क्यों WorldView-3 वास्तव में अद्भुत है

WorldView-3 उपग्रह के बारे में आज प्रकाशित एक लेख (प्रकाशन के समय, लेख पहले से ही मसौदा तैयार किया गया था) को पढ़ने के बाद, मैं पहले इस पर एक विस्तृत टिप्पणी लिखना चाहता था, लेकिन फिर मुझे एहसास हुआ कि यह लेख से ही अधिक लंबा होगा। इसलिए, मैंने इसे एक अलग पोस्ट के रूप में डिजाइन करने का फैसला किया, जो कि अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में थोड़ा बेहतर संकल्प को छोड़कर नए वर्ल्ड व्यू -3 उपग्रह के सेंसर के डिजाइन में वास्तव में नया क्या है। और उपग्रह के डिजाइन में कई नए उपकरण हैं जो इसे लॉन्च के बाद उच्च स्तर पर रिमोट सेंसिंग समस्याओं को हल करने की अनुमति देगा।

कुछ सरल तथ्य

WorldView-3 उपग्रह का स्वामित्व DigitalGlobe के पास है , जो कई वर्षों से उपभोक्ताओं को सैटेलाइट इमेजरी की आपूर्ति कर रहा है, जिसमें Google मानचित्र, यैंडेक्स मैप्स, बिंग जैसी प्रसिद्ध कार्टोग्राफिक ऑनलाइन सेवाएं शामिल हैं। इस उपग्रह को "ऑर्बिटल टेलिस्कोप" कहने के लिए (जैसा कि इसे पिछले लेख में कहा गया था) पूरी तरह से सच नहीं है, क्योंकि खगोलीय उपग्रह पृथ्वी पर नहीं, बल्कि आमतौर पर अन्य ब्रह्मांडीय वस्तुओं को इस शब्द से कहते हैं। इसलिए WorldView-3, "पृथ्वी रिमोट सेंसिंग स्पेसक्राफ्ट" है।

अनुमति के बारे में

दरअसल, WorldView-3 सेंसर का रिज़ॉल्यूशन अपने पूर्ववर्तियों के रिज़ॉल्यूशन से थोड़ा अधिक है - WorldView-1 और 2, क्विकबर्ड श्रृंखला के उपकरण। लेकिन यह स्पष्ट रूप से समझा जाना चाहिए कि उपग्रह पर स्थापित विभिन्न सेंसर के अलग-अलग संकल्प हैं।

पंचक्रोमाटिक सेंसर में उच्चतम रिज़ॉल्यूशन होता है, जो सरल शब्दों में, 450-800 नैनोमीटर (800nm ​​इंफ्रारेड रेंज में थोड़ा जाता है) के दृश्यमान रेंज में एक काले और सफेद तस्वीर लेता है। डिजिटलग्लोब ने खुद को शूटिंग की ऊर्ध्वाधर दिशा के लिए प्रति पिक्सेल 31 सेंटीमीटर और 34º सेंटीमीटर से लंबवत होने पर 34 सेंटीमीटर के लिए दावा किया है। तुलना के लिए, WorldView-2 में 46 सेंटीमीटर के एक पंचक्रोमाटिक सेंसर का संकल्प था।

उपग्रहों को तथाकथित मल्टीस्पेक्ट्रल सेंसर का उपयोग करके एक रंगीन छवि प्राप्त होती है। ये सेंसर हैं जो अलग-अलग संकीर्ण सीमाओं में शूट करते हैं, जिसमें से आप तथाकथित "समग्र" को इकट्ठा कर सकते हैं, प्राप्त कर सकते हैं, सहित, प्राकृतिक रंगों में एक तस्वीर। हालांकि, मल्टीस्पेक्ट्रल सेंसर का रिज़ॉल्यूशन आमतौर पर पंचक्रोमाटिक से कम होता है। तो यहाँ, मल्टीस्पेक्ट्रल सेंसर की आठ श्रेणियों में 124 सेंटीमीटर प्रति पिक्सेल और 138 के विचलन के लिए 138 की ऊर्ध्वाधर शूटिंग का संकल्प है। पूर्ववर्ती के लिए, ये आंकड़े 180 और 240 सेंटीमीटर थे। बेशक, जब शूटिंग डेटा को संसाधित करते हैं, तो तरीकों का उपयोग पंचक्रोमाटिक सेंसर से डेटा का उपयोग करके रिज़ॉल्यूशन को बेहतर बनाने के लिए किया जा सकता है, लेकिन यह केवल भागों के बीच अंतर करने की क्षमता में सुधार करता है, लेकिन रंग नहीं।

संकल्प जब ऊर्ध्वाधर से विचलन अलग से जानबूझकर इंगित किया जाता है: व्यवहार में, छवियों का एक बड़ा हिस्सा एक कोण पर प्राप्त किया जा सकता है, जो अंतिम संकल्प को 10-15% तक कम कर देता है।

WorldView-3 के मामले में, सेंसर का सेट इन दो प्रकारों तक सीमित नहीं है, जो उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले उपकरणों के लिए एक मौलिक रूप से नया तकनीकी समाधान है। तीसरे और चौथे प्रकार की विशेषताओं पर, पर पढ़ें।

वर्णक्रमीय विशेषताएं

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, वर्ल्ड व्यू -3 में कई अन्य उपग्रहों, पंचक्रोमाटिक और मल्टीस्पेक्ट्रल सेंसर की तरह है।

पंचक्रोमाटिक अपनी सीमा के साथ लगभग संपूर्ण स्पेक्ट्रम को नीले-वायलेट से लाल से दिखाई देता है, और अवरक्त के पास थोड़ा कब्जा भी करता है।

WV-3 मल्टीस्पेक्ट्रल सेंसर WV-2 सेंसर से अपनी क्षमताओं में थोड़ा भिन्न होता है, अंतर केवल थोड़ा उच्च रिज़ॉल्यूशन में है, जैसा कि ऊपर बताया गया है। यह आरजीबी में लाल, हरे और नीले रंग के लगभग तीन चैनल हैं, एक अतिरिक्त पीला चैनल, एक अति लाल चैनल, दो निकट अवरक्त चैनल और तटीय जल के अध्ययन के लिए एक नीला-वायलेट चैनल है। कुल - 8 चैनल। वर्ल्ड व्यू -2 डेटा का उपयोग करके विकसित किए गए तरीकों को संरक्षित करने के लिए वर्णक्रमीय विशेषताओं की निरंतरता महत्वपूर्ण है। सभी आठ श्रेणियों की डेटा क्षमता 11 बिट्स है।

मैं संक्षेप में बताऊंगा कि इस तरह के सेट की आवश्यकता क्यों है।

• लाल, हरे और नीले रंग के साथ - सब कुछ स्पष्ट है: उन्हें प्राकृतिक रंगों में चित्र प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, और वनस्पति के गुणों को मापने के लिए हरे रंग की भी आवश्यकता होती है।
• एक अतिरिक्त पीला चैनल भी आपको स्थलीय और जलीय वनस्पति (शैवाल) की स्थिति का आकलन करने की अनुमति देता है, लेकिन यह अधिक सटीक रूप से करने के लिए यदि प्रतिबिंबित पीले पर डेटा हरे और लाल चैनलों के संयोजन से प्राप्त किया जाएगा।
• ब्लू-वायलेट चैनल तटीय जल का अध्ययन करने का कार्य करता है, क्योंकि इस श्रेणी का प्रकाश समुद्र के पानी के माध्यम से काफी गहराई तक प्रवेश करता है। इसके अलावा, यह सीमा स्वस्थ पौधों के क्लोरोफिल द्वारा अवशोषित होती है। पीले और लाल चैनलों के साथ मिलकर, यह सीमा प्राकृतिक आपदाओं के दौरान बाढ़ वाले क्षेत्रों की पहचान करना संभव बनाती है।
• सीमा लाल को पौधे के स्वास्थ्य का अध्ययन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• अवरक्त सीमा के पास पहला आपको बायोमास और मिट्टी दोनों में पानी की मात्रा का अनुमान लगाने की अनुमति देता है। एक चित्र में तालाबों को उजागर करने के लिए भी उपयोग किया जाता है।
• अवरक्त के पास दूसरे का उद्देश्य एक ही है, लेकिन धुंध के कारण वायुमंडलीय विकृति का खतरा कम है।

WorldView-3 पर एक मौलिक रूप से नया सेंसर शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड (SWIR) सेंसर है। इससे पहले, लैंडसैट जैसे निचले रिज़ॉल्यूशन के उपग्रहों को इस तरह के डेटा मिलते थे। वहाँ, रिज़ॉल्यूशन केवल 30 मीटर प्रति पिक्सेल था, जबकि डब्ल्यूवी -3 के लिए यह ऊर्ध्वाधर शूटिंग और 20% विचलन के लिए 3.7-4.1 मीटर था। SWIR सेंसर में आठ चैनल होते हैं, जो स्पेक्ट्रम को 1195 से 2365 नैनोमीटर तक कवर करते हैं, लेकिन सीमा निरंतर नहीं है, लेकिन संकीर्ण बैंड के साथ कवर किया गया है। पर्वतमाला का विकल्प वनस्पति, वायुमंडलीय प्रक्रियाओं के गुणों से भी जुड़ा हुआ है, और दृश्यमान पर्वतमाला से चार सबसे दूर का उपयोग भूवैज्ञानिक अनुसंधान कार्यों में किया जा सकता है। SWIR सेंसर डेटा की चौड़ाई 14 बिट्स है।

WorldView-3 सेंसर सूट में एक और अभिनव समाधान CAVIS सेंसर है, जो क्लाउड, एरोसोल, वॉटर वाष्प, बर्फ, हिमपात (क्लाउडीनेस, एरोसोल, जल वाष्प, बर्फ, बर्फ) के लिए छोटा है। यह सेंसर अपेक्षाकृत कम है, जिसमें केवल 30 मीटर प्रति पिक्सेल का संकल्प है, जिसमें व्यक्तिगत चयनात्मक चैनलों के साथ 405 एनएम से 2245 एनएम की सीमा होती है। इसका मुख्य उद्देश्य वातावरण की स्थिति को निर्धारित करना और पृथ्वी की सतह के विशेष मामलों की पहचान करना है जो छवि गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। चैनलों का सेट इसलिए चुना जाता है, उदाहरण के लिए, सफेद बादलों को बर्फ और बर्फ से अलग करना संभव है, और हवा में विभिन्न प्रकार की धूल और धुएं - जल वाष्प से। क्लाउड डिटेक्शन के लिए लैंडसैट 8 उपग्रह पर पहले से ही एक समान समाधान का उपयोग किया गया था, लेकिन वर्ल्ड व्यू में एक अधिक उन्नत और बहुमुखी प्रणाली है जो अधिक सटीक और कुशल छवि सुधार की अनुमति देगा।

इस प्रकार, WorldView-3 उपग्रह वास्तव में, इसके प्रक्षेपण के बाद, रिमोट सेंसिंग के लिए एक बुनियादी रूप से नया उपकरण बन जाना चाहिए, लेकिन दृश्य सीमा में एक काल्पनिक उच्च रिज़ॉल्यूशन जैसी किसी चीज़ के कारण बिल्कुल भी नहीं।

इस अपेक्षा के अनुसार कि यह उपग्रह मानचित्र सेवाओं के कवरेज को बेहतर बनाने में मदद करेगा, यह निश्चित रूप से अपना योगदान देगा। हमें न केवल यह भूलना चाहिए कि मानचित्र सेवाएँ उनके पैसे बचाती हैं, और बहुत कम ही उद्देश्य पर किसी भी इलाके की शूटिंग का आदेश देती हैं। वे बहुत सस्ती संग्रहीत छवियां खरीदना पसंद करते हैं, अर्थात, जो पहले से ही किसी भी वाणिज्यिक या सरकारी उपभोक्ताओं के आदेश द्वारा बनाई गई हैं। इसलिए, कुछ क्षेत्र जो इन उपभोक्ताओं के लिए दिलचस्प नहीं हैं, कई वर्षों तक उच्च-रिज़ॉल्यूशन शूटिंग के बिना बने रहे हैं। इसलिए Google मैप्स या यैंडेक्स में छवियों के साथ पृथ्वी के कवरेज की गुणवत्ता सीधे दूरस्थ संवेदी उपग्रहों की संख्या पर निर्भर नहीं करती है।