遥感教程简介-第2部分第7页

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The chronological development or history of the use of remote sensing from platforms that fly or orbit above the Earth�s surface is introduced on this page. Brief mention is given to the history of aerial photography. Examples of image products photographed from sounding rockets, from one of the first satellite-mounted remote sensors, and taken by astronauts are presented. Links are provided to three Tables, each outlining some aspect of the history of remote sensing.


遥感史:一开始

遥感作为一项技术始于十九世纪初的第一批照片。许多重大事件导致了陆地卫星的发射,这是本教程的主要重点。要了解第一个陆地卫星之前的遥感里程碑,您可以查看三个区域之一的遥感时间表。- Photographic MethodsNon-Photographic Sensor SystemsSpace Imaging Systems (从作家的桌子上 [NMS] 美国宇航局参考出版物1078 [现在已经绝版了] 在 陆地卫星教学手册) . 这篇评论以1979年的事件结束。您还可以在附录A和本网站上找到更多关于美国和外国空间计划的一般历史: review-3 .

我们将在本简介和整个教程中介绍1979年之后的主要亮点。其中一些重点包括对主要天基项目的简短总结,例如发射与陆地卫星类似的若干其他卫星/传感器系统;将雷达系统插入太空;气象卫星的激增;发射一系列专门的卫星以监测环境t使用热传感器和被动微波传感器;开发复杂的高光谱传感器;部署各种传感器来收集行星和天体上的图像和其他数据。

照相机作为主要的遥感器已经有150多年的历史了。它通过透镜将电磁(EM)辐射(通常是可见光)集中到记录介质上,从而捕捉到目标外部的图像。Daguerrotype平板是这种类型的第一个。1871年,英国人亨利·马多克斯博士宣布研制出一种照相底片,这种底片的制作方法是将卤化银悬浮在安装在玻璃板上的乳剂中(后来被允许多次曝光的柔性胶片所取代)。卤化银胶片仍是当今最主要的记录介质。胶片通过灰度(黑白)或色调(如第10节所述,使用染料)的亮度变化来显示目标对象的相对位置。

尽管第一张相当原始的照片是作为地面上的“静物”拍摄的,但从上面拍摄地球表面的想法产生了所谓的 航空照片 ,出现在19世纪60年代的气球图片。第一次成功——现在失败了——是菲利克斯·图纳洪拍摄的一张法国山谷的照片。最古老的波士顿照片之一出现在总览的第一页。第一次自由飞行摄影任务是在1879年由Triboulet先生完成的。与此同时,另一种方法,在风筝上安装摄像头,在19世纪的最后20年变得流行起来。英格兰的阿奇博尔德于1882年开始使用这种方法。这是一张保存完好的风筝照片(1889年),由栏杆操作的遥控机构拍摄,覆盖法国拉布拉盖尔:

在著名的1906级地震之后,G.R. Lawrence在加利福尼亚旧金山拍摄了几张著名的风筝照片,在那次大火中,大火烧毁了大部分城市。以下是最好的例子:

1906地震后旧金山风筝照片

威尔伯·赖特(Wilbur Wright)——第一架自由飞行离开地面的飞机的共同开发人——似乎是1908年在法国(Leman)和1909年在意大利(Centocelli)第一个从飞机上拍照的人。

在第一次世界大战期间,安装在飞机上的摄像机,或者更常见的由飞行员持有的摄像机,提供了相当大的表面积的空中视图,这对于军事侦察来说是无价的。这是这两张照片中的记录:

从那时起到1960年代初,航空照片仍然是从垂直或倾斜角度描绘表面的唯一标准工具。关于航空摄影的更多内容,请参阅 page 10-1 .

历史上,从大约100米的高度拍摄的第一张小火箭照片是由阿尔弗雷德·诺贝尔(著名奖获得者)设计的火箭拍摄的,并于1897年在瑞典的一处风景区发射:

1904年发射时,一架照相机成功拍摄了阿尔弗雷德·摩尔的火箭到达600米(2000英尺)高空的景色:

大气上方的遥感起源于太空时代的黎明(俄罗斯和美国的项目)。一开始,到1946年,美军从新墨西哥州的白沙试验场发射了一些二战后从德国获得的V-2火箭到高海拔地区(70至100英里)。第一次V-2在美国发射是在1946年4月17日。1946年10月24日,在德克萨斯州埃尔帕索的布利斯堡(Fort Bliss)驻扎南方时,作者从远处目睹了V-2系列的发射13号,在它的鼻锥上装有一个电影摄影机,当它行进到134公里(83英里)时,它获得了一系列地球表面的视图。时间。后来,作者被指派为1947年春天有幸出席在白沙举行的V-2发射会的一名新报纸记者,并采访了德国V-2项目的创始人、阿波罗计划的主要推动者沃纳·冯·布劳恩;那时我几乎不知道我将大量参与美国的军事行动。我职业生涯中CA的太空计划。V-2图片包含在1950年10月的《国家地理》的一篇文章“从太空看地球”中。我们在这里展示了一张V-2的白沙发射照片,这是土星火箭的前身,它将宇航员推进月球。

这是一张稍后V-2发射的照片,显示了白沙发射场北边新墨西哥州附近一个场景的细节质量:

小型探空火箭,如WAC下士,维京和Aerobee系列,是由军方在40年代末和50年代开发和发射的。这些火箭虽然没有进入轨道,但却装有自动静物或电影摄影机,在飞行器上升时拍摄照片。在早期,有许多不同的探空火箭,以及那些被训练为最终将物体送入轨道的火箭。在白沙博物馆的户外展示令人印象深刻:

这是1950年海盗飞行时拍摄的一张典型的倾斜照片的例子,从亚利桑那州和加利福尼亚湾看向弯曲的地球地平线(这张照片在第12节中再次显示)。

第一批非光电传感器是安装在无人驾驶航天器上的电视摄像机,主要用于观测云层。1960年4月1日,美国第一颗气象卫星tiros-1由一枚阿特拉斯火箭发射进入轨道,看上去与后来的tiros运载火箭相似。

电视红外观测卫星tiros使用摄像机一次扫描广域。下图是Tiros-1返回的第一批(1960年5月9日)卫星之一(该系列中有10颗卫星飞行,随后是TOS和ITOS航天器,以及Nimbus、NOAA、Goes和其他卫星。 [见第14节] . 叠加在云图上的是该地区的通用天气图。

TIROS-1 image of clouds in relation to pressure systems and weather fronts, taken on May 9, 1960.

然后,在20世纪60年代,当人类进入太空时,宇航员和太空舱中的宇航员从窗口拍照。随着时间的推移,空间摄影师有了特定的目标和时间表,尽管他们也有一些自由,可以在机会的目标上拍照。

|一张以西奈半岛为中心的中东部分黑白照片,由宇航员在双子座任务中拍摄。| 西奈半岛和红海

|加利福尼亚湾的彩色斜角照片(由宇航员拍摄),显示加利福尼亚南部的一部分和与墨西哥接壤的南部地区。| 加利福尼亚湾和南加州

(注意:这些图片,以及教程中的许多图片,都有一个浅蓝色边框;这意味着您可以单击其中的内容,它将自动放大以填充大部分屏幕。要关闭,请尝试按Escape,然后按Close,使用右上角的x按钮,或在某些浏览器上,只需先尝试x)

在60年代,第一批先进的成像传感器被纳入轨道卫星。起初,这些传感器是基本的电视摄像机,它们能清晰地拍摄原始、低分辨率(小细节)的云和地球表面黑白图像。分辨率是最小的对比对象对的大小,可以明显区分。下面,我们展示了来自Nimbus卫星传感器的三个例子,以了解早期照片有多好。

**| Nimbus satellite image of parts of eastern India and Bangladesh, the main chain of the Himalayas, and the Tibetan Plateau to the north. |** Eastern India, Bangladesh, Himalayas

|印度东部和孟加拉国部分地区、喜马拉雅山脉主链和北部青藏高原的Nimbus卫星图像。|沙特阿拉伯

|一张覆盖美国东部、大湖和加拿大南部部分地区的Nimbus图像。自然表面的特征是中到深灰色;浅灰色到白色的图案是云。| 北美东部

早期,还开发了其他类型的传感器,“利用可见光以外的电磁频谱拍摄图像,将其送入近红外和热红外区域。视野(FOV)很宽,通常在侧面100公里处。这些区域覆盖的天气区域对气象界有很大价值,因此许多早期卫星都是气象卫星,专门收集有关云、气温、风型等的信息。


主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@nationi.net