GIS și teledetecție

GIS-ul este o tehnologie ce utilizează baze de date localizate spaţial (prin coordonate), un sistem de prelucrare şi manipulare a acestora precum şi echipamentele specifice necesare acestor acţiuni.

O particularitate a GIS – ului o reprezintă posibilitatea de combinare a mai multor straturi de informaţii referitoare la o locaţie.

Din punct de vedere a unui sistem GIS datele pot fi:

- date spaţiale - reprezintă poziţia şi forma obiectelor (fenomenelor) terestre - (reprezentări digitale ale harţilor);

- date atribut (date tabelare) – reprezintă informaţii despre obiectele (fenomenele) terestre conţinute intr-o hartă - date alfanumerice organizate sub formă de tabele pe linii şi pe coloane, asociate cu datele spaţiale.

Tehnologia GIS poate fi utilizată în diverse domenii ştiinţifice cum ar fi: managementul resurselor, studii de impact asupra mediului, cartografie, planificarea rutelor. Specific unui GIS este modul de organizare a informaţiei gestionate. Există două tipuri de informaţie: una grafică care indică repartiţia spaţială a elementelor studiate şi alta sub formă de bază de date pentru a stoca atributele asociate acestor elemente.

Domenii de aplicabilitate GIS

Utilităţi – Gestiunea reţelelor de apă, gaz, electricitate, telecomunicaţii, etc. Acest gen de aplicaţii necesită harţi foarte precise, iar modelele vectoriale domină acest domeniu. Tot aici putem include amplasarea staţiilor de emisie/recepţie din sistemul de telefonie celulară.

Mediu – Într-o primă variantă, produsele GIS sunt folosite pentru inventarierea teritoriilor afectate de poluare (ape, sol, aşezări). La un nivel mai ridicat se pot face studii privitoare la procesele de eroziune, alunecări de teren, studii de impact, studiul calităţii apei, etc.

Amenajarea teritoriului – GIS pot fi utilizate în monitorizarea terenului, planuri de amenajare urbanistice, comunale, judeţene, regionale. Ca exemplu putem aminti studiul amplasării unor blocuri de locuinţe (coroborat cu date provenite de la utilităţi; harţi ale conductelor de gaz, apă, informaţii privitoare la dimensionarea acestora etc.).

Cadastru – inventarierea şi întreţinerea datelor spaţiale şi atribut a tuturor terenurilor

Proiectele GIS de anvergură au scopul de a obţine informaţii în vederea luării deciziilor. Modelarea şi simularea reprezintă concepte de bază în cadrul analizei spaţiale şi de fapt şi raţiunea de a fi a unui GIS.

Pentru proiectarea şi exploatarea unui GIS sunt necesare aporturile multor discipline:

Geografia – oferă un larg spectru de aplicaţii.

Cartografia – furnizează principala sursă de intrare pentru datele geografice sub formă de harţi, cartografia digitală deţine metode de reprezentare digitală şi de manipulare a caracteristicilor geografice precum şi metodele de vizualizare.

Teledetecţia – deţine tehnici de achiziţie, procesare şi corecţie a imaginilor aeriene şi satelitare, analiza de imagini conţine funcţii sofisticate;

- imaginile sub formă digitală sunt o sursă importantă pentru constituirea bazei de date spaţiale.

- interpretarea imaginilor luate prin teledetecţie poate fi asociată cu alte harţi (harţi tematice) din GIS.

Teledetecţia

Teledetecţia nu este o tehnologie nouă. De mai mult timp omul s-a ridicat deasupra Pământului, în primul rând pentru a-l observa de la distanţă şi, apoi, pentru a obţine mai multe informaţii despre forma şi structura sa, în general despre caracterele suprafeţei în toată complexitatea alcătuirii ei. Aplicaţiile tehnicilor de teledetecţie în domeniul înţelegerii şi cunoaşterii resurselor planetei, sunt acceptate în prezent de comunităţile ştiinţifice şi guvernamentale drept instrument tehnologic perfect adaptat obţinerii de informaţii obiective care pot fi utilizate cu mare eficienţă în sistemele informaţionale.

Informaţiile obţinute cu ajutorul tehnicilor de teledetecţie sunt conţinute de imaginile cosmice sau aeriene care sunt supuse interpretării. Formarea acestor imagini se bazează pe detectarea şi înregistrarea energiei electromagnetice reflectate sau emise de suprafaţa corpurilor aflate în câmpul vizual al senzorilor şi care au interacţionat cu energia electromagnetică emisă de o sursă naturală (Soare, Lună) sau artificială (radar).

Răspunsul obiectelor din natură la variatele lungimi de undă ale radiaţiei electromagnetice este diferit, în funcţie de :

- proprietăţile lor fizice şi chimice,

- configuraţia şi rugozitatea suprafeţei,

- intensitatea iluminării suprafeţei,

- unghiul de incidenţă.

Aceste răspunsuri înregistrate prin intermediul senzorilor se traduc pe imagini prin apariţia unor modele (trăsături), pe baza cărora se pot deosebi şi identifica obiectele respective.

Procesul formării imaginilor presupune prezenţa unei surse de energie electromagnetică, transmiterea energiei de la sursă la suprafaţa investigată, reflexia sau emisia energiei de la suprafaţă spre senzorul care o înregistrează şi transformarea acesteia într-o imagine vizibilă.

Mărimea cea mai des măsurată de sistemele de teledetecţie actuale este energia electromagnetică emanată sau reflectată de obiectul studiat. Aceasta pentru că elementele constitutive ale scoarţei terestre (rocile, solurile), vegetaţia, apa, cât şi obiectele care le acoperă au proprietatea de a absorbi, reflecta sau de a emite energie. Cantitatea de energie depinde de caracteristicile radiaţiei (lungimea de undă şi intensitatea acesteia), de proprietatea de absorbţie a obiectelor şi de orientarea acestor obiecte faţa de soare sau faţa de sursa de radiaţie.

Toate categoriile de obiecte de la suprafaţa Terrei au proprietatea de absorbi o parte a radiaţiei electromagnetice, în funcţie de aceasta fiind definită semnătura spectrală a obiectului respectiv. Pe baza cunoştiinţelor referitoare la categoriile de radiaţii cu lungimi de undă absorbite şi reflectate este posibilă analizarea şi interpretarea imaginilor de teledetecţie. Elementele care stau la baza acestor analize sunt următoarele :

- lungimea de undă;

- intensitatea radiaţiei incidente;

- caracteristicile obiectelor şi elementelor (în particular caracteristici de absorbţie) ;

- orientarea acestor obiecte şi elemente în raport cu poziţia soarelui sau a sursei de iluminare.

Teledetecţia aerospaţială se bazează pe înregistrarea radiaţiei electromagnetice cu ajutorul senzorilor special concepuţi în acest scop, utilizând radiaţia luminii, de la ultraviolet la microunde, folosind ca formă de stocare a datelor imagini numerice sau analogice. Acest spectru nu este disponibil în totalitate, atmosfera acţionând ca un filtru de absorbţie şi de difuzie, rămânând la dispoziţie câteva ferestre de transparenţă. Acestea sunt zonele spectrale utilizate pentru teledetecţie, senzorii instrumentelor de captare a semnalului fiind calate în aceste lungimi de undă.