Способ дистанционного зондирования Советский патент 1991 года по МПК G01C11/00 

Изобретение относится к дистанционному зондированию с летательных аппаратов для целей геологии и охраны окружающей среды.

Целью изобретения является повышение информативности за счет выделения разнородных составляющих зондируемого объекта.

На чертеже изображено устройство для регистрации оптических характеристик люминесценции, реализующее предлагаемый способ.

Луч лазера сканера 1, облучая в процессе построчной линейной развертки подстилающую поверхность земли 2, возбуждает люминесцирующие вещества. Возникшее вторичное излучение, т. е. флуоресценция, пройдя светофильтры 3 и 3, подавляющее излучение на возбуждающей частоте, посредством объективов 4 и 4 попадает на торцы волноводов соответственно двух матриц 5 и 5 . С помощью волноводов матрицы 5 излучения момента возбуждения и послесвечения последовательно с периодичностью в две точки, одноименных по номеру,

поступают в монохроматор 6 и затем на светоприемиики (например, фотоэлектронные умножители).

Параллельно, а для первой строки одномоментно с помощью волноводов матрицы 51 излучение послесвечения с построчной последовательностью (благодаря продвижению летательного аппарата и угловому положению матрицы 51) поступает в блок 7 на линейку светочувствительных элементов. В этом случае процедура сканирования происходит за счет постепенного наплыва- ния матрицы при движении летательного аппарата на находящиеся в возбужденном состоянии точки на земле.

При выходе из блоков 7 и 71 сигналы поступают в блоки 8 и 81, осуществляющие усиление, преобразование в цифровой код и выделение максимальных значений, соответствующих моменту перекрытия апертуры полем свечения вещества на земле. Затем максимальные кодовые значения поступают на регистры в блоки 9 и 91 памяти. Последние связаны каналами с блоком обработки информации (ЭВМ) 10.

Положение любой точки на поверхности земли определяется номером строки и номером точки в строке, представляющими своеобразную прямоугольную систему координат. Монохроматор и каждый элемент светочувтсвительной линейки осуществляют построчную запись независимо на свои блоки памяти в единой системе кодирования координат. Для анализа вещества в точке на поверхности земли выбираются вначале из блока памяти по соответствующим каналам монохроматора данные по распределению интенсивности по спектру с первой строки, характеризующие спектр в момент возбуждения и затем спектр послесвечения со второй строки.

Из блоков памяти светочувствительной линейки последовательно, начиная с перво-. го блока памяти и заканчивая последним, выбирают данные измерений (отсчетов) по кривой затухания. В результате точка поверхности земли, т. е. точка (апертура) матрицы на земле представлена тремя оптическими характеристиками, обозначающими, соответственно, данные по спектру в момент возбуждения, спектра послесвечения и кривой затухания.

Данные с монохроматора после преобразования представляют собой цифровые коды интенсивностей по нескольким зонам спектра, данные со светочувствительной линейки - цифровые коды разностей интенсивностей соседних точек по ходу кривой с равными временными интервалами. Привязка точек матрицы апертур к наземным

объектам может осуществляться по фотоснимкам или цифровым данным, полученным при тепловой съемке в момент лазерной локации, осуществляемой в ноч- ное время, или другими техническими средствами, фиксирующими координаты трассы полета. Очень важным фактором, оказывающим решающее значение для оптических характеристик послесвечения в определяе0 мых веществах, является то, что органические вещества объектов геологической среды практически не обладают послесвечением, а тем более длительным (исключение может быть для веществ, находящихся

5 при отрицательных температурах).

Благодаря тому, что органические вещества, в отличие от неорганических, не обладают во время дистанционного зондирования (осуществляемого обычно при положитель0 ных температурах) длительным послесвечением, представляется возможным произвести селекцию веществ по оптическим характеристикам послесвечения - спектру и кривой затухания. Основными па5 раметрами послесвечения, подлежащими измерению, являются точки отсчета интенсивности излучения кривой затухания и спектр в экспоненциальной части кривой. При исследовании кривой затухания анали0 зируется относительное положение точек отсчета по кривой. Иными словами исследуются изменения интенсивности излучения дискретно через равные временные интервалы по разностям интенсивностей

5 соседних точек.

Наиболее характерной (информативной) частью кривой затухания является ее первая половина. При таком анализе концентрация вещества не оказывает влияния

0 на достоверность определения кривой затухания.

Все измерения должны быть дискретными. Для обеспечения необходимой достоверности и точности определения вещества

5 по измерениям оптических параметров вторичного излучения необходимо соблюдение следующих требований: возбуждение лю- м несцирующего вещества во всех точках пространства должно осуществляться од0 ним и тем же источником излучения; для всех точек зондируемого пространства подстилающей поверхности земли должны соблюдаться идентичные физико-технические условия измерения оптических параметров, с

5 целью обеспечения сопоставимости сигналов, что возможно только, когда измерения производятся одним и тем же датчиком (фотоэлектронным приемником); количество отсчетов (измерений) по кривой затухания должно быть достаточно представительным,

чтобы мбжно было надежно различать и сопоставлять кривые, ориентируясь на вещества, имеющие малую длительность послесвечения; измерения оптических параметров, разнесенных во времени, должны надежно привязываться к определенной точке пространства.

Формула изобретения Способ дистанционного зондирования, при котором формируют узкий пучок когерентного излучения, сканируют им поверхность объекта, регистрируют спектр

0

люминесцентного свечения точек объекта и; обрабатывают полученные данные, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет выделения разнородных составляющих объекта, при формировании создают пучок ультрафиолетового излучения, при регистрации дополнительно фиксируют послесвечение в экспоненциальной части кривой его затухания, а при обработке учитывают оптические характеристики послесвечения для каждой из точек объекта.

Изобретение относится к дистанционному зондированию с летательных аппаратов для целей геологии и охраны окружающей среды. Целью изобретения является повышение информативности за счет выделения различных составляющих объекта. С помощью двух светочувствительных матриц определяют спектр и кривую затухания послесвечения с дискретной временной последовательностью по мере продвижения излучателя и приемника, содержащихся на борту летательного аппарата. После регистрации интенсивностей излучения, по спектру люминесценции в момент возбуждения снимают с помощью той же светочувствительной матрицы значения интенсивностей по спектру послесвечения в экспоненциальной части кривой затухания, затем с помощью другой светочувствительной матрицы, пространственно совмещенной с первой, по одноименным точкам земной поверхности снимают значения интенсивностей излучения в процессе затухания люминесценции, после чего по разностям значений интенсивностей сосед- . них точек на кривой затухания и по значениям интенсивностей по спектру свечения, полученному в момент возбуждения и спектру послесвечения находят оптические характеристики вторичного излучения для каждой точки матрицы на земной поверхности, координаты которой определяют по номеру точки в строке матрицы и по номеру строки развертки излучателя. 1 ил. С

8

8