Советник

Юридические услуги по корпоративному праву

Дзз высокого разрешения

Дзз высокого разрешения

Развитие настоящая работа получила в рамках тем выполняемых по дешифрированию сбросов загрязняющих веществ в моря России и дешифрированию паводковых затоплений нижней Волги. Из общего объема загрязняющих веществ, включая нефтяные углеводороды, поступающих в моря, свыше 80% приходит со стоковыми и сточными водами.

8 июля с.г. руководитель Федерального космического агентства Анатолий Перминов официально на встрече с космонавтами А. Леоновым и В. Кубасов дал старт празднованию юбилея – 30-летия полета по программе ЭПАС. В связи с этим Роскосмосом разработана соответствующая программа мероприятий, посвященных знаменательному событию.

Стоимость одного снимка, полученного с зарубежного космического аппарата редко бывает менее $2000, поэтому необходимо выяснить: в каких случаях использование космической информации может принести существенную выгоду по сравнению с традиционными способами получения пространственно-распределенной информации (аэрофотосъемкой)

Широкая доступность данных дистанционного зондирования высокого разрешения, получаемых со спутника IKONOS, привела к возникновению необходимости их ортотрасформирования. В силу ряда характерных особенностей съемки высокого разрешения (низкая орбита спутника, большие продольные и поперечные углы съемки от -45 до + 45 градусов), а также сами высокие характеристики конечного продукта (высокое пространственное разрешение вплоть до 1 м) важным становится достижение требуемого уровня точности ортоисправленного изображения, получаемого с использованием фотограмметрических методов, в частности метода DLT (Direct Linear Transformation – непосредственная линейная трансформация). В данном исследовании рассматривается именно метод DLT для создания ортоисправленных изображений со спутника IKONOS. Мы получим ортоисправленное изображение со спутника IKONOS, имя в распоряжении всего 6 наземных точек привязки и достаточно грубую ЦМР.

В общих чертах дистанционное зондирование можно определить как получение и анализ информации об объектах, находящихся на значительном расстоянии от камеры. Географическая информационная система – это средство для интеграции и анализа геопространственных данных, определенным образом сориентированных на местности. Интеграция дистанционного зондирования и современных технологий ГИС предоставляют возможность определять характеристики и проводить анализ динамически развивающихся областей, позволяя выявлять любые изменения параметров объектов, включая их геометрию, классификацию и топологию.

Рассматривается частный случай использования программного обеспечения TNTmips для ортотранформирования спутниковых изображений высокого разрешения со спутников IKONOS и QuickBird. Аналогичные алгоритмы и средства, позволяющие выполнять ортотрансформирование космических данных высокого разрешения, имеются во всех современных программных продуктах для обработки изображений (ERDAS, SoecetSet, ENVI, Photomod и др.).

Завершилась процедура реорганизации компании Orbimage в связи с процедурой банкротства. Теперь компания Orbimage начинает 2004 год с долгом, который уменьшился на 250 миллионов долларов США и новым спутником на орбите, с которым связаны надежды на получение крупных правительственных заказов.

Благодаря двум крупным государственным проектам, запущенным в 2003 году, рынок космических данных дистанционного зондирования ожидает неуклонный рост в течение ближайших 10 лет.

По мере того, как мы входим во второе десятилетие информационной революции, одно из самых простых требований пользователей к пространственным данным — получение высококачественных трехмерных данных – все еще остается наиболее сложной проблемой. Пользователи данных высокого разрешения хотят ортотрансформировать свои данные, людям, занимающимся трехмерным моделированием и разработкой программного обеспечения для имитации движения объектов в пространстве, необходимы цифровые модели рельефа и местности (ЦМР и ЦММ), все большее число специалистов рассматривают вариант перехода от двухмерных к трехмерным геоинформационным системам.

Для создания базы данных различных ГИС-проектов используются данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Измеряемой величиной в ДЗЗ является электромагнитная энергия, излучаемая исследуемым объектом. Используется широкий диапазон излучений от 0.4 мкм-30 м. В связи с этим используются различные средства съемки: фотографические, телевизионные, сканирующие, радиолокационные и др. Для создания и пополнения кадастровых банков данных практический интерес представляют фотографические изображения, которые регистрируются на фотопленке. Технологии фотограмметрической обработки материалов съемок развивались и совершенствовались в течение столетия. Наиболее совершенными в настоящее время являются аналитическая и цифровая.

2 мая 1946 года американская Douglas Aircraft Corporation в своем докладе «Предварительный расчет экспериментального космического аппарата, вращающегося вокруг Земли» правительству США определила несколько основных направлений возможного использования такого аппарата для гражданских и военных целей. Возможные пути военного использования включали в себя наведение ракет, доставка оружия, метеорологическая разведка, связь, дистанционное зондирование.

Учет и оценка состояния используемых объектов животного мира, а также оценка состояния среды их обитания являются важными составляющими в решение проблем устойчивого использования объектов охоты. Данное направление работы обозначено в действующем законодательстве (ст. 40 ФЗ «О животном мире») как обязанности пользователя. Если методические основы учета объектов охоты разработаны достаточно хорошо для практического применения, то этого нельзя сказать об оценке состояния среды обитания. Любой методический подход подразумевает описание технологии, вот именно с точки зрения технологии пришло время взглянуть на проблему оценки состояния среды обитания по новому.

Решение ряда проблем урбанистики опирается на модели расселения жителей города. Традиционно такими моделями являются карты плотности населения. Геоинформационные системы существенно расширяют возможности детального исследования плотности населения крупнейшего города, предоставляя для этого новые инструменты.

Основная цель атмосферной коррекции аэрокосмических изображений – это восстановление физических параметров земной поверхности. Одним из таких параметров является ее отражательная способность.

Космические аппараты (КА) ДЗЗ представляют основной источник данных о состоянии окружающей среды. Космические технологии являются идеальным средством глобального, постоянного и надежного мониторинга окружающей среды, включая атмосферу, сушу и океан. Они дают оперативную информацию, используемую в различных социально-экономических сферах: картографировании, решении задач ЧС, гидрологии, лесного и сельского хозяйства, рыбного хозяйства, экологического мониторинга, земельного кадастра.

Статья посвящена описанию возможностей ГИС СНО (геоинформационной системы городских сетей наружного освещения) для инженерных и технических служб предприятий городского электроосветительного хозяйства.

За последние годы стало привычным, что информация о данных дистанционного зондирования Земли, о новых источниках их приобретения, появляется в печати достаточно регулярно.

Компания the Galaxy PrecisionAg Services Ltd., используя космические изображения со спутника СПОТ, предоставляет информацию по распределению качества посевов с разрешением на местности …

К вопросу о пространственном разрешении и точности привязки изображений космических систем наблюдения высокого разрешения

В XXI веке применение геопространственной информации, полученной космическими системами наблюдения, стало насущной необходимостью при решении и реализации самых разных задач, научных и социально-экономических проектов. В настоящее время оптико-электронные спутники наблюдения являются основными источниками разнообразной геопространственной и спектрозональной информации о поверхности Земли.

Постоянное улучшение разрешающей способности является основной тенденцией развития систем наблюдения из космоса на протяжении всего периода их существования и развития. На графике (рис. 1), приведенном в [1], представлены некоторые данные по пространственному разрешению различных спутников наблюдения, запущенных и приступивших к работе в период до 2002 г. Разница в пространственном разрешении военных и гражданских КА достигала 1-2 порядков.

Рис. 1. Тенденции изменения пространственного разрешения военных и гражданских спутников наблюдения Земли в период до 2002 г.

Запуск 24 сентября 1999 г. на орбиту первого коммерческого спутника IKONOS, предназначенного для получения в режиме реального времени цифровых изображений земной поверхности с пространственным разрешением 1 м и мультиспектральных данных с пространственным разрешением 4 м, открыл новую эпоху в области дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Для широкого круга потребителей стали доступны данные с высоким пространственным разрешением, которые ранее использовались только в разведывательных целях.

За космическим аппаратом (КА) IKONOS последовали другие американские спутники: QuickBird (2001 г.) с разрешением 0,61 м и OrbView-3 (2003 г.) с разрешением 1 м. Долгое время небольшую конкуренцию американским спутникам на рынке информации ДЗЗ высокого разрешения составляли только спутники, имеющие более низкое пространственное разрешение: EROS-A (1,9 м, Израиль, 2000 г.), SPOT-5 (до 2,5 м, Франция, 2002 г.), CARTOSAT-1 (2,5 м, Индия, 2005 г.), FORMOSAT-2 (2 м, Тайвань, 2004 г.). Однако с 2006 г. ситуация начала резко изменяться. В 2006-2007 гг. на орбиту выведены и приступили к работе новые космические аппараты с оптико-электронной аппаратурой высокого (метрового) разрешения: EROS-B (Израиль, до 0,7 м) [2], «Ресурс-ДК1» (Россия, до 0,8 м), KOMPSAT-2 (Корея, 1 м), CARTOSAT-2 (Индия, 0,79 м) [3]. В конце 2007 г. начал работу американский космический аппарат WorldView-1 (0,45 м, компания DigitalGlobe), который открыл новую эпоху коммерческих спутников сверхвысокого разрешения. Потребителям стала доступна панхроматическая цифровая информация с разрешением 0,5 м. Запуск и ввод в эксплуатацию в 2008 и 2009 гг. новых американских коммерческих спутников ДЗЗ GeoEye-1 (0,41 м, компания GeoEye) и WorldView-2 (0,46 м, компания DigitalGlobe) с еще лучшим разрешением только подтвердили обозначенное направление развития в область сверхвысокого разрешения [4, 5]. Эти аппараты помимо панхроматических изображений, обеспечивают одновременную съемку в 4 и 8 мультиспектральных диапазонах соответственно с разрешением, отличающимся в четыре раза. Вполне возможно, что в дальнейшем 8 спектральных диапазонов, используемых WorldView-2, станут новым «стандартом» для аналогичных систем ДЗЗ.

Тенденции дальнейшего постоянного увеличения разрешающей способности коммерческих систем наблюдения отчетливо видны на диаграмме (рис. 2), на которой выделено несколько групп космических аппаратов.

Рис. 2. Тенденции изменения пространственного разрешения спутников ДЗЗ высокого разрешения

Черным крестиком обозначены аппараты: FORMOSAT-2, KOMPSAT-2, THEOS, созданные аэрокосмическими компаниями Европы по заказам стран Азии: Тайваня, Кореи, Таиланда. Аппараты созданы практически на одной платформе и потенциально могли бы нести полезную нагрузку с разрешением 1 м, тем более что апертура оптических систем на всех КА одинакова — 0,6 м. Но по различным причинам, в том числе, по-видимому, связанным с ограничениями на распространение информации высокого разрешения, только корейский аппарат имеет разрешение 1 м.

Вторая группа, которая обозначена голубым ромбом, — это малые КА, осуществляющие съемку в асинхронном режиме. Использование асинхронного режима (тангажного замедления), особенно с большим коэффициентом, существенно упрощает электронную аппаратуру оптико-электронной камеры и позволяет достичь достаточного уровня сигнала за счет увеличения времени накопления. Так, разрешение EROS-A составляет 1,9 м, OrbView-3 — 1 м, а разрешение EROS-B и CARTOSAT-2 уже лучше метра и составляют 0,7 и 0,8 м соответственно. Инструменты перечисленных спутников имеют телескопы с диаметром апертуры от 0,35 до 0,7 м (EROS-A — 0,35; EROS-B — 0,5; OrbView-3 — 0,45; CARTOSAT-2 — 0,7). Из аппаратов этой группы только OrbView-3 был способен осуществлять съемку как в панхроматическом, так и в мультиспектральных диапазонах. Остальные спутники имеют только панхроматический канал. Характерными примерами являются КА EROS-B и CARTOSAT-2, в которых преимущество отдано только разрешающей способности (0,7–0,8 м) при небольшой полосе захвата 7 и 9,6 км. Так как спутники этой группы работают в асинхронном режиме, то их производительность также невысока. Точность геопривязки данных этих аппаратов составляет около 100 м (CARTOSAT-2).

Следующая группа, обозначенная красным кругом, это высоко-производительные спутники высокого и сверхвысокого разрешения, работающие в режиме заметания push broom. Данные спутники имеют высокое разрешение и большую полосу захвата. Пространственное разрешение в этой группе составляет 0,41–0,8 м. Наивысшие характеристики у новых американских спутников сверхвысокого разрешения: WorldView-1, GeoEye-1 и WorldView-2. На сегодняшний день лучшее разрешение имеет КА GeoEye-1 — 0,41 м. Конечно, нужно понимать, что на практике почти все аппараты этой группы, впрочем, как и аппараты второй группы, являются системами двойного назначения. Потенциал, заложенный в технических решениях этих КА наблюдения, позволяет реализовать еще более высокие характеристики. Сообщается о проекте КА GeoEye-2 с разрешением уже 0,25 м.

Основными особенностями нового поколения американских КА ДЗЗ являются: использование крупногабаритной оптики диаметром 1,1 м, новых фотоприемников ПЗС (прибор с зарядовой связью), высокоточной скоростной трехосной системы ориентации и стабилизации, а также радиолинии с большой пропускной способностью. В результате доработок и дооснащения запасами топлива перечисленные аппараты обеспечивают ежедневную производительность до 700 тыс. кв. км в сутки при пространственном разрешении 0,5 м и наилучшей точности геопривязки данных без опорных точек.

Четвертая группа, обозначенная розовым квадратом, — это экспериментальные мини-спутники и перспективные проекты КА ДЗЗ с относительно высокопроизводительной полезной нагрузкой на основе матриц ПЗС ВЗН (временной задержки и накопления). Начало этому классу аппаратов положил американский, в общем-то, военный экспериментальный спутник Tacsat-2 с телескопом диаметром 0,5 м. Спутник имеет разрешение 0,81 м как в панхроматическом, так и в трех дополнительных мультиспектральных (цветных) каналах и осуществляет съемку в не очень большой полосе 5 км. При этом, несмотря на свои малые габариты (370 кг), аппарат имеет высокую информационную производительность и может производить съемку без какого-либо тангажного замедления. Дальнейшим развитием подобных технологий, сочетающих в себе решения на основе небольших платформ массой около 300 кг, оптики с диаметром от 0,3 до 0,5 м и использования ПЗС ВЗН, являются проекты мини-спутников ДЗЗ высокого разрешения: SkySight (Великобритания), мини-спутник компании EADS, мини-спутник системы e-Corce, предлагаемой специалистами французской компании Thales Alenia Space. Эти проекты малых КА массой 210–600 кг и разрешением 0,6–1,0 м явно закладывают определенную альтернативную концепцию, отличную от создания больших, высокопроизводительных космических аппаратов с предельными характеристиками по всем направлениям.

Спутник SkySight массой 366 кг имеет в своей основе технические наработки английских и канадских специалистов. В качестве полезной нагрузки рассматривается оптико-электронная камера RalCam-4 с диаметром оптики 0,48 м. Разрешение этого мини-спутника должно составить 1–1,2 м при полосе захвата около 20 км. Рассматривается вариант и с разрешением 0,5–0,6 м. Проект e-Corce французских и итальянских специалистов предполагает создание группировки из 14 спутников, которая обеспечит ежемесячную съемку всей поверхности Земли с разрешением 1 м. Планируемая масса этих КА — 590 кг. Для обеспечения большой полосы захвата (до 60 км) каждый КА должен иметь по две одинаковые камеры с диаметром оптики 0,3 м. В системах типа e-Corce или аналогичном проекте компании EADS (0,7 м и полосой захвата 4,9 км) предполагается, что спутники вообще не имеют систем для обеспечения перенацеливания, а осуществляют съемку только в надир. Непрерывность покрытия при этом обеспечивается за счет баллистического построения группировки КА, когда зона покрытия поверхности Земли непрерывно смещается по долготе.

Возвращаясь к анализу картины, отображенной на диаграмме (рис. 2), нужно, наряду с общей тенденцией увеличения разрешения во всех основных группах, отметить потенциальную возможность реализовать высокое и даже сверхвысокое разрешение на разных платформах. Это достигается при различных способах наблюдения, а самое главное — при существенно отличающихся массах полезной нагрузки и космических аппаратов ДЗЗ в целом. В чем же состоит принципиальное различие между этими системами? Посмотрим на это с точки зрения других потребительских характеристик получаемых изображений, к которым, кроме разрешения, можно отнести полосу захвата, точность координатной привязки, а также производительность съемки.

Полоса захвата является одной из важнейших характеристик съемочной аппаратуры спутников ДЗЗ высокого разрешения. Этот параметр напрямую связан с производительностью съемки (снимаемой площадью и количеством получаемой информации). С точки зрения технической реализации ширина полосы захвата определяется, в первую очередь, рабочим полем зрения оптической системы камеры, а также общей длиной строки фотоприемников. Для объективной оценки информативности системы имеет принципиальное значение даже не сама полоса захвата, а ее отношение к пространственному разрешению (проекции пикселя на Землю). Это отношение представляет собой суммарную ширину строки фотоприемников, выраженную в количестве пикселей, и в некотором смысле является общим параметром, характеризующим сложность и совершенство оптико-электронной съемочной аппаратуры, аналогично тому, как электронные фотоаппараты принято характеризовать и даже классифицировать по количеству пикселей (мегапикселей) в используемой матрице. Чем больше количество пикселей в строке, тем с большим информационным потоком приходится работать системе, цифровать, корректировать, сжимать, хранить, передавать по радиоканалу на Землю. Соответственно сложней и объемней становится сама аппаратура наблюдения, а также обслуживающие процесс съемки системы. Анализ по выборке оптико-электронных систем наблюдения высокого и сверхвысокого разрешения показывает (рис. 3) неуклонную тенденцию роста суммарной длины строки фотоприемников оптико-электронной аппаратуры наблюдения спутников ДЗЗ высокого разрешения во всех классах. Вместе с ростом длины строки и информационной производительности увеличивается и масса оптико-электронной аппаратуры и спутников ДЗЗ в целом (рис. 4).

Рис. 3. Тенденции увеличения суммарной длины строки фотоприемной аппаратуры КА высокого разрешения

Рис. 4. Увеличение суммарной длины строки фотоприемной аппаратуры и массы КА ДЗЗ высокого разрешения

Конечно, увеличение общей длины строки фото-приемников, соответствующее усложнение аппаратуры и обрабатываемых информационных потоков являются не единственной причиной увеличения массы спутников ДЗЗ высокого разрешения. Об этом же свидетельствует разная скорость прироста массы в различных группах (классах) спутников ДЗЗ при одинаковом увеличении длины строки и объема циркулирующей информации. Показательна тенденция, обозначенная французским КА ДЗЗ PLEIADES [6,7], но особенно наглядно это проявляется на примере американских спутников ДЗЗ сверхвысокого разрешения нового поколения GeoEye-1, WorldView-1 и WorldView-2, которые существенно потяжелели.

Диаграмма на рис. 5 отражает достигнутое разрешение некоторых систем ДЗЗ в зависимости от массы всего спутника вместе с полезной нагрузкой. На этой диаграмме четко выделяется группа спутников сверхвысокого разрешения, у которых при улучшении разрешения с 1 до 0,41 м масса увеличилась с 700–800 кг до 2-3 т. Т. е., перейдя в класс сверхвысокого разрешения, спутники ДЗЗ существенно потяжелели. Так, если масса КА IKONOS и QuickBird-2 составляла 720 и 981 кг соответственно, то масса КА GeoEye-1 составляет 1955 кг, WorldView-1 — 2500 кг, а WorldView-2 — 2800 кг. Очевидно, что кроме повышения информационной производительности (разрешения и длины строки фотоприемников), дополнительные ресурсы массы космических аппаратов были использованы на обеспечение высокой динамики спутника при съемке одновременно с достижением беспрецедентно высокой точности геопривязки получаемых снимков.

Рис. 5. Диаграмма разрешающей способности и массы КА ДЗЗ высокого разрешения

Высокая скорость разворотов позволяет быстро перенацеливаться при осуществлении съемки. Если спутнику IKONOS требовалось для перенацеливания на 300 км по поверхности Земли 18 с, а КА QuickBird-2 — вообще 62 с, то для этой же задачи КА QuickBird-2 потребуется 10 с, GeoEye-1 — 20 c, а WorldView-2 — только 9 с. Это позволяет почти в четыре раза поднять производительность и в десять — маневренность по сравнению с QuickBird-2. При этом появились возможности за счет нескольких соседних сканов осуществлять съемку больших площадок до 60х60 км на одном витке. За счет большой высоты орбиты возросла оперативность съемки. Для QuickBird-2 повторная съемка с разрешением лучше 1 м была возможна через 2,5 суток, для WorldView-1 этот параметр составляет 1,7 суток, а WorldView-2 способен осуществить повторный снимок уже через 1,1 суток.

Высокая динамика в процессе съемки спутниками GeoEye-1, WorldView-1 и WorldView-2, высокая производительность, высочайшая точность геопривязки получаемых снимков — около 3 м без использования опорных точек обеспечиваются применением новой системы трехосной стабилизации и новой системы астроориентации на основе звездных датчиков, которая ранее не использовалась на гражданских КА. Точность определения ориентации составляет 0,4” (3) при точности наведения 75” (3) и точности стабилизации 0,007 угл. сек./с. Угловая скорость перенацеливания достигает 4,5 градусов/с для WorldView-1 и 3,5 градусов/с для WorldView-2.

На диаграмме (рис. 6) представлены данные по точности координатной привязки изображений без использования реперных точек для КА ДЗЗ различной массы. Эта диаграмма специально размещена рядом с диаграммой (рис. 5), показывающей взаимосвязь разрешающей способности и массы спутников ДЗЗ высокого разрешения вместе с полезной нагрузкой. Даже беглый взгляд на обе диаграммы показывает их большое подобие, т. е. имеет место большая корреляция между параметрами массы спутника и точностью координатной привязки получаемых изображений. Как правило, чем больше масса спутника ДЗЗ, тем выше точность координатной привязки информации при одинаковом пространственном разрешении. Например, точность геопривязки данных без контрольных точек, получаемая легкими спутниками класса EROS и CARTOSAT, почти в двадцать раз хуже, чем у тяжелых аппаратов последнего поколения. При увеличении массы точность координатной привязки в целом имеет тенденции к улучшению во всех группах спутников ДЗЗ высокого разрешения, достигая максимума у наиболее тяжелых спутников. Это свидетельствует об увеличении сложности систем ориентации и навигации, а также динамических систем, обеспечивающих быстрые развороты и стабилизацию на современных спутниках ДЗЗ высокого и сверхвысокого разрешения. Очевидно, что прирост массы, наряду с обеспечением повышения информативности, как раз и был использован на обеспечение конструктивных и приборных решений, повышающих стабильность КА при съемке, точность измерения ориентации КА, а в конечном итоге максимально улучшающих точность координатной привязки получаемых изображений без использования реперных точек.

Рис. 6. Точность геопривязки данных аппаратуры спутников ДЗЗ высокого и сверхвысокого разрешения

Таким образом, завершая сравнение современных спутников наблюдения высокого и сверхвысокого разрешения, можно констатировать, что различные группы спутников, имеющие существенно разную массу при одинаковой разрешающей способности, в действительности существенно отличаются по другим потребительским характеристикам: информационной производительности, полосе захвата, динамике при съемке и точности координатной привязки получаемых изображений без использования реперных точек. Только на больших аппаратах максимальные характеристики по основным потребительским параметрам достигаются одновременно. Для малых КА ДЗЗ разработчики не стремятся реализовать предельные характеристики своих систем сразу по всем направлениям (разрешение, число спектральных каналов, производительность, точность), а сосредоточиваются только на одном или нескольких из этих параметров, реализуя необходимую для себя и коммерчески привлекательную для потребителей систему наблюдения.

Сверху видно все

Дистанционное зондирование Земли: мониторинг лесных пожаров, ЧС и другое

С помощью дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса можно наблюдать за ситуацией с лесными пожарами, строительством трассы через Химкинский лес и контролировать спасательные операции в ЧС. Об основах ДЗЗ в своей лекции «Газете.Ru» рассказывает Алексей Кучейко, к. т. н., заместитель генерального директора ИТЦ «СКАНЭКС».

Россия — страна контрастов. Природно-климатические особенности нашей страны, ресурсный потенциал и увеличивающаяся из года в год антропогенная нагрузка на окружающую среду требуют рационального хозяйствования и постоянного контроля. Как следствие, необходимо ускоренное внедрение эффективных технологий мониторинга самых разнообразных объектов, процессов и явлений. За рубежом уже многие годы в работе государственных служб и коммерческих организаций применяются технологии космической съемки. Российский опыт в сфере работы со спутниковой съемкой в силу исторических особенностей и административно-законодательных барьеров менее масштабен.

Тем не менее интерес к космической съемке в России растет.

Космосъемка востребована в чрезвычайных ситуациях для оперативной оценки масштабов и последствий ЧС и контролирования ликвидации их последствий. Спутниковые данные необходимы для решения задач в области метеорологии, контроля состояния лесов, сельхозугодий, землепользования, состояния технических объектов, территорий с активной нефтедобывающей инфраструктурой, при создании земельного кадастра, картографических продуктов, при территориальном планировании, геологоразведке, отслеживании положения судов в любой части Мирового океана и т. д.

Космические снимки — они же данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса — представляют собой изображения земной поверхности, сделанные с помощью оптической или радиолокационной аппаратуры, которая установлена на искусственных спутниках Земли. Данные спутники — космические аппараты с аппаратурой ДЗЗ — запускаются обычно на низкие полярные орбиты высотой от 500 до 1000 км или на геостационарные 24-часовые орбиты высотой 36 тыс. км (здесь обычно размещены спутники с аппаратурой для обзорных метеонаблюдений видимой поверхности Земли).

Основными параметрами спутниковых изображений являются:
— пространственное разрешение, которое определяет минимальный размер различимых на снимке объектов;
— возможность съемки в панхроматическом (черно-белом) режиме или с использованием нескольких спектральных зон для формирования цветных изображений в натуральных цветах, которые видит человек, или псевдонатуральных, с использованием каналов в инфракрасном участке спектра;
— размер участка местности, охватываемого снимком.

По пространственному разрешению аппаратура съемки Земли подразделяется на несколько классов: низкого разрешения (от 250 м до километра); среднего разрешения (от 10 м до 250 м), высокого разрешения (1 – 10 м) и сверхвысокого разрешения (менее 1 м).

По предназначению спутники съемки Земли подразделяются на метеорологические с датчиками низкого разрешения, картографические (обычно с двухкамерными стереосистемами для оценки плановых координат и высотных параметров объектов, изображенных на снимке), съемки ЧС, а также многоцелевые (с аппаратурой ДЗЗ разного назначения), образовательные, технологические. По источникам финансирования и применению спутники ДЗЗ могут быть гражданскими, коммерческими, военными и двойного назначения.

Метеорологические спутники поставляют данные не только необходимые для прогнозирования погоды и оценки последствий изменения климата, но и широко применяются для обнаружения пожаров по тепловой разности очага пожара и температурного фона подстилающей поверхности.

Спутники с оптической аппаратурой съемки среднего и высокого разрешения позволяют получать глобальные покрытия Земли в виде мозаик снимков, оценивать изменения растительности, обнаруживать полезные ископаемые, применяются в картографии, природопользовании, в лесоводстве, сельском хозяйстве для прогнозирования урожайности, для наблюдения кризисных зон.

На основе цветных оптических космоснимков созданы мозаики известного геосервиса Google и отечественных веб-порталов «Яндекс.Карты» и «Космоснимки».

Спутники с радиолокационными системами применяются обычно для съемок морских акваторий, определения положения судов и ледового покрова, районов разлива нефти на воде и половодий, участков вырубки лесов, изменений рельефа местности. Основным преимуществом радаров является независимость съемки от метеоусловий и освещенности.

Исторически технология детальной съемки Земли из космоса сначала разрабатывалась для военной разведки. В 1959 году в США начались запуски секретных спутников по первой программе видовой фоторазведки CORONA, которую курировало ЦРУ. Кроме задач, связанных с поиском баз стратегических бомбардировщиков и межконтинентальных баллистических ракет (МБР), спутниковые снимки применялись для составления карт стран мира в интересах Пентагона. На спутниках-фоторазведчиках первых серий применялись панорамные щелевые фотокамеры компании Itek с линзовыми объективами. Из-за щелевого затвора камеры получили наименования KH (Key Hole, «ки хоул» — «замочная скважина»), а спутники позднее обозначили КН-1, -2 и -3. Уже в 1963 г. на более совершенных фотоспутниках серии КН-4, -4А и -4В устанавливаются по две панорамные камеры со сдвинутыми на 30 o оптическими осями, что позволяло формировать стереопары с пространственным разрешением 2–8 м, пригодные для оценки характеристик рельефа местности и высоты объектов.

Решающими для дальнейшего развития космической съёмки стали события 1 мая 1960 года, когда советские зенитчики сбили разведывательный самолет U-2 с пилотом ЦРУ Ф. Пауэрсом.

Аэрофотокамеры U-2 обеспечивали съёмку советских объектов с разрешением 0,6 м. Последовавший запрет на полеты U-2 вынудил руководство США изыскивать альтернативные пути получения высокодетальной видовой информации. В 1960 году президент США дал старт новой программе высокодетальной спутниковой разведки KH-7 GAMBIT. На спутнике впервые была установлена зеркальная длиннофокусная оптическая система, созданная компанией Kodak, в процессе её совершенствования пространственное разрешение было улучшено с 2 м до 0,6 м.

С 1995 года более 800 000 изображений, собранных спецслужбами США в 1960–1972 годах в рамках программы CORONA спутниками КН-1 — КН-5, рассекречены и доступны исследователям. В 2002 г. рассекречена дополнительная партия снимков высокого разрешения, полученных спутниками КН-7 и КН-9. Некоторые фотоснимки Москвы и Ленинграда 1960-х годов, полученные по программе CORONA, доступны, например, на портале «Города и Веси».

Большим технологическим прорывом стал запуск в 1976 году первого спутника оптико-электронной съёмки КН-11 Kennan (позднее переименован в Crystal) с передачей данных по радиоканалу в реальном времени. Позднее на усовершенствованных спутниках серии КН-11 и -12 установили картографическую оптико-электронную камеру и аппаратуру для съемки в ночное время в инфракрасном диапазоне.

Запуск КН-11 означал переход от фотоплёнки и низкой оперативности доставки материалов в капсулах к цифровым изображениям и квазиреальному времени в съёмке и обработке.

Принципиальные технические решения КН-11 оказались настолько эффективными, что через 20–30 лет они стали востребованными в конструкции гражданских высокодетальных спутников IKONOS, QuickBird, WorldView, GeoEye.

Другим революционным шагом стало применение для топографической съёмки спутниковой радиолокационной интерферометрии, в которой высотные параметры рельефа оцениваются по разности фаз сигналов, принятых двумя разнесенными в пространстве антеннами. В 2000 году по заказу агентства геопространственной разведки NIMA (ныне – NGA) космическое агентство NASA выполнило 11-суточный полёт космического челнока «Шаттл» по программе SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) с целью создания глобальной цифровой модели рельефа (ЦМР) Земли. Результатом обработки данных измерений, длившейся несколько лет, стала серия цифровых моделей рельефа (ЦМР) SRTM с шагом сетки 30 м (доступна на территорию США) и 90 м (на весь мир в свободном доступе).

Сегодня Германия, запустив два одинаковых спутника-близнеца с радарами, приступила к созданию более точной глобальной модели рельефа Земли с шагом 12 м (абсолютная точность по высоте — 10 м). Два спутника TerraSAR-X и TanDEM-X, совершая полет на близких по параметрам орбитах на удалении 250–500 м друг от друга, проводят так называемые тандемные бистатические измерения. Кроме ЦМР спутниковая пара позволяет измерять параметры морских течений, скорость сползания ледников и даже скорости автомобилей на автомагистралях. Следует отметить, что спутники созданы в результате частно-государственного партнерства госведомств и крупнейшей аэрокорпорации Германии.

Космические радары зарекомендовали себя как инструменты для оперативного всепогодного сбора информации о рельефе Земли с заданными точностными характеристиками.

В течение десятилетий спутниковой съёмки Земли военными и гражданскими системами ДЗЗ накоплены огромные массивы информации, которые использованы при создании глобальных мозаик спутниковых покрытий и карт. В открытом доступе сегодня находятся глобальные покрытия программы EOS (спутники Terra и Aqua), которые делятся на несколько продуктов и регулярно обновляются по мере сбора данных. Самой известной и долговременной гражданской программой ДЗЗ стала программа Landsat, данные которой распространяются бесплатно через порталы геологической службы USGS. На основе ортоснимков Landsat создана первая доступная глобальная мозаика поверхности Земли GeoCover 2000. Глобальное покрытие Земли спутниками Landsat обновляется с периодичностью 5–10 лет и используется для изучения последствий техногенного воздействия на природу и глобального изменения климата.

Появление принципиально новых продуктов (глобальных мозаик спутниковых снимков, глобальных ЦМР, векторных карт земной поверхности) в сочетании с достижениями спутниковой геодезии и навигации привело к созданию виртуальных моделей Земли.

Такие модели реализованы, например, в виде геосервиса Google Earth (с моделированием рельефа на шаре) или в виде «плоскостных» картографических геосервисов с отображением поверхности в виде многослойных мозаик спутниковых снимков и векторных карт.

В СССР первый спутник-фоторазведчик «Зенит-2» был запущен 26 апреля 1962 года под индексом «Космос-4». Спутник был разработан в ОКБ-1 (ныне РКК «Энергия») под руководством С. П. Королёва на базе пилотируемого космического корабля «Восток» и воплотил множество уникальных для своего времени технических решений. На серийных спутниках «Зенит-2» установлена спецаппаратура «Фтор-2», созданная на Красногорском механическом заводе им. С. А. Зверева, в составе трёх детальных фотокамер СА-20 (фокусное расстояние 1 м) и широкоформатной фотокамеры СА-10 с фокусным расстоянием 0,2 м для обзорно-картографической съёмки. Спутник обеспечивал съёмку в полосе шириной 180 км с высоты 200 км с разрешением 10–15 м (хотя в ряде источников разрешение оценивается 5–7 м). После принятия на вооружение производство и разработка спутников «Зенит» продолжены в Филиале № 3 ОКБ-1 (ныне ЦСКБ «Прогресс», г. Самара). В дальнейшем в ЦСКБ «Прогресс» были разработаны специализированные спутники-картографы «Зенит-4MТ» («Орион», 1971–1982 гг.), «Комета» (1981–2005 гг.) и гражданские спутники серии «Ресурс-Ф» для создания топокарт в интересах различных ведомств.

Крупномасштабные топокарты, разработанные военно-топографическим управлением (ВТУ) Генштаба на основе космоснимков, после развала СССР достались новым независимым государствам и стали доступны на западном рынке, но по-прежнему остаются секретными в России.

В последние годы существования СССР в стране были созданы достаточно эффективные гражданские и военные спутники оперативного наблюдения Земли «Алмаз-1» с радаром, «Ресурс-О1», «Океан-О1», «Аркон» и др., но начавшиеся экономические преобразования затормозили развитие отечественной отрасли ДЗЗ.

Пока в России определяли облик перспективных систем ДЗЗ, конкуренты не стояли на месте, интенсивно развивался мировой рынок космоснимков. Впечатляющих успехов в области создания спутников и аппаратуры съёмки Земли достигли Франция (спутники SPOT 4, SPOT 5), Индия (спутники серии IRS), Япония (ALOS, система ASTER на спутнике Terra), Германия (радарные спутники TerraSAR-X, TanDEM-X), Италия (радарные спутники COSMO-1, -2, -3, -4), Канада (спутники RADARSAT-1, -2), Израиль (спутники EROS-A, -B) и Китай (спутники серий «Яогань», CBERS, HJ, ZY, TH-1). В клуб операторов национальных систем ДЗЗ вошли несколько десятков стран, которые в 80-е годы ХХ века даже не имели собственных космических программ, среди них: Алжир, Испания, Корея, Нигерия, Тайвань, Таиланд, Египет, ОАЭ, ЮАР и др.

Таким образом, изначально спутниковая съемка была в системе военной разведки.

Гонка вооружений заставляла совершенствовать технологии, постепенно улучшая пространственное разрешение (то есть детальность) снимков с нескольких метров до сантиметров. Со временем наработки интегрировались в гражданский сектор. Стало очевидно, что космическая съемка — эффективный источник информации для разных отраслей экономики. На орбите начали появляться коммерческие космические аппараты, в основу создания которых были положены военные технологии — длиннофокусные оптические системы, специальные миниатюрные многоэлементные ПЗС-матрицы, радиолинии для высокоскоростной передачи изображений на Землю в реальном масштабе времени. Первым в мире коммерческим аппаратом съемки Земли с пространственным разрешением меньше метра (когда на спутниковом снимке видны автомобили, дорожная разметка, сельские дома и т. д.) стал американский спутник IKONOS, запущенный в 1999 году. Но и это не предел. Несколько лет назад появились гражданские спутники с разрешением 0,5 м. Учитывая тенденцию увеличения детальности спутниковых изображений и демократизации доступа к этим данным, в ближайшие годы размеры пикселя спутниковых снимков уменьшатся до 0,3 м.

Ежегодно на орбиту выводятся 10–20 спутников ДЗЗ. К примеру, в 2010 году осуществлены запуски 14 гражданских, коммерческих и военных спутников съемки Земли, в том числе:
— 7 спутников с оптико-электронной аппаратурой съемки с пространственным разрешением от

Это интересно:

  • Работа без стажа тракториста Тракторист вахта: вакансии на Севере Вакансии для желающих устроиться работать трактористом, машинистом вахтой. Срочные вакансии для тракториста вахтовым методом на Севере. Как устроиться на работу по профессии машинист трактора в 2018 г. Выберите свежую вакансию от прямых работодателей, […]
  • Бланк приказа т-5а Приказ о переводе работника на другую работу Перевод работника на другую работу (должность) внутри организации должен осуществляться в соответствии с приказом, который составляется на основании заявления о переводе или докладной записки с обоснованием перевода. Приказ может быть оформлен […]
  • Вакансии юрист по совместительству москва и московская область Вакансии юрист по совместительству москва и московская область от 70 000 руб. до 90 000 руб. Щербинская городская больница г. Москва г.Щербинка ул.Первомайская д. 11 Врач-педиатр участковый от 80 000 руб. до 100 000 руб. Щербинская городская больница г. Москва г.Щербинка ул.Первомайская […]
  • 45 закона об образовании 45 закона об образовании 1. Комментируемая статья Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» посвящена защите прав обучающихся, родителей (законных представителей) несовершеннолетних обучающихся, которая может быть осуществлена названными лицами как лично, так и через […]
  • Приказ от 22 октября 2012 г 135н Приказ Минфина РФ от 22 октября 2012 г. N 135н "Об утверждении форм Книги учета доходов и расходов организаций и индивидуальных предпринимателей, применяющих упрощенную систему налогообложения, Книги учета доходов индивидуальных предпринимателей, применяющих патентную систему […]
  • Экономические временный закон Закон РФ от 19 февраля 1993 г. N 4530-I "О вынужденных переселенцах" (с изменениями и дополнениями) Закон РФ от 19 февраля 1993 г. N 4530-I"О вынужденных переселенцах" С изменениями и дополнениями от: 20 декабря 1995 г., 7 августа 2000 г., 24 декабря 2002 г., 23 декабря 2003 г., 22 […]
  • Приказом 30 мо рф Приказ Министра обороны РФ от 30.01.2018 N 44 "О повышении размеров должностных окладов гражданского персонала отдельных органов Министерства обороны Российской Федерации" (Зарегистрировано в Минюсте России 28.02.2018 N 50179) МИНИСТР ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ от 30 января 2018 г. N […]
  • Приказ 86 фз о лекарственных средствах Федеральный закон от 22 июня 1998 г. N 86-ФЗ "О лекарственных средствах" (с изменениями и дополнениями) (утратил силу) Федеральный закон от 22 июня 1998 г. N 86-ФЗ"О лекарственных средствах" С изменениями и дополнениями от: 2 января 2000 г., 30 декабря 2001 г., 10 января, 30 июня 2003 […]
Все права защищены. 2018