ~14 orbiiti päevas
18
Landsat 2 22.01.1975 – 05.021982
RBV, MSS
900
99,2°
Kvaasipolaarne, päikesesünkroonne
9:42
103 min. ~14 orbiiti päevas
18
Landsat 3 05.03.1978 – 31.03.1983
RBV, MSS
900
99,2°
Kvaasipolaarne, päikesesünkroonne
9:42
103 min. ~14 orbiiti päevas
18
Landsat 4 16.07.1982 – 15.06.2001
TM, MSS
705
98,2°
Kvaasipolaarne, päikesesünkroonne
9:45 (± 15 min)
99 min. ~14,5 orbiiti päevas
16
Landsat 5 01.03.1984 – 2013
TM, MSS
705
98,2°
Kvaasipolaarne, päikesesünkroonne
9:45 (± 15 min)
99 min. ~14,5 orbiiti päevas
16
Landsat 6 05.10.1993 – ei jõudnud orbiidile
ETM
Landsat 7 17.04.1999 – töötab senini (2013)
ETM+
705
98,2°
Kvaasipolaarne, päikesesünkroonne
10:00 (± 15 min)
99 min. ~14,5 orbiiti päevas
16

Aparatuur[muuda | redigeeri lähteteksti]

Multispektraalne skanner MSS (Multi-Spectral Scanner)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Multispectral Scanner oli Landsat programmi esimeste satelliitide skanner. Landsat MSS pilte salvestati enam kui 20 aasta kestel, alates ERTS-1 üleslennutamisest kuni aastani 1993. Landsat MSS tootis maailma tarbijaskonnale pidevalt suure lahutusega "ülepinnalisi" pilte. Selle kiirgusvastuvõtja karakteristikuks oli multispektraalsus: instrumendil oli neli spektrikanalit – kaks spektri nähtavas piirkonnas ja kaks kanalit lähisinfrapunases piirkonnas, iga kanal 100 nm lai (jämeda lahutusega spektromeeter). Korduspildistamine toimus iga 18 päeva tagant. MSS tootis esmakordselt maailmas üldotstarbelisi satelliidipilte vahetult digitaalsel kujul.

Skanneri MSS parameetrid:

4 spektripiirkonda
Skaneerimisulatus 185 km
Piksli suurus maapinnal 57x79 m
Ruumiline lahutus 79 m
Radiomeetriline lahutus: 64 heleduse nivood, hiljem skaleeritud 256 nivooks.

Spektraalkanalid (mikromeetrites):

  • Kanal 1: 0,5–0,6 (roheline)
  • Kanal 2: 0,6–0,7 (punane)
  • Kanal 3: 0,7–0,8 (lähisinfrapunane)
  • Kanal 4: 0,8–1,1 (lähisinfrapunane)

Multispektraalne skanner TM (Thematic Mapper)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Thematic Mapper on satelliitide Landsat 4 ja Landsat 5 põhiinstrument. MSS andmete rutiinne kogumine lõpetati 1992. aastal, kui TM kasutamine ületas oluliselt MSS andmete kasutust. TM sensoril on MSS-ga võrreldes rida eeliseid – parem ruumiline ja radiomeetriline lahutusvõime, kitsamad spektraalsed kanalid, parem spektraalne lahutusvõime, rohkem detektoreid kanali kohta. Nii nagu skanneril MSS, on ka skanneril TM fikseeritud kiirgusvastuvõtjad ning võnkuv peegel. Soojuskiirguse kanalis salvestatakse korraga neli pildirida, teistes kanalites 16 pildirida peegli ühe ida-lääs-ida suunalise võnke ajal. Selline lahendus parandab MSS-ga võrreldes radiomeetrilist lahutusvõimet ning pildi geomeetriat.[5]

Skanneri TM parameetrid:

16 kiirgusvastuvõtjat
7 spektripiirkonda
Ruumiline lahutus 30 m
Ruumiline lahutus soojuskiirguse kanalis 120 m
Skaneerimisulatus 185 km
Radiomeetriline lahutus: 256 heleduse nivood

Spektraalkanalid (mikromeetrites):

  • kanal 1: 0,45–0,52 (sinine)
  • kanal 2: 0,52–0,60 (roheline)
  • kanal 3: 0,63–0,68 (punane)
  • kanal 4: 0,76–0,90 (lähisinfrapunane)
  • kanal 5: 1,55–1,75 (keskmine infrapunane)
  • kanal 7: 2,08–2,35 (keskmine infrapunane)
  • kanal 6: 10,4–12,5 (soojuskiirguse piirkond)

Multispektraalne skanner ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Landsat7sat

ETM+ on satelliidi Landsat 7 skanner, millel on spektri nähtavas ja lähisinfrapunanses piirkonnas mõõtev pankromaatiline kanal.

Skanneri ETM+ parameetrid:

8 spektripiirkonda
Pankromaatilise kanali ruumiline lahutus 15 m
Spektraalsete kanalite ruumiline lahutus 30 m
Soojuskiirguse kanali ruumiline lahutus 60 m
Skaneerimisulatus 185 km

Spektraalkanalid (mikromeetrites):

  • kanal 1: 0,450–0,515
  • kanal 2: 0,525–0,605
  • kanal 3: 0,630–0,690
  • kanal 4: 0,750–0,900
  • kanal 5: 1,550–1,750
  • kanal 7: 2,090–2,350
  • kanal 6: 10,4–12,5 (soojuskiirguse kanal)
  • pan: 0,520–0,900 (pankromaatiline kanal)

Landsati spektraalkanalid[muuda | redigeeri lähteteksti]

1. kanal (Sinine): 0,45–0,52 μm
Lühema lainepikkusega kiirguse kanal, mida kasutatakse peamiselt vee ökosüsteemide uurimiseks, sh setteühendite seirel veekogudes, korallriffide, vee sügavuse ja rannikuvee kaardistamisel. Kuna lühilaineline sinine valgus hajub teistest rohkem, on selle kanali pildid ka kõige mürarikkamad.

2. kanal (Roheline): 0,52–0,60 μm
2. kanalil on sarnased omadused 1. kanaliga, kuid mitte nii äärmuslikud. See kanal näitab heas seisundis oleva taimkatte rohelist peegeldust. Kasutatakse eri tüüpi taimkatte eristamisel, selle seisundi kindlaks tegemisel.

3. kanal (Punane): 0,63–0,69 μm
Nähtava punase kanal on oluline kanal tegemaks vahet eri tüüpi taimkatetel, kuna taimed neelavad peaaegu kogu punase valguse. Niisamuti on see kasulik kaardistamaks pinnase tüüpide ja geoloogiliste moodustiste piire.

4. kanal (lähisinfrapunane): 0,76–0,90 μm
4. kanali piltidel on veekogud väga tumedad, sest vesi neelab peaaegu kogu kiirguse sellel lainepikkusel. Seetõttu on 4. kanali abil võimalik eristada heledat pinnast ja taimkatet tumedast veest, kasutada veekogude piiride määratlemisel. Kanalit kasutatakse ka taimestiku biomassi koguse mõõtmisel vaatlusväljas, teravilja tuvastamisel, pinnase ja teravilja eristamisel.

5. kanal (keskmine infrapunane): 1,55–1,75 μm
Kanal on väga tundlik niiskusesisalduse suhtes, mistõttu seda kasutatakse palju taimkatte ja pinnase niiskusesisalduse seireks. Niisamuti on kanalist abi ka põua uurimisel. Lisaks saab seda kanalit kasutada eristamaks eri liiki pilvi, lund ja jääd.

6. kanal (soojuslik infrapunane): 10,4–12,5 μm
Kanalit saab kasutada maapinna temperatuuri mõõtmisel, sest kanal mõõdab maapinna infrapunast kiirgusvoogude kogust (soojust) ja aitab määrata geotermilise tegevuse asukohta. Lisaks saab selle abil klassifitseerida taimestikku, analüüsida taimestiku olukorda ja mõõta maapinna niiskusesisaldust. Kanalit võib kasutada ka pilvede eristamiseks heledast pinnasest, kuna pilved on üldiselt väga madala temperatuuriga. Võrreldes teiste multispektraalsete ETM kanalitega, on 6. kanali eripäraks see, et tema resolutsioon on poole väiksem (60 m, teistel 30 m).

7. kanal (keskmine infrapunane): 2,08–2,35 μm
Kanalit kasutatakse 5. kanaliga sarnaselt taimkatte niiskusesisalduse mõõtmisel, kuigi enamasti eelistataksegi selleks 5. kanali pilte. See kanal aitab kaardistada pinnast ja kivimeid, mineraale.[6]

Kasutusvaldkonnad[muuda | redigeeri lähteteksti]

Emajõgi Landsati satelliidipildil

Landsati vaatlused on teadusmaailmas ja paljudes kasutusvaldkondades leidnud laialdast heakskiitu. Selle tõestuseks on Teaduse Tsiteerimisindeks (Science Citation Index), mille järgi rohkem kui 3200 retsenseeritud teadusartiklis kasutati Landsati kogutud andmeid ja see number on aja jooksul pidevalt kasvanud.

Landsati esimesed kasutusvõimalused olid peamiselt piiritletud kaugseirega ja selle meetodite uuendamisega. Tänapäeval on Landsati kasutusvaldkonnad laienenud ka muudele elualadele, nagu põllumajandus, metsandus, maakasutus, veeressursid, maavarde kasutamine. Viimastel kümnenditel on Landsati tähtsus kasvanud ka näiteks rahvastiku loendamisel, linnastumise mõõtmisel, rannikuäärsete märgalade kadumise analüüsimisel, põllumajanduslike alade viljakuse hindamisel, merejää liikumise, liustike taandumise ja korallriffi seisundi hindamisel.[7]

Landsat-programmi staatus ja plaanid[muuda | redigeeri lähteteksti]

18. novembril 2011 katkes TM piltide edastamine Landsat-5-lt. Skanneri MSS piltide edastamine oli peatunud juba mitu aastat varem. Veebruariks 2012 ei ole õnnestunud taastada TM piltide edastamist ega ka taaskäivitada skannerit MSS. Hiljem see siiski õnnestus ja viimased pildid saadi jaanuaris 2013.

Landsat-7 jätkab globaalsete kujutiste kogumist skanneriga ETM+, aga sellel skanneril on tehnilised probleemid, mistõttu piltidel on tühjad ribad. Landsat-programmi jätkamiseks viidi veebruaris 2013 orbiidile Landsat-8.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. U. Peterson, "Kaugseire loengukursuse konspekt"
  2. Tartu Observatoorium, "Kaugseire Eestis. artiklikogumik". Tallinn 2008, lk. 9
  3. U. Peterson, R. Aunap, J. Eilart, "Eestimaa nähtuna kosmosest". Koolibri, Tallinn, 1998
  4. Technical Information NASA
  5. M. Lang, Kaugseire alused (tõlgitud: Fundamentals of Remote Sensing. Canada Centre for Remote Sensing). Tartu, 2006
  6. Center for Biodiversity and Conservation, Practical Guides to Remote Sensing. American Museum of Natural History. biodiversityinformatics.amnh.org/file.php?file_id=138 Välja otsitud 04.11.2011
  7. http://landsat.gsfc.nasa.gov/about/appl.html

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]