Teledetecție GIS cadastru

Introducere

Teledetecţia este o disciplină tehnică ce grupează ansamblul cunoştinţelor şi tehnicilor

utilizate pentru observarea, analiza, interpretarea şi gestionarea mediului înconjurător, plecând de la

măsurători şi imagini obţinute cu ajutorul platformelor aeropurtate spaţiale, terestre sau maritime.

Aşa cum indică şi denumirea (tele = la distanţă), ea presupune achiziţionarea unor informaţii de la

distanţă, fără contact direct cu obiectul detectat. În acest context, teledetecţia se defineşte ca

ansamblu al cunoştinţelor şi tehnicilor folosite pentru determinarea caracteristicilor fizice şi

biologice ale obiectelor prin măsurători efectuate la distanţă, fără contact material cu acestea.

La originea teledetecţiei în înţelesul actual al cuvântului stă fotogrammetria aeriană, ale

cărei imagini de ansamblu, luate de sus, au modificat, de mai bine de 100 ani obişnuinţa de a

cartografia şi de a supraveghea mediul şi resursele lui. Astăzi, teledetecţia integrează descoperirile

cele mai recente ale cercetărilor spaţiale, ale fizicii şi informaticii şi se constituie într-o unealtă din

ce în ce mai puternică şi flexibilă pentru gestiunea mediului, a planificării şi dezvoltării economice.

Întrucât ea face apel la tehnici şi tehnologii aflate într-o evoluţie rapidă, posibilităţile aplicative ale

teledetecţiei sunt într-o constantă creştere şi din ce în ce mai multe domenii de activitate apelează la

serviciile ei, întrucât, de multe ori, se dovedeşte avantajoasă ca preţ şi randament, faţă de mijloacele

tradiţionale.

Fotogrammetria, prin intermediul fotogramelor, pune la dispoziţie tehnicile curente de

lucru în cartări (ca determinări metrice) şi de fotointerpretare (ca determinări calitative). În acest

mod s-au obţinut, la nivel naţional, planurile şi hărţile la scări cuprinse între 1:1.000 şi 1:100.000.

Imaginile au fost preluate de la distanţe diferite faţă de sol, funcţie de scara reprezentărilor ce urma

să deriveze din fotograme, variind între circa 1000 m şi 8-10.000m. În ce priveşte aspectele

calitative derivate din studiul fotogramei, acestea fac obiectul fotointerpretării, care are domenii de

aplicabilitate foarte variate, cuprinzând agricultura, pedologia, geografia, geologia, arheologia,

amenajarea teritoriului, a spaţiilor verzi şi – nu în ultimul rând - silvicultura. În cazul din urmă,

fotogrammetria poate fi implicată în lucrări de amenajare a pădurilor (în special de delimitare,

cartare şi descriere parcelară), protecţie (identificarea şi delimitarea calamităţilor), exploatarea

pădurilor, evoluţia în timp a unor fenomene legate de torenţialitate, regenerare etc.

Teledetecţia are ca scop detectarea şi evaluarea resurselor naturale, probleme de monitoring

şi prezicere a evoluţiei unor fenomene, incluzând fotogrammetria şi tehnicile proprii ei.

Teledetecţia îşi are originea la sfârşitul secolului al XVIII-lea. Ca evenimente importante

care au stat la naşterea acestui nou domeniu se enumără: primul zbor în balon (1783), inventarea

plăcii fotografice (Daguerre şi Niepce, 1839), preluarea primei imagini aeriene (Felix Tournachon,

Paris, 1858). Fotografia aeriană a adus un nou punct de vedere prin această viziune de ansamblu

asupra mediului. Au urmat o serie de invenţii în domeniul aviaţiei, odată cu începutul secolului al

XX-lea, permiţând străbaterea atmosferei la diferite înălţimi şi în toate direcţiile, în scopul de obţine

informaţii de ansamblu asupra mediului ambiant. În paralel, s-au dezvoltat noi captori de radiaţii:

Maxwell a întrevăzut posibilitatea, încă din 1855, a realizării fotografiilor color bazate pe trei

suprafeţe sensibile la cele trei culori fundamentale: roşu, verde şi albastru, ceea ce a condus la

apariţia primei pelicule color (1895) şi la producţia de serie a acestora ( Kodak, 1935).

Între timp, fizicienii descopereau că lumina este o undă electromagnetică şi că ochiul şi în

general simţurile umane nu au decât o percepţie limitată asupra acestor radiaţii. Alte manifestări ale

acestor radiaţii, numite astăzi raze X, ultraviolete, infraroşu sau microunde, diferă între ele doar prin

lungimea lor de undă, întocmai ca şi culorile spectrului vizibil.

Explorarea domeniului „invizibil” al radiaţiilor electromagnetice – constituite în purtător de

informaţii, a avut o evoluţie practic paralelă cu aceea din vizibil, începând cu punerea în evidenţă a

radiaţiilor infraroşii (Herschel, 1800), continuând cu primul film sensibil la radiaţiile din infraroşu

apropiat (IRA) în 1931, cu folosirea lui în scopuri militare pentru „detectarea camuflajului” şi cu

utilizarea filmului la studiul vegetaţiei (1960). În timpul celui de-al doilea Război Mondial au fost

puse la punct şi ameliorate tehnicile aeropurtate şi au apărut captorii RADAR (utilizaţi în scopul

ameliorării preciziei bombardamentelor nocturne). Curând, la utilizarea peliculelor sensibile în IRA

(lungimi de undă de până la 0,95x10-6m (= 0,95μm), s-au adăugat cele sensibile în banda infraroşu

termal (IRT) – având lungimea de undă de circa 10μm, capabile să detecteze variaţiile de

temperatură ale suprafeţei terestre şi oceanelor. Aceasta au condus la conceperea de detectori

electronici cuplaţi la un sistem de baleiaj (scanor) la care combinaţia deplasării avionului sau a

satelitului şi rotaţia sau oscilaţia unei oglinzi conduc la obţinerea unei imagini în tente de gri

corespunzând temperaturii suprafeţei studiate (termofotogramă). Imaginile astfel create au fost

imprimate mai întâi pe pelicule fotografice şi apoi, odată cu dezvoltarea tehnicilor de înregistrare,

pe suport magnetic analogic şi apoi numeric. Prin extensie, captorii electronici au fost folosiţi şi în

alte regiuni ale spectrului de radiaţii electromagnetice, cel puţin în toate cazurile în care energia

reflectată sau emisă de suprafaţa terestră este suficientă pentru aceste sisteme pasive. Recunoaşterea

obiectelor ce urmează a fi detectate se bazează pe proprietăţile lor spectrale.

Începând cu anii 1960 s-a dezvoltat fotografierea de la înălţimi mari, începând cu cea din

baloane, avioane speciale sau platforme orbitale din diverse programe spaţiale (MERCURY,

GEMINI, APOLLO). A urmat apoi lansarea sateliţilor artificiali din seria LANDSAT – prin care

teledetecţia este lansată şi recunoscută la scară internaţională întrucât oferă o mare cantitate de

informaţii, sub formă de date numerice, la preţuri accesibile. Seriei LANDSAT i-au urmat alte serii

de programe satelitare cu scop în urmărirea şi gestiunea mediului ambiant (SEASAT, HCMM,

SPOT, MOS, IRS) sau meteorologici (NIMBUS, TIROS, ESSA, GOES, METEOSAT, DMSP).

Pentru depăşirea limitelor legate de starea atmosferei la un moment dat, s-a trecut la folosirea

captorilor activi, care folosesc adică lungimi de undă emise în mod expres şi recepţionate apoi la

nivelul platformei aeriene, din domeniul microundelor (de tip RADAR), capabili să ofere informaţii

asupra suprafeţei Pământului prin stratul de nori, prin ceaţă, ziua şi noaptea (sateliţii RADARSAT,

ERS).

Dezvoltarea teledetecţiei s-a făcut în timp având în vedere permanent două obiective situate

practic în contradicţie: unul de a vedea teritorii din ce în ce mai mari (în domeniul fotografic acesta

a condus la obiectivi mari şi supermari angulari) şi celălalt – de a avea o rezoluţie cât mai mare

(ceea ce a condus la realizarea de filme cu granulaţie foarte fină. Astfel, pixelul (cel mai mic

element distinct de imagine înregistrată, având aceeaşi tentă de gri sau nuanţă de culoare) a evoluat

de la câţiva kilometri (NIMBUS, 1970), la 80 metri (LANDSAT MSS, 1972), 30m (LANDSAT

TM, 1983) şi 10 m (SPOT 1, 1986). Deşi sunt posibilităţi mai mari, atinse de sateliţii militari, se

pare că 10 m este, prin convenţie, rezoluţia la sol compatibilă cu politica mondială de acces la

aceste date. Avantajul unei rezoluţii mai puţin fine la nivelul imaginii înregistrate este dat de

posibilitatea unei mai mari repetitivităţi a observaţiilor (trecerea satelitului deasupra aceluiaşi loc),

pe când obţinerea unor imagini din ce în ce mai fine are dezavantajul unor treceri mai rare.

Repetitivitatea în timp este importantă pentru aplicaţiile care studiază fenomene cu evoluţie rapidă

(creşterea culturilor agricole şi previziunea recoltelor, atacuri de insecte în fondul agricol şi

forestier, inundaţii, umiditatea solului etc).

Analiza imaginilor obţinute prin teledetecţie s-a făcut mai întâi vizual, prin interpretarea

fotogramelor aeriene (fotointerpretarea). În paralel, măsurarea şi localizarea obiectelor

(fotogrammetrie) s-a dezvoltat folosind vederea stereoscopică. Odată cu apariţia imaginilor digitale

(numerice), sistemele de analiză s-au făcut cu ajutorul calculatoarelor de tip PC, dezvoltarea tehnicii

de analiză fiind în pas cu dezvoltarea informaticii. Cea mai mare parte a programelor de analiză de

imagine a fost concepută plecând de la proprietăţile spectrale ale pixelilor individuali. Trecerea la

rezoluţii din ce în ce mai mici, de ordinul de mărime a 1m, au permis determinarea unor elemente

de peisaj de detaliu. Analiza imaginilor satelitare presupune o serie de etape obligatorii:

transmiterea datelor la sol, stocarea lor, tratarea înainte de vânzare şi post-vânzare, aducerea de

corecţii radiometrice şi geometrice şi crearea unor imagini (fotografii multibandă alb-negru, color

infra şi color natural, fals color etc).

* * *

Lucrarea de faţă nu poate şi nici nu îşi propune să intre detaliat în toate problemele

enumerate. Nu este posibil decât să se amintească unele aspecte considerate că pot reprezenta

aplicaţii importante în sectorul forestier.