ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УСТРОЙСТВА 6
1.1. Виды излучений в дистанционном зондировании 6
1.2. Взаимодействие излучения с подстилающей поверхностью 8
1.3. Обзор существующих систем дистанционного зондирования Земли 19
1.4. Структура разрабатываемого устройства 22
ГЛАВА 2. СПОСОБЫ РЕАЛИЗАЦИИ УСТРОЙСТВА 24
2.1. Схема проведения измерений 24
2.2. Выбор электронных элементов 25
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ МОНИТОРИНГА КОЭФФИЦИЕНТА
ОТРАЖЕНИЯ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ В ВИДИМОМ ДИАПАЗОНЕ 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 52
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Важнейшим элементом изучения поверхности Земли является дистанционное зондирование. Оно заключается в исследовании спектральных отражательных свойств определенных участков поверхности Земли (подстилающей поверхности).
Изучение отраженного излучения в различных диапазонах может дать исследователю информацию о состоянии подстилающей поверхности (почвы, растительности): их химический состав, температура, влажность, заболевание растений и т.п. Измеряя количество излучения в каждой из длин волны, могут быть зафиксированы определенные характеристики веществ. На практике, должны быть выбраны только определенные полосы длины волны, чтобы различить искомые характеристики подстилающей поверхности.
Для решения данной задачи была поставлена задача - разработать устройство, способное практически одновременно измерить и поступающее на подстилающую поверхность и отраженное от нее излучение в видимом диапазоне; а так же, способное записывать полученные данные на носитель, с целью дальнейшего их изучения. Измерение количества отраженного излучения в видимом диапазоне полезно для изучения определенных свойств подстилающей поверхности. Благодаря этому, устройство дает возможность обнаружения и оценки серьезности лиственной болезни у растений на исследуемом участке. Так же, устройство полезно при комплексном исследовании интегральной оценки литокриогенного и биоресурсного состояния ландшафтов, их устойчивости к антропогенным нарушениям, мерой которой является активизация криогенных процессов, в сочетании с определением экологической ценности ландшафтов, а именно, их биоресурсной и природоохранной значимости. Такая оценка является основанием более широких и универсальных выводов об экологической безопасности на исследуемом участке. В более глобальных исследованиях, разрабатываемое устройство может быть полезным при закладке полигонов, отбор проб верхнего горизонта почвы для определения диэлектрической проницаемости; выявлении на полигонах характерных зональных и подзональных ландшафтных провинций с их геоморфологическими типами; фиксировании суточного хода температуры и влажности, для последующего применения в исследованиях. Решение вышеперечисленных задач видится в детальном изучении закономерностей поведения излучательных и отражательных характеристик растительности, находящихся при разных степенях деградации, анализа многоспектральных и гиперспектральных изображений. Для этих целей целесообразно использовать комбинированные данные спутникового зондирования в микроволновом, оптическом и инфракрасном диапазонах, дополняя их данными наземных и лабораторных измерений излучательных характеристик растительности и почв.
Таким образом, целью магистерской диссертации является создание устройства для мониторинга коэффициента отражения подстилающей поверхности в видимом диапазоне, способного сохранять измеренные данные на носителе.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были рассмотрены основные виды излучений, изучена литература по данной теме, а так же рассмотрены существующие устройства для проведения дистанционного зондирования. В результате проведенных исследований было спроектировано устройство для мониторинга коэффициента отражения подстилающей поверхности в видимом диапазоне, подобрана элементная база для реализации макета устройства, способного выполнять основные функции разрабатываемого прибора; изготовлен макет данного устройства, на котором была успешно отработана методика получения данных о падающем и отраженном излучении. Так же была составлена структурная схема устройства, на которой отражены основные элементы и метод их подключения к управляющему контроллеру.
Результатом проделанной работы стало изготовление устройства, что дало возможность провести пробное исследование почвы. Так же, были подобраны электронные компоненты, использование которых сможет в перспективе увеличить точность проводимых измерений.
Все цели, поставленные в выпускной квалификационной работе, достигнуты, задачи успешно выполнены.
