Плюсы» космического размаха
Сегодня шаги по развитию сегмента ДЗЗ предпринимают даже те страны, которые до сих пор не входили в мировую космическую элиту, и для этого имеются веские причины. В странах СНГ собственные программы дистанционного зондирования Земли наряду с такой признанной космической державой, как Россия, развивают Украина, Белоруссия и Казахстан. В частности, в Казахстане в рамках госпрограммы по развитию космической деятельности создается Национальная система космического мониторинга территории республики, призванная с помощью спутниковых данных обеспечить госструктуры оперативной информацией о состоянии окружающей среды и использовании природных ресурсов.
Интерес к сегменту дистанционного зондирования не случаен, ведь круг отраслей хозяйственной деятельности, для которых данные ДЗЗ могут сослужить хорошую службу, за последнее время заметно расширился. Метод дистанционного зондирования используют для сбора и записи информации о морском дне, атмосфере Земли, Солнечной системе. Что касается более «прикладного» применения таких методов, то, например, для обновления данных по городской застройке традиционно использовались аэрофотоснимки, но космическая съемка имеет ряд преимуществ перед традиционными методами. Аэрофотосъемка не позволяет оперативно обновлять полученные данные, что отчасти обусловлено необходимостью согласования съемки с местными административными органами. Между тем облик современных городов меняется очень быстро, и все перемены необходимо оперативно отразить в картах и специализированных базах данных. Технические же возможности космической съемки позволяют проводить мониторинг больших территорий с высокой степенью детализации, соответствующей необходимости частотой получения снимков, многовариантностью данных. Немаловажен и фактор экономии: аэрофотосъемка территории площадью в 1 кв. км в среднем обходится в $2000, тогда как стоимость космических снимков высокого разрешения в среднем составляет $25 за ту же единицу площади. При этом, отмечает генеральный директор ТОО «DigitalORB» Владимир Смирнов, трудозатраты на обработку нескольких десятков кадров аэрофотосъемки заметно выше, чем на обработку одного-двух кадров космического снимка. Данные дистанционного зондирования Земли с успехом используются при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов транспортной инфраструктуры, трубопроводов, линий электропередачи и телекоммуникационных линий, для выбора оптимальных маршрутов прокладки автомобильных и железных дорог, для организации недропользования.
В ходе конференции опытом практического применения результатов дистанционного зондирования Земли для повышения эффективности социально-экономического развития регионов России поделились специалисты Федерального государственного унитарного предприятия «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения». В рамках целевой программы «Использование результатов космической деятельности и современных геоинформационных технологий в целях ускорения социально-экономического развития и повышения конкурентоспособности Калужской области» в этом регионе России создается интегрированная региональная информационная система, одним из основных структурных элементов которой является региональный центр космического мониторинга. Последний, в свою очередь, собирает данные информационных систем авиалесоохраны, космического мониторинга АПК, экологического мониторинга, системы приема, обработки, хранения и распространения спутниковых данных. На основе собранной информации формируются заявки на получение потребителями данных дистанционного зондирования, отслеживается обстановка и делаются прогнозы для аграрного сектора, ведется мониторинг критически важных объектов.
Казахстан: начало пути
Если говорить о внедрении технологий дистанционного зондирования Земли в Казахстане, то за последние 10 лет в республике разработаны технологии в области тематического дешифрирования данных дистанционного зондирования Земли. В республике создается сеть референцных станций, посредством которой будет обеспечена единая временная геодезическая основа точных и высокоточных глобальных навигационных систем, определение координат отдельных пунктов в заданной системе координат на всей территории страны. В Казахстане ранее были установлены одиночные базовые станции. На сегодняшний день РГКП «Астанатопография» установило три референцных станции и создало сеть между ними; сеть предназначается для определения координат с помощью GPS по Астане и Акмолинской области. В структуру сети референцных станций входит базирующийся в Астане вычислительный центр, в функции которого входит сбор и архивация данных сети, предоставление информации пользователям.
В настоящее время одним из наиболее активных потребителей новых разработок является Министерство сельского хозяйства. По словам специалиста АО «Национальный центр космических исследований и технологий» Надии Муратовой, перечень задач в сфере мониторинга сельского хозяйства включает мониторинг снежного покрова и оценку весеннего запаса влаги в почве, оценку посевных площадей и контроль севооборота, дистанционную диагностику состояния посевов яровых культур и прогноз урожайности, отслеживание динамики уборочных работ. «Космический мониторинг по всем ключевым направлениям ведется во всех зерносеющих регионах, для сельского хозяйства, ряда других областей технологии космического мониторинга разрабатываются, в Кызылординской области проводится оперативный космический мониторинг рисовых посевов. В северных регионах особенности расположения полей позволяют полномасштабно использовать оптические возможности спутниковых систем среднего разрешения, но в том случае много помех, особенно на протяжении вегетационного сезона, создавала облачность. Нередко бывает, что на всей большой территории Северного Казахстана сложно было найти безоблачные фрагменты. Отчасти эту проблему удалось решить после того, как к решению задачи мониторинга мы подключили еще одну спутниковую систему с более высокой разрешающей способностью. Увеличилась точность определения площадей — если раньше мы оперировали ошибкой в пределах 5%, то сейчас она сведена к 2%. Для части областей Казахстана созданы соответствующие геоинформационные системы, которые позволяют вести историю полей. Еще одна важная задача связана с мониторингом площадей черных паров, которые имеют большое значение для накопления питательных веществ и борьбы с сорняками. Кроме того, эта работа необходима нам для дальнейшего прогноза урожайности», — рассказала г-жа Муратова.
Не секрет, что актуальными для сельского хозяйства северных регионов Казахстана проблемами являются высокий уровень засоренности зерновых культур, болезни, нашествие вредителей. Как считают ученые, эти факторы могут обусловить снижение урожая на 30–40% по сравнению с прогнозными данными. В Центре космических исследований и технологий разработана методика, позволяющая оценивать не процент засоренности полей, а ее степень, и отслеживать динамику изменения засоренности, например, в результате применения гербицидов, прогнозировать погодные условия, при которых увеличивается вероятность развития грибковых заболеваний. Не менее важно отслеживать состояние снежного покрова. «На севере, в основных зерносеющих регионах земледелие ведется не на поливных землях, и потому накопление влаги в почве во многом определяет будущий урожай. Анализируя состояние снежного покрова, мы косвенно определяем, какой запас влаги будет в том или другом году. Данные, полученные, например, в 2007 и 2008 годах, показали совершенно разную картину: в 2007 году снежный покров сошел довольно поздно, и запас влаги в почве оказался достаточным, а в нынешнем году сложилось критическое положение, и мы смогли прогнозировать засуху. Сейчас перед аграрным сектором стоит задача введения в оборот всех бросовых полей. В рамках работы по данному направлению мы подготовили карты всех основных зерносеющих регионов, где отмечены и бросовые поля», — констатировала г-жа Муратова.
Не меньшую пользу космические технологии могут сослужить в процессе подготовки и проведения посевной и уборочной кампаний. Так, космический мониторинг погодных условий позволяет определить оптимальные сроки посевной, благодаря чему в свою очередь можно добиться трехкратного увеличения урожайности. Данные технологии могут быть широко востребованы в Казахстане с его огромной территорией и различными для северных, южных, западных и восточных регионов погодными условиями.
Данные дистанционного зондирования Земли широко использовались в ходе реализации осуществляемого Всемирным банком и Глобальным экологическим фондом проекта по управлению засушливыми землями в Шетском районе Карагандинской области. На примере экосистемы района изучалась технология расчета величины углекислого газа, поглощенного растительным и почвенным покровом. Специалисты составили для проектной территории карты типов подстилающей поверхности и землепользования, провели оценку состояния и продуктивности надземной части растительного покрова, изучили зависимость объема зеленой биомассы от погодных условий в вегетационный период, составили карты сезонной продуктивности пастбищ.
Использование космического мониторинга позволяет оперативно получать информацию об обстановке по линии МЧС. В первую очередь это касается пожаров, ведь до того, как стало возможным использование результатов космического мониторинга, о реальных масштабах этих стихийных бедствиях на малозаселенных территориях органы ЧС зачастую просто не имели информации. В Казахстане систему космического мониторинга чрезвычайных ситуаций в 2001 году начал развивать Институт космических исследований. С 2002 года ведется оперативный космический мониторинг пожаров, в 2003 году начато наблюдение за паводковой обстановкой в ряде областей. На сегодняшний день, отмечают специалисты института, система космического мониторинга ЧС работает в Западно-Казахстанской, Восточно-Казахстанской и Карагандинской областях, где ведется наблюдение за пожарами и паводками, в Актюбинской области осуществляется мониторинг пожаров, а в Кызылординской области ведется наблюдение за паводками и состоянием Шардаринского водохранилища.
Регулярный космический мониторинг пожаров проводится в период с мая по октябрь. Два раза в сутки в органы ЧС передаются оперативные данные по результатам обработки снимков Terra MODIS — карты очагов пожаров, таблицы с указанием их координат, расстояние до ближайшего населенного пункта. Примерно раз в неделю высылаются карты-маски пострадавших от пожара площадей с указанием старых и новых гарей, таблицы, в которых указывается величина таких площадей по районам и по областям в целом. Оперативные данные с координатами очагов возгорания поступают в областные управления МЧС. По словам специалистов Института космических исследований, данные мониторинга пожаров позволяют не только оперативно принять меры для ликвидации очага, но помогают найти виновников крупных возгораний; кроме того, эти данные фигурируют в официальных отчетах, представляемых на областных и республиканском уровнях. Руководящие структуры областей ежегодно принимают постановления об использовании результатов космического мониторинга пожаров, а местные органы ЧС разработали схему использования результатов этого мониторинга, определили порядок доведения информации до пожарных подразделений.
Мониторинг степных пожаров проводился и в рамках проекта по управлению засушливыми землями в Шетском районе Карагандинской области. Именно обработка спутниковых данных за период с 2001 по 2008 год позволила сделать вывод о том, что степные пожары являются важным фактором, определяющим объем растительной массы. В отдельные годы пожары охватывали очень большие площади, так, в 2002 году огонь охватывал около 30% территории проекта, а это обусловило выброс около 1,3 млн. тонн углекислого газа.
В регионах, где существует большая вероятность формирования паводков, проводится космический мониторинг этих природных явлений. Оперативные карты-маски территорий, подвергшихся затоплению, также передаются в органы ЧС, при необходимости специалисты могут выполнять мониторинг динамики заполнения водной поверхности водохранилищ. Как отмечают сотрудники Института космических исследований, в последние годы из-за регулярного затопления территорий в нижнем течении Сырдарьи складывается сложная обстановка в Кызылординской области, дополнительную угрозу создает риск переполнения Шардаринского водохранилища, поэтому регулярное отслеживание обстановки в регионе, оценка динамики заполнения Шардары на сегодняшний день признаны одним из ключевых направлений космического мониторинга в области ЧС. Впрочем, если в случае с пожарами результаты мониторинга позволяют начать оперативную работу по ликвидации чрезвычайного происшествия, то использование результатов мониторинга паводков носит главным образом информационный характер, дает материал для сравнения паводковой обстановки в разные годы.
Специалисты отмечают, что и для космического мониторинга паводков, так же, как и для мониторинга сельхозугодий, серьезную проблему представляет высокая облачность в период наблюдений. Особенно в Западном Казахстане. Выходом из положения могло бы стать использование радарных данных, однако применение этих технологий ограничивает ряд субъективных и объективных трудностей, в частности, высокая стоимость такой съемки, сложность оперативного заказа, а также большой временной интервал между повторными съемками. Одним из актуальных как для органов ЧС, так и для властей региона направлений развития технологий космического мониторинга ученым представляется использование данных дистанционного зондирования для моделирования возможных опасных ситуаций — прорывов плотин, размывов берега, для оценки вероятности проникновения пожаров. В 2007 и 2008 годах подобную работу для водных объектов ЗКО казахстанские специалисты выполняли в сотрудничестве с российскими коллегами. Оценка риска возникновения чрезвычайных ситуаций имеет ценность не только с точки зрения возможных прогнозов и своевременного принятия защитных мер, но может оказаться полезной при проектировании и строительстве промышленных предприятий, магистральных газопроводов, ЛЭП. В дальнейшем, полагают в Институте космических исследований, система мониторинга в области чрезвычайных ситуаций будет развиваться как в сторону расширения числа охваченных им областей, так и в плане возможного создания региональных и республиканского центров. Появление последних позволит расширить спектр решаемых задач, включив в него, например, контроль за деформацией земной поверхности под воздействием антропогенных факторов. Такие данные очень актуальны в связи с тем, что в республике ведется интенсивная добыча полезных ископаемых.
Сельское хозяйство и область ЧС — лишь две составляющие широкого круга задач, в решении которых можно рассчитывать на помощь космических технологий. По мнению г-на Смирнова, значение новых методов чрезвычайно велико для области геологоразведки, ведь сегодня поиск богатых полезными ископаемыми структур проводится методами, предполагающими использование буровых работ, а это требует значительных материальных затрат. Между тем проведение исследований с применением информации ДЗЗ, дешифрование космических снимков и сравнение полученных результатов с имеющимися материалами могло бы позволить сократить объем буровых работ. Не менее продуктивным было бы использование полученных данных для учета и анализа состояния природных ресурсов, тем более что за последние два десятка лет уровень госконтроля в этой сфере заметно снизился. В транспортной отрасли грамотное применение данных космических снимков позволяет не только определить оптимальные маршруты прокладки автомобильных и железнодорожных магистралей, но и выявить, например, участки дорожного покрытия, больше других нуждающиеся в ремонте. А в сфере городского хозяйства, например, использование методов дистанционного зондирования Земли позволяет получить информацию об участках незарегистрированной застройки или самозахваченных землях.
Достоинства космического мониторинга и его преимущества перед многими другими методами оценки, прогноза, обработки данных, очевидны. Ответ на вопрос о том, будет ли расширена орбита их применения, зависит от многих факторов, в том числе от готовности инвестировать в их развитие и внедрение, от активности спроса, уровня подготовки кадров.
ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ, сбор информации об объекте или явлении с помощью регистрирующего прибора, не находящегося в непосредственном контакте с данным объектом или явлением. Термин "дистанционное зондирование" обычно включает в себя регистрацию (запись) электромагнитных излучений посредством различных камер, сканеров, микроволновых приемников, радиолокаторов и других приборов такого рода. Дистанционное зондирование используется для сбора и записи информации о морском дне, об атмосфере Земли, о Солнечной системе. Оно осуществляется с применением морских судов, самолетов, космических летательных аппаратов и наземных телескопов. Науки, ориентированные на полевые работы, к числу которых относятся такие, как геология, лесоводство и география, также обычно используют дистанционное зондирование для сбора данных в целях проведения своих исследований.
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
Дистанционное зондирование охватывает теоретические исследования, лабораторные работы, полевые наблюдения и сбор данных с борта самолетов и искусственных спутников Земли. Теоретические, лабораторные и полевые методы важны также для получения информации о Солнечной системе, и когда-нибудь их начнут использовать для изучения других планетных систем Галактики. Некоторые наиболее развитые страны регулярно запускают искусственные спутники для сканирования поверхности Земли и межпланетные космические станции для исследований дальнего космоса.
Системы дистанционного зондирования. В системе такого типа имеются три основных компонента: устройство для формирования изображения, среда для регистрации данных и база для проведения зондирования. В качестве простого примера такой системы можно привести фотографа-любителя (база), использующего для съемки реки 35-мм фотоаппарат (прибор-визуализатор, формирующий изображение), который заряжен высокочувствительной фотопленкой (регистрирующая среда). Фотограф находится на некотором расстоянии от реки, однако регистрирует информацию о ней и затем сохраняет ее на фотопленке.
Устройства формирования изображений, регистрирующая среда и база. Приборы, формирующие изображения, делятся на четыре основные категории: фото- и кинокамеры, многоспектральные сканеры, радиометры и активные радиолокаторы. Современные однообъективные зеркальные фотокамеры создают изображение, фокусируя ультрафиолетовое, видимое или инфракрасное излучение, приходящее от объекта, на фотопленке. После проявления пленки получается постоянное (способное сохраняться длительное время) изображение. Видеокамера позволяет получать изображение на экране; постоянной записью в этом случае будет соответствующая запись на видеоленте или фотоснимок, сделанный с экрана. Во всех других системах визуализации изображений используются детекторы или приемники, обладающие чувствительностью на определенных длинах волн спектра. Фотоэлектронные умножители и полупроводниковые фотоприемники, используемые в сочетании с оптико-механическими сканерами, позволяют регистрировать энергию ультрафиолетового, видимого, а также ближнего, среднего и дальнего ИК-участков спектра и преобразовывать ее в сигналы, которые могут давать изображения на пленке. Энергия микроволн (диапазон сверхвысоких частот, СВЧ) подобным же образом трансформируется радиометрами или радиолокаторами. В сонарах для получения изображений на фотопленке используется энергия звуковых волн.
Приборы, используемые для визуализации изображений, размещают на различных базах, в том числе на земле, судах, самолетах, воздушных шарах и космических летательных аппаратах. Специальные камеры и телевизионные системы повседневно используются для съемки представляющих интерес физических и биологических объектов на земле, на море, в атмосфере и космосе. Специальные камеры замедленной киносъемки применяются для регистрации таких изменений земной поверхности, как эрозия морских берегов, движение ледников и эволюция растительности.
Архивы данных. Фотоснимки и изображения, сделанные в рамках программ аэрокосмической съемки, надлежащим образом обрабатываются и сохраняются. В США и России архивы для таких информационных данных создаются правительствами. Один из основных архивов такого рода в США, EROS (Earth Resources Obsevation Systems) Data Center, подчиненный Министерству внутренних дел, хранит около 5 млн. аэрофотоснимков и ок. 2 млн. изображений, полученных со спутников "Лендсат", а также копии всех аэрофотоснимков и космических снимков поверхности Земли, хранящихся в Национальном управлении по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). К этой информации имеется открытый доступ. Обширные фотоархивы и архивы других изоматериалов имеются у различных военных и разведывательных организаций.
Анализ изображений. Самая важная часть дистанционного зондирования — анализ изображений. Такой анализ может выполняться визуально, визуальными методами, усиленными применением компьютера, и целиком и полностью компьютером; последние два включают в себя анализ данных в цифровой форме.
Первоначально большинство работ по анализу данных, полученных дистанционным зондированием, выполнялось визуальным исследованием индивидуальных аэрофотоснимков или путем использования стереоскопа и наложения фотоснимков с целью создания стереомодели. Фотоснимки были обычно черно-белыми и цветными, иногда черно-белыми и цветными в ИК-лучах или — в редких случаях — многозональными.
Основные пользователи данных, получаемых при аэрофотосъемке, — это геологи, географы, лесоводы, агрономы и, конечно, картографы. Исследователь анализирует аэрофотоснимок в лаборатории, чтобы непосредственно извлечь из него полезную информацию, нанести ее затем на одну из базовых карт и определить области, в которых надо будет побывать во время полевых работ. После проведения полевых работ исследователь еще раз оценивает аэрофотоснимки и использует полученные из них и в результате полевых съемок данные для окончательного варианта карты. Такими методами подготавливают к выпуску множество разных тематических карт: геологических, карт землепользования и топографических, карт лесов, почв и посевов.
Геологи и другие ученые ведут лабораторные и полевые исследования спектральных характеристик различных природных и цивилизационных изменений, происходящих на Земле. Идеи таких исследований нашли применение в конструкции многоспектральных сканеров MSS, которые используются на самолетах и КЛА. Искусственные спутники Земли "Лендсат" 1, 2 × 4 имели на борту MSS с четырьмя спектральными полосами: от 0,5 до 0,6 мкм (зеленая); от 0,6 до 0,7 мкм (красная); от 0,7 до 0,8 мкм (ближняя ИК); от 0,8 до 1,1 мкм (ИК). На спутнике "Лендсат 3" используется, кроме того, полоса от 10,4 до 12,5 мкм. Стандартные составные изображения с применением метода искусственного окрашивания получаются при комбинированном использовании MSS с первой, второй и четвертой полосами в сочетании с синим, зеленым и красным фильтрами соответственно. На спутнике "Лендсат 4" c усовершенствованным сканером MSS тематический картопостроитель позволяет получать изображения в семи спектральных полосах: трех — в области видимого излучения, одной — в ближней ИК-области, двух — в средней ИК-области и одной — в тепловой ИК-области. Благодаря этому прибору пространственное разрешение было улучшено почти втрое (до 30 м) по сравнению с тем, что давал спутник "Лендсат", на котором использовался только сканер MSS.
Поскольку чувствительные датчики спутников не предназначались для стереоскопической съемки, дифференцировать те или иные особенности и явления в пределах одного конкретного изображения пришлось, используя спектральные различия. Сканеры MSS позволяют различать пять широких категорий земных поверхностей: вода, снег и лед, растительность, обнаженная порода и почва, а также объекты, связанные с деятельностью человека. Научный работник, хорошо знакомый с исследуемой областью, может выполнить анализ изображения, полученного в одной широкой полосе спектра, каким, например, является черно-белый аэрофотоснимок, который в типичном случае получается при регистрации излучений с длинами волн от 0,5 до 0,7 мкм (зеленая и красная области спектра).
Однако с увеличением числа новых спектральных полос глазам человека становится все труднее проводить различия между важными особенностями похожих тонов в различных участках спектра. Так, например, только один съемочный план, снятый со спутника "Лендсат" с помощью MSS в полосе 0,5-0,6 мкм, содержит ок. 7,5 млн. пикселов (элементов изображения), у каждого из которых может быть до 128 оттенков серого в пределах от 0 (черный цвет) до 128 (белый цвет). При сравнении двух изображений одной и той же области, сделанных со спутника "Лендсат", приходится иметь дело с 60 млн. пикселов; одно изображение, полученное с "Лендсат 4" и обработанное картопостроителем, содержит около 227 млн. пикселов. Отсюда с очевидностью следует, что для анализа таких изображений необходимо использовать компьютеры.
Цифровая обработка изображений. При анализе изображений компьютеры используются для сравнения значений шкалы серого (диапазона дискретных чисел) каждого пиксела снимков, сделанных в один и тот же день либо в несколько разных дней. Системы анализа изображений выполняют классификацию специфических особенностей съемочного плана в целях составления тематической карты местности.
Современные системы воспроизведения изображений позволяют воспроизводить на цветном телевизионном мониторе одну или несколько спектральных полос, отработанных спутником со сканером MSS. Подвижный курсор устанавливают при этом на один из пикселов или на матрицу пикселов, находящихся в пределах некоторой конкретной особенности, например водоема. Компьютер выполняет корреляцию всех четырех MSS-полос и классифицирует все другие части изображения, полученного со спутника, которые характеризуются аналогичными наборами цифровых чисел. Исследователь может затем пометить цветным кодом участки "воды" на цветном мониторе, чтобы составить "карту", показывающую все водоемы на спутниковом снимке. Эта процедура, известная под названием регулируемой классификации, позволяет систематически классифицировать все части анализируемого снимка. Имеется возможность идентификации всех основных типов земной поверхности.
Описанные схемы классификации с помощью компьютера довольно просты, однако окружающий нас мир сложен. Вода, например, совсем не обязательно имеет единственную спектральную характеристику. В пределах одного съемочного плана водоемы могут быть чистыми или грязными, глубокими или мелкими, частично покрытыми водорослями или замерзшими, и каждый из них обладает собственной спектральной отражательной способностью (а значит, и своей цифровой характеристикой). В системе интерактивного анализа цифрового изображения IDIMS используется схема нерегулируемой классификации. IDIMS автоматически помещает каждый пиксел в один из нескольких десятков классов. После компьютерной классификации сходные классы (например, пять или шесть водных классов) могут быть собраны в один. Однако многие участки земной поверхности имеют довольно сложные спектры, что затрудняет однозначное установление различий между ними. Дубовая роща, например, может оказаться на изображениях, полученных со спутника, спектрально неотличимой от кленовой рощи, хотя на земле эта задача решается очень просто. По спектральным же характеристикам дуб и клен относятся к широколиственным породам.
Компьютерная обработка алгоритмами идентификации содержания изображения позволяет заметно улучшить MSS-изображение по сравнению со стандартным.
ПРИМЕНЕНИЯ
Данные дистанционного зондирования служат основным источником информации при подготовке карт землепользования и топографических карт.
Метеорологические и геодезические спутники NOAA и GOES используются для наблюдения за изменением облачности и развитием циклонов, в том числе таких, как ураганы и тайфуны. Изображения, получаемые со спутников NOAA, используются также для картирования сезонных изменений снегового покрова в северном полушарии в целях климатических исследований и изучения изменений морских течений, знание которых позволяет сократить продолжительность морских перевозок. Микроволновые приборы на спутниках "Нимбус" используются для картирования сезонных изменений в состоянии ледового покрова в морях Арктики и Антарктики.
Данные дистанционного зондирования с самолетов и искусственных спутников во все более широких масштабах используются для наблюдения за природными пастбищами. Аэрофотоснимки очень эффективны в лесоводстве благодаря достигаемому на них высокому разрешению, а также точному измерению растительного покрова и его изменения со временем.
И все же именно в геологических науках дистанционное зондирование получило наиболее широкое применение. Данные дистанционного зондирования используются при составлении геологических карт с указанием типов пород, а также структурных и тектонических особенностей местности. В экономической геологии дистанционное зондирование служит ценным инструментом для поиска месторождений полезных ископаемых и источников геотермальной энергии. Инженерная геология пользуется данными дистанционного зондирования для выбора мест строительства, отвечающих заданным требованиям, определения мест залегания строительных материалов, контроля за проведением горных работ с поверхности и за рекультивацией земель, а также для проведения инженерных работ в приморской зоне. Кроме того, эти данные используются при оценках сейсмической, вулканической, гляциологической и других опасностей геологического происхождения, а также в таких ситуациях, как лесные пожары и промышленные аварии.
Данные, полученные дистанционным зондированием, составляют важную часть исследований в гляциологии (имеющих отношение к характеристикам ледников и снегового покрова), в геоморфологии (формы и характеристики рельефа), в морской геологии (морфология дна морей и океанов), в геоботанике (ввиду зависимости растительности отлежащих под ней месторождений полезных ископаемых) и в археологической геологии. В астрогеологии данные дистанционного зондирования имеют первостепенное значение для изучения других планет и лун Солнечной системы, а также в сравнительной планетологии для изучения истории Земли.
Однако наиболее захватывающий аспект дистанционного зондирования состоит в том, что спутники, выведенные на околоземные орбиты, впервые предоставили ученым возможность наблюдать, отслеживать и изучать нашу планету как целостную систему, включая ее динамичную атмосферу и облик суши, изменяющийся под влиянием природных факторов и деятельности человека. Изображения, получаемые со спутников, возможно, помогут найти ключ к предсказанию изменений климата, вызванных в том числе естественными и техногенными факторами.
Хотя США и Россия с 1960-х годов ведут дистанционное зондирование, другие страны также вносят свой вклад. Японское и Европейское космические агентства планируют вывести на околоземные орбиты большое число спутников, предназначенных для исследования суши, морей и атмосферы Земли.
Контрольные вопросы:
1.Основные требования к параметрам космической информации?
2.Что такое зондирование.?
3.Как происходит зондирование аэрозолей?
Литература
1.Родзин В.И. Семенцов Г.В. Основы экологического мониторинга. Учебник. Таганрог 1988г.
2.Геосистемный мониторинг. Строение и функционирование геосистем.М.1986г