RADIATII ELECTROMAGNETICE SI ROLUL LOR IN TELEDETECTIE

Radiatii electromagnetice si rolul lor in teledetectie

RADIATII ELECTROMAGNETICE

Radiatiile electromagnetice reprezinta o forma de manifestare a materiei, concretizata in emisii energetice, care pot fi detectate, masurate si chiar inregistrate, folosind diferite instrumente, in anumite conditii.

Radiatiile pot fi si generate cu ajutorul unor sisteme speciale, in laboratoare, in diferite scopuri.

In natura, radiatiile se diferentiaza in functie de caracteristicile lor energetice, de lungimea lor de unda , frecventa si modul de propagare. Lungimea de unda este elementul cel mai important pentru teledetectie, aceasta fiind rezultatul raportului dintre viteza de propagare si frecventa.

Comportamentul radiatiilor

Orice corp din natura emite radiatii in functie de proprietatile sale fizice sau chimice. Emisiile de radiatie ale corpurilor nu sunt identice, deoarece acestea sunt legate de individualitatea fiecarui corp.

Doua corpuri din natura emit radiatii cu lungimi de unda diferite, fapt ce permite identificarea lor.

Radiatiile electromagnetice au un comportament diferentiat, ce se defineste prin patru forme:

Transmisia sau propagarea radiatiilor este penetrarea unui mediu de catre radiatiile electro-magnetice, fara a suferi modificari substantiale (ex. trecerea radiatiei solare directe, din zona infrarosului termal prin atmosfera).

Reflexia se produce atunci cand radiatia se intoarce din mediul de unde a venit, sub un unghi egal, cu cel de incidenta, numit si unghi de reflexie (ex. radiatia vizibila la contactul cu un teren calcaros sau cu o constructie de culoare alba din zona mediteraneana).

Difuzia reprezinta risipirea radiatiilor la contactul cu un mediu (ex. lumina solara la trecerea prin norii compacti).

Absorbtia este datorata pierderii radiatiilor intr-un mediu (ex. radiatia solara ultravioleta absorbita de stratul de ozon).

Surse de radiatii in teledetectie sunt diversificate si au un rol diferit in obtinerea de imagini de teledetectie:

Soarele - este cea mai importanta sursa, mai ales pentru teledetectia pasiva,    cu senzor optic (ex. fotografierea aeriana). Soarele emite radiatie luminoasa si calorica.

Pamantul emite radiatiile Gamma la nivelul nucleului radioactiv, care nu au aplicatii in teledetectie. Obiectele de pe suprafata terestra, diferitele medii ca apa oceanelor, vegetatia, culturile agricole sau constructiile care se afla pe suprafata terestra intra in contact cu radiatia solara si emit diferite radiatii.

Radiatiile emise artificial, sunt: microundele, emise cu ajutorul radarului; lumina polarizata sau laserul, undele sonore (pentru ecosonda).

Spectrul radiatiilor electromagnetice este o reprezentare schematica, un model fizic, ce prezinta radiatiile electro-magnetice cunoscute si masurate, in functie de lungimea lor de unda si nivelul energetic specific. Spectrul prezinta o serie de zone, in care radiatia electromagnetica este delimitata pe baza lungimii de unda.

Spectrul vizibil este deosebit de important pentru teledetectie (obtinerea fotografiilor aeriene color normale sau a imaginilor multispectrale in culori naturale). Zona spectrului vizibil este divizata in trei interval : albastru, verde, rosu.

Infrarosul sau IR este foarte important in teledetectie, desi nu este vizibil. Radiatiile permit obtinerea de imagini cu senzori optici (infrarosul reflectat) si termici (infrarosul termal cu doua zone).

Microundele sunt folosite pentru aplicatiile radar de teledetectie activa si se propaga in bune conditii prin diverse medii.

Undele radio nu permit obtinerea de imagini dar sunt folosite in transmiterea de la sateliti la sol a semnalelor ce vor fi convertite in imagini.

Propagarea radiatiilor in atmosfera

Atmosfera este un mediu gazos eterogen, un amestec de gaze care contine si particule solide. Atmosfera terestra nu este traversata la fel de catre toate radiatiile electromagnetice. O mare parte din radiatii isi pierd proprietatile initiale, suferind diferite transformari, legate de refractie, reflexie, difuzie sau absorbtie.

In teledetectie, radiatia electromagnetica strabate atmosfera de doua ori, ca radiatie incidenta, de la Soare catre obiect si in calitate de radiatie reflectata, de la obiect catre senzorul de teledetectie de pe avion sau satelit.

Pentru a defini comportamentul atmosferic al radiatiilor, se folosesc doua notiuni:

Rata de transmisie atmosferica, reprezinta procentul in care radiatia cu o anumita lungime de unda penetreaza atmosfera terestra pe toata inaltimea acesteia.

Fereastra atmosferica constituie un interval de lungime de unda caracteristic radiatiilor din spectrul electromagnetic, care poate trece prin atmosfera in anumite conditii. Aceasta se poate defini ca intervalul de lungimi de unda, in limitele caruia rata de transmitere atmosferica este aproape de 100%.

Aplicatiile teledetectiei utilizeaza ferestrele atmosferice, deoarece radiatia electromagnetica tranziteaza de doua ori atmosfera si trebuie sa ajunga cat mai putin alterata la senzori.