మానవ కళ్ళు మరియు ఫోటోగ్రాఫిక్ వ్యవస్థలు రెండూ వస్తువుల ఉపరితలం ద్వారా స్వీకరించబడిన మరియు ప్రతిస్పందించిన మొత్తం శక్తిలో చాలా చిన్న భాగానికి మాత్రమే కాంతికి ప్రతిస్పందిస్తాయి. మరోవైపు, ప్రస్తుత రిమోట్ సెన్సింగ్ పరికరాలు, 0 కెల్విన్ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ( $-273 \mathrm{C}$ ) ఉన్న అన్ని వస్తు ఉపరితలాల ద్వారా ప్రతిఫలించబడిన/ విడుదల చేయబడిన, గ్రహించబడిన మరియు ప్రసారం చేయబడిన రేడియేషన్ల యొక్క చాలా విస్తృత పరిధికి ప్రతిస్పందిస్తాయి.

రిమోట్ సెన్సింగ్ అనే పదాన్ని మొదటిసారిగా 1960ల ప్రారంభంలో ఉపయోగించారు. తర్వాత, అధ్యయనంలో ఉన్న వస్తువులు మరియు దృగ్విషయాలతో భౌతిక సంపర్కంలో లేని రికార్డింగ్ పరికరం (సెన్సర్) ద్వారా వస్తువులు మరియు దృగ్విషయాల యొక్క కొన్ని లక్షణాల సమాచారాన్ని సంపాదించడం మరియు కొలిచే మొత్తం ప్రక్రియలుగా ఇది నిర్వచించబడింది. రిమోట్ సెన్సింగ్ యొక్క పై నిర్వచనం నుండి ఇది ప్రధానంగా ఒక వస్తు ఉపరితలం, రికార్డింగ్ పరికరం మరియు సమాచారాన్ని మోసుకెళ్ళే శక్తి తరంగాలను (Fig 6.1) కలిగి ఉంటుందని గమనించవచ్చు.

చిత్రం 6.1 రిమోట్ సెన్సింగ్ యొక్క సంభావిత చట్రం

శబ్దకోశం

శోషణత : ఒక పదార్థం ద్వారా గ్రహించబడిన వికిరణ శక్తి మరియు అది స్వీకరించిన శక్తి యొక్క నిష్పత్తి.
బ్యాండ్ : విద్యుదయస్కాంత స్పెక్ట్రంలోని నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్య విరామం.
డిజిటల్ చిత్రం : డిజిటల్ సంఖ్యల (DN) ఒక అర్రే, వరుసలు మరియు నిలువు వరుసలలో అమర్చబడి, ఒక తీవ్రత విలువ మరియు వాటి స్థానాల లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటుంది.
డిజిటల్ సంఖ్య : డిజిటల్ చిత్రంలోని పిక్సెల్ యొక్క తీవ్రత విలువ.
డిజిటల్ చిత్ర ప్రాసెసింగ్ : వాటి ద్వారా ప్రతిబింబించే ఉపరితల దృగ్విషయాల గురించి సమాచారాన్ని వెలికితీసే ప్రయోజనం కోసం DN విలువల సంఖ్యాపరమైన మానిప్యులేషన్.
విద్యుదయస్కాంత వికిరణం (EMR) : కాంతి వేగంతో ఒక స్థలం లేదా మాధ్యమం ద్వారా ప్రసారం చేయబడే శక్తి.
విద్యుదయస్కాంత స్పెక్ట్రం : EMR యొక్క నిరంతరత, ఇది చిన్న తరంగదైర్ఘ్య అధిక పౌనఃపున్యం కాస్మిక్ వికిరణాల నుండి పొడవైన తరంగదైర్ఘ్య తక్కువ పౌనఃపున్యం రేడియో తరంగాల వరకు ఉంటుంది.
తప్పుడు రంగు కాంపోజిట్ (FCC) : కృత్రిమంగా ఉత్పత్తి చేయబడిన రంగు చిత్రం, దీనిలో నీలం, ఆకుపచ్చ మరియు ఎరుపు రంగులు ప్రకృతిలో వాటికి చెందని తరంగదైర్ఘ్య ప్రాంతాలకు కేటాయించబడతాయి. ఉదాహరణకు, ప్రామాణిక తప్పుడు రంగు కాంపోజిట్లో నీలం రంగు ఆకుపచ్చ వికిరణాలకు ( 0.5 నుండి $0.6 \mu \mathrm{m}$ ), ఆకుపచ్చ రంగు ఎరుపు వికిరణాలకు $(0.6$ నుండి $0.7 \mu \mathrm{m}$ మరియు ఎరుపు రంగు దగ్గరి పరారుణ వికిరణానికి ( 0.7 నుండి $0.8 \mu \mathrm{m}$ ) కేటాయించబడుతుంది.
బూడిద స్కేలు : చిత్రం యొక్క ప్రకాశంలోని వైవిధ్యాలను క్రమబద్ధీకరించడానికి ఒక మాధ్యమం, ఇది నలుపు నుండి తెలుపు వరకు మధ్యస్థ బూడిద విలువలతో ఉంటుంది.
చిత్రం : ప్రకృతి మరియు మానవ నిర్మిత లక్షణాలు మరియు కార్యకలాపాలను కలిగి ఉన్న ఒక దృశ్యం యొక్క శాశ్వత రికార్డు, ఫోటోగ్రాఫిక్ మరియు నాన్-ఫోటోగ్రాఫిక్ మార్గాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది.
దృశ్యం : ఒక చిత్రం లేదా ఫోటోగ్రాఫ్ ద్వారా కవర్ చేయబడిన భూ ప్రాంతం.
సెన్సర్ : ఏదైనా ఇమేజింగ్ లేదా నాన్-ఇమేజింగ్ పరికరం, ఇది EMR ను స్వీకరించి దానిని ఫోటోగ్రాఫిక్ లేదా డిజిటల్ చిత్రంగా రికార్డ్ చేయడానికి మరియు ప్రదర్శించడానికి వీలుగా ఒక సిగ్నల్గా మారుస్తుంది.
ప్రతిఫలనం : ఒక పదార్థం ద్వారా ప్రతిఫలించబడిన వికిరణ శక్తి మరియు అది స్వీకరించిన శక్తి యొక్క నిష్పత్తి.
స్పెక్ట్రల్ బ్యాండ్ : నిరంతర స్పెక్ట్రంలోని తరంగదైర్ఘ్యాల పరిధి, ఉదాహరణకు ఆకుపచ్చ బ్యాండ్ 0.5 నుండి $.6 \mu$ వరకు మరియు NIR బ్యాండ్ పరిధి 0.7 నుండి $1.1 \mu$ వరకు ఉంటుంది.

రిమోట్ సెన్సింగ్లోని దశలు

చిత్రం 6.2 రిమోట్ సెన్సింగ్ డేటా సంపాదనలో ఉపయోగించే ప్రక్రియలను వివరిస్తుంది. భూమి ఉపరితలం యొక్క వస్తువులు మరియు దృగ్విషయాల లక్షణాల గురించి సమాచార సేకరణలో సహాయపడే ఈ ప్రాథమిక ప్రక్రియలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

(ఎ) శక్తి మూలం (సూర్యుడు/స్వీయ-ఉద్గారం);

(బి) శక్తి యొక్క మూలం నుండి భూమి ఉపరితలానికి శక్తి ప్రసారం;

(సి) భూమి యొక్క ఉపరితలంతో శక్తి పరస్పర చర్య;

(డి) ప్రతిఫలించిన/ఉద్గారించబడిన శక్తి యొక్క వాతావరణం ద్వారా ప్రసారం;

(ఇ) సెన్సర్ ద్వారా ప్రతిఫలించబడిన/ఉద్గారించబడిన శక్తి యొక్క గుర్తింపు;

(ఎఫ్) స్వీకరించిన శక్తిని ఫోటోగ్రాఫిక్/డిజిటల్ రూపంలో డేటాగా మార్చడం;

(జి) డేటా ఉత్పత్తుల నుండి సమాచార విషయాల వెలికితీత; మరియు

(హెచ్) సమాచారాన్ని మ్యాప్/టేబులర్ రూపాలుగా మార్చడం.

చిత్రం 6.2 రిమోట్ సెన్సింగ్ డేటా సంపాదనలోని దశలు

ఎ. శక్తి మూలం: రిమోట్ సెన్సింగ్లో ఉపయోగించే శక్తికి సూర్యుడు అత్యంత ముఖ్యమైన మూలం. వస్తువులు మరియు దృగ్విషయాల గురించి సమాచారాన్ని సేకరించడానికి శక్తిని కృత్రిమంగా కూడా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు మరియు ఉపయోగించవచ్చు, ఉదాహరణకు రాడార్లో (రేడియో డిటెక్షన్ అండ్ రేంజింగ్) ఉపయోగించే ఫ్లాష్గన్లు లేదా శక్తి కిరణాలు.

బి. శక్తి యొక్క మూలం నుండి భూమి ఉపరితలానికి శక్తి ప్రసారం: ఒక మూలం నుండి ఉద్భవించే శక్తి, మూలం మరియు వస్తు ఉపరితలం మధ్య కాంతి వేగంతో శక్తి తరంగాల రూపంలో ప్రసారం చేయబడుతుంది $(300,000 \mathrm{~km}$ సెకనుకు). అటువంటి శక్తి ప్రసారాన్ని విద్యుదయస్కాంత వికిరణం (EMR) అంటారు. శక్తి తరంగాలు పరిమాణం మరియు పౌనఃపున్యంలో మారుతూ ఉంటాయి. అటువంటి వైవిధ్యాల ప్లాటింగ్ను విద్యుదయస్కాంత స్పెక్ట్రం (Fig. 6.3) అంటారు. తరంగాల పరిమాణం మరియు పౌనఃపున్యం ఆధారంగా, శక్తి తరంగాలు గామా, ఎక్స్-రేలు, అతినీలలోహిత కిరణాలు, దృశ్యమాన కిరణాలు, పరారుణ కిరణాలు, మైక్రోవేవ్లు మరియు రేడియో తరంగాలుగా వర్గీకరించబడతాయి. స్పెక్ట్రం యొక్క ఈ విస్తృత ప్రాంతాలలో ప్రతి ఒక్కటి వివిధ అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. అయితే, రిమోట్ సెన్సింగ్లో దృశ్యమాన, పరారుణ మరియు మైక్రోవేవ్ ప్రాంతాల శక్తి ఉపయోగించబడుతుంది.

చిత్రం 6.3 విద్యుదయస్కాంత స్పెక్ట్రం

సి. భూమి యొక్క ఉపరితలంతో శక్తి పరస్పర చర్య: ప్రసారం చేయబడుతున్న శక్తి చివరికి భూమి ఉపరితలం యొక్క వస్తువులతో పరస్పర చర్య చేసుకుంటుంది. ఇది వస్తువుల నుండి శక్తి యొక్క శోషణ, ప్రసారం, ప్రతిబింబం లేదా ఉద్గారానికి దారి తీస్తుంది. అన్ని వస్తువులు వాటి కూర్పు, రూపం మరియు ఇతర లక్షణాలలో మారుతూ ఉంటాయని మనందరికీ తెలుసు. అందువల్ల, వస్తువుల స్వీకరించిన శక్తికి ప్రతిస్పందనలు కూడా ఏకరీతిగా ఉండవు. అంతేకాకుండా, ఒక నిర్దిష్ట వస్తువు స్పెక్ట్రం యొక్క వివిధ ప్రాంతాలలో స్వీకరించే శక్తికి కూడా భిన్నంగా ప్రతిస్పందిస్తుంది (Fig. 6.5). ఉదాహరణకు, ఒక స్వచ్ఛమైన నీటి వస్తువు స్పెక్ట్రం యొక్క ఎరుపు మరియు పరారుణ ప్రాంతాలలో ఎక్కువ శక్తిని గ్రహిస్తుంది మరియు ఉపగ్రహ చిత్రంలో చీకటి/నలుపు రంగులో కనిపిస్తుంది, అయితే గందరగోళమైన నీటి వస్తువు స్పెక్ట్రం యొక్క నీలం మరియు ఆకుపచ్చ ప్రాంతాలలో ఎక్కువగా ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు తేలికపాటి టోన్లో కనిపిస్తుంది (Fig. 6.4).

చిత్రం 6.4 నేల, వృక్షసంపద మరియు నీటి యొక్క స్పెక్ట్రల్ సంతకం

చిత్రం 6.5 ఐఆర్ఎస్ 1 సి బ్యాండ్ 1 గ్రీన్ (ఎడమ) మరియు బ్యాండ్ 4 ఐఆర్ చిత్రాలు, సాంభర్ సరస్సు, రాజస్థాన్

డి. ప్రతిఫలించిన/ఉద్గారించబడిన శక్తి యొక్క వాతావరణం ద్వారా ప్రసారం: శక్తి భూమి యొక్క ఉపరితలం యొక్క వస్తువుల నుండి ప్రతిఫలించినప్పుడు, అది తిరిగి వాతావరణంలోకి ప్రవేశిస్తుంది. వాతావరణం వాయువులు, నీటి అణువులు మరియు ధూళి కణాలను కలిగి ఉంటుందనే వాస్తవం మీకు తెలిసి ఉండవచ్చు. వస్తువుల నుండి ప్రతిఫలించిన శక్తి వాతావరణ అంశాలతో సంప్రదించి, అసలు శక్తి యొక్క లక్షణాలు సవరించబడతాయి. కార్బన్ డయాక్సైడ్ $\left(\mathrm{CO}_{2}\right)$ హైడ్రోజన్ $(\mathrm{H})$, మరియు నీటి అణువులు మధ్య పరారుణ ప్రాంతంలో శక్తిని గ్రహిస్తాయి, ధూళి కణాలు నీలం శక్తిని చెదరగొడతాయి. అందువల్ల, వాతావరణ అంశాల ద్వారా గ్రహించబడిన లేదా చెదరగొట్టబడిన శక్తి ఉపగ్రహంపై ఉంచబడిన సెన్సర్కు ఎప్పుడూ చేరుకోదు మరియు అటువంటి శక్తి తరంగాల ద్వారా మోసుకెళ్ళబడిన వస్తువుల లక్షణాలు రికార్డు చేయబడవు.

ఇ. సెన్సర్ ద్వారా ప్రతిఫలించబడిన/ఉద్గారించబడిన శక్తి యొక్క గుర్తింపు: వారు స్వీకరించే శక్తిని రికార్డ్ చేసే సెన్సర్లు దాదాపు ధ్రువ సూర్య సమకాలిక కక్ష్యలో ఒక ఎత్తులో ఉంచబడతాయి $700-900 \mathrm{~km}$. ఈ ఉపగ్రహాలను రిమోట్ సెన్సింగ్ ఉపగ్రహాలు (ఉదా. ఇండియన్ రిమోట్ సెన్సింగ్ సిరీస్) అంటారు. ఈ ఉపగ్రహాలకు వ్యతిరేకంగా, వాతావరణ పర్యవేక్షణ మరియు టెలికమ్యూనికేషన్ ఉపగ్రహాలు భౌగోళిక స్థిర స్థానంలో (ఉపగ్రహం ఎల్లప్పుడూ భూమి భ్రమణ దిశతో సమకాలీకరించబడిన దాని కక్ష్యపై ఉంచబడుతుంది) ఉంచబడతాయి మరియు దాదాపు ఎత్తులో భూమి చుట్టూ తిరుగుతాయి $36,000 \mathrm{~km}$ (ఉదా. ఇన్సాట్ సిరీస్ ఉపగ్రహాలు). రిమోట్ సెన్సింగ్ మరియు వాతావరణ పర్యవేక్షణ ఉపగ్రహాల మధ్య పోలిక బాక్స్ (6.1)లో ఇవ్వబడింది. చిత్రం 6.6 వరుసగా సూర్య సమకాలిక మరియు భౌగోళిక స్థిర ఉపగ్రహాల కక్ష్యలను చూపుతుంది.

బాక్స్. 6.1 సూర్య-సమకాలిక మరియు భౌగోళిక స్థిర ఉపగ్రహాల మధ్య పోలిక

చిత్రం 6.6 సూర్య సమకాలిక (ఎడమ) మరియు భౌగోళిక స్థిర (కుడి) ఉపగ్రహాల కక్ష్య

రిమోట్ సెన్సింగ్ ఉపగ్రహాలు వస్తువుల ద్వారా ప్రతిఫలించబడే EMR ను సేకరించగల సెన్సర్లతో నియోజించబడతాయి. ఫోటోగ్రాఫిక్ కెమెరా ఎక్స్పోజర్ యొక్క ఒక సందర్భంలో ఫోటోగ్రాఫ్లను పొందుతుంది. అయితే, రిమోట్ సెన్సింగ్ ఉపగ్రహాలలో ఉపయోగించే సెన్సర్లు సమాచారాన్ని సేకరించడం మరియు రికార్డ్ చేయడంలో ఫోటోగ్రాఫిక్ కెమెరా నుండి భిన్నమైన యంత్రాంగాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అంతరిక్ష-వాహక సెన్సర్ల ద్వారా సంపాదించబడిన చిత్రాలు కెమెరా-ఆధారిత వ్యవస్థ ద్వారా పొందిన ఫోటోగ్రాఫిక్ ఫార్మాట్కు వ్యతిరేకంగా డిజిటల్ ఫార్మాట్లో ఉంటాయి.

ఎఫ్. స్వీకరించిన శక్తిని ఫోటోగ్రాఫిక్/ డిజిటల్ రూపంలో డేటాగా మార్చడం: సెన్సర్ ద్వారా స్వీకరించబడిన వికిరణాలు ఎలక్ట్రానిక్గా డిజిటల్ చిత్రంగా మార్చబడతాయి. ఇది వరుసలు మరియు నిలువు వరుసలలో అమర్చబడిన డిజిటల్ సంఖ్యలను కలిగి ఉంటుంది. ఈ సంఖ్యలను ఒక అనలాగ్ (చిత్రం) రూపంలో డేటా ఉత్పత్తిగా కూడా మార్చవచ్చు. భూమి-కక్ష్యలో ఉన్న ఉపగ్రహంపై ఉన్న సెన్సర్ సేకరించిన చిత్ర డేటాను ప్రపంచంలోని వివిధ ప్రాంతాలలో ఉన్న భూమి స్వీకరణ కేంద్రానికి ఎలక్ట్రానిక్గా ప్రసారం చేస్తుంది. భారతదేశంలో, అటువంటి ఒక కేంద్రం హైదరాబాద్ సమీపంలో షాద్నగర్లో ఉంది.

జి. డేటా ఉత్పత్తుల నుండి సమాచార విషయాల వెలికితీత: భూమి కేంద్రంలో చిత్ర డేటా స్వీకరించబడిన తర్వాత, చిత్ర డేటా సేకరణ సమయంలో సంభవించిన లోపాలను తొలగించడానికి ఇది ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది. చిత్రం సరిదిద్దబడిన తర్వాత, డిజిటల్ చిత్రాల నుండి డిజిటల్ చిత్ర ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించి మరియు అనలాగ్ రూపంలో డేటా ఉత్పత్తుల నుండి దృశ్య వివరణ పద్ధతులను వర్తింపజేయడం ద్వారా సమాచార వెలికితీత నిర్వహించబడుతుంది.

హెచ్. సమాచారాన్ని మ్యాప్/టేబులర్ రూపాలుగా మార్చడం: వివరించబడిన సమాచారం చివరకు వివరించబడి వివిధ పొరల థీమాటిక్ మ్యాప్లుగా మార్చబడుతుంది. అంతేకాకుంటే, టేబులర్ డేటాను ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిమాణాత్మక చర్యలు కూడా తీసుకోబడతాయి.

సెన్సర్లు

సెన్సర్ అనేది విద్యుదయస్కాంత వికిరణాలను సేకరించి, దానిని ఒక సిగ్నల్గా మార్చి, పరిశోధనలో ఉన్న వస్తువుల గురించి సమాచారాన్ని పొందడానికి సరైన రూపంలో ప్రదర్శించే పరికరం. డేటా అవుట్పుట్ రూపం ఆధారంగా, సెన్సర్లు ఫోటోగ్రాఫిక్ (అనలాగ్) మరియు నాన్-ఫోటోగ్రాఫిక్ (డిజిటల్) సెన్సర్లుగా వర్గీకరించబడతాయి.

ఒక ఫోటోగ్రాఫిక్ సెన్సర్ (కెమెరా) ఎక్స్పోజర్ యొక్క ఒక సందర్భంలో వస్తువుల చిత్రాలను రికార్డ్ చేస్తుంది. మరోవైపు, ఒక నాన్-ఫోటోగ్రాఫిక్ సెన్సర్ వస్తువుల చిత్రాలను బిట్-బై-బిట్ రూపంలో పొందుతుంది. ఈ సెన్సర్లను స్కానర్లు అంటారు. ప్రస్తుత అధ్యాయంలో, మేము ఉపగ్రహ రిమోట్ సెన్సింగ్లో ఉపయోగించే నాన్-ఫోటోగ్రాఫిక్ సెన్సర్లను వివరించడానికి మమ్మల్ని పరిమితం చేసుకుంటాము.

మల్టీస్పెక్ట్రల్ స్కానర్లు: ఉపగ్రహ రిమోట్ సెన్సింగ్లో, మల్టీ స్పెక్ట్రల్ స్కానర్లు (MSS) సెన్సర్లుగా ఉపయోగించబడతాయి. ఈ సెన్సర్లు దృశ్య క్షేత్రం అంతటా స్వీప్ చేస్తున్నప్పుడు వస్తువుల చిత్రాలను పొందడానికి రూపొందించబడ్డాయి. ఒక స్కానర్ సాధారణంగా ఒక అద్దం మరియు డిటెక్టర్లను కలిగి ఉన్న రిసెప్షన్ సిస్టమ్తో రూపొందించబడుతుంది. ఒక స్కానింగ్ సెన్సర్ స్కాన్ లైన్ల శ్రేణిని రికార్డ్ చేయడం ద్వారా దృశ్యాన్ని నిర్మిస్తుంది. అలా చేస్తున్నప్పుడు, మోటార్ పరికరం సెన్సర్ యొక్క కోణీయ దృశ్య క్షేత్రం ద్వారా స్కానింగ్ మిర్రర్ను డోలనం చేస్తుంది, ఇది స్కాన్ లైన్ల పొడవును నిర్ణయిస్తుంది మరియు స్వాథ్