Секреты и перспективы космической съемки

      Комментарии к записи Секреты и перспективы космической съемки отключены

Секреты и перспективы космической съемки

Статья «перспективы и Секреты космической съемки» размещена в издании «Виноград» №1 2012 г. Создатель материала — Михаил Зимин, картографии отдела и руководитель геодезии ИТЦ «СКАНЭКС».
Возможно ли было еще в недавнем прошлом представить себе, что снимки Почвы из космоса станут такой же обыденностью нашей жизни, как печатные карты? Сперва это казалось фантастикой, позже было глубоко засекречено… И вот сейчас мы маршрут поездки по карте, основанной на космической съемке. Что стоит за данной привычной возможностью?
Формирование новых научных взоров и развитие разработок фактически постоянно вело к большим всплескам в развитии тех либо иных научных и прикладных областей. Для географических изучений сейчас широко используются способы дистанционного зондирования Почвы.
Под дистанционным зондированием знают изучение разных удаленных объектов без яркого контакта с ними.
Как все начиналось
Общеизвестно, что, пребывав на значимом возвышении довольно прилегающей территории, возможно наслаждаться превосходными видами на большие расстояния. Этим всегда пользовались для постройки городов и поселений, для ведения боевых и оборонительных действий, в то время, когда занимали возвышенные, самый стратегически серьёзные объекты. Дистанционные способы изучений развивались по мере развития воздухоплавания и широко применялись в военных и гражданских целях.
Воздухоплавание развивалось в направлении создания управляемых воздушных судов: дирижаблей, самолётов и планёров. В 1908–1909 годах были взяты первые аэрофотосъемки, снятые с самолета, созданного братьями Райт.
Первая мировая, как и все войны в целом, стала большим катализатором в развитии фотографирования и средств воздухоплавания: актуальная информация о перемещении и положении армий соперника начала проводиться посредством воздушной разведки, где использовались как визуальные способы, так и фотографические. На протяжении войны было создано пара специальных самолетов, нацеленных на работу по разведывательной съемке.

На исходе Второй мировой Германия начинает применять ракеты, что знаменует новый этап развития дистанционного зондирования. 24 октября 1946 года, практически сразу после окончания Второй мировой, перед тем как первый неестественный спутник Почвы (Спутник-1) открыл космическую эру, несколько учёных и солдат в пустыне Нью-Мексико осуществила запуск модифицированной германской ракеты Фау-2 (V-2). На данной ракете была установлена 35-миллиметровая камера, на которую в первый раз из космоса была запечатлена отечественная планета, высота съемки составила около 100 км.
Потом разработки начинают быстро развиваться: СССР запускает первый неестественный спутник Почвы (Спутник-1, 1957 г.), человек осуществляет первый полет в космос (Ю. Гагарин, 1961 г.); в течение 60-х США запускает на околоземную орбиту около десятка спутников TIROS, главное назначение которых — мониторинг метеорологической обстановки.

На спутниках устанавливается телевизионная камера, которая с периодичность один раз в день разрешает приобретать данные о динамике разных слоев воздуха (схожая совокупность «Метеор» с 1967 г. начинает функционировать и в СССР). В Соединенных Штатах деятельно наращивается космический разведывательный сегмент – выпускаются разведывательные самолеты U-2, осуществляется запуск серии разведывательных спутников CORONA.

Как и прежде, главным импульсом в развитии разработок помогают гонка оружий и весьма напряженные отношения между США и СССР. Апогеем напряженности возможно назвать Карибский кризис, достигший собственной кульминации в осеннюю пору 1962 года. Тогда посредством разведывательного самолета U-2 были обнаружены работы по постройке пусковых шахт средней дальности.

В будущем обе страны систематично реализовывают запуски пилотируемых космических судов (Восток, Восход, Альянс, Mercury, Gemini, Apollo), формируют собственные орбитальные станции (Салют, Мир, Skylab), запускают фотографические разведывательные спутники, существенно модернизируют технологии и методы получения фотографической съемки.
С конца 60-х годов прошлого столетия в стратегические космические программы СССР и США начинают включать работы по изучению геолого-географических изюминок территорий для потребностей народного хозяйства. Главной целью этих программ есть совершенствование и оценка способов космической съемки, и обработки взятой информации. Кроме хороших (фотографических) способов получения изображений, начинают деятельно развиваться способы сканерной съемки, где фиксация изображения происходит не за счет светочувствительного покрытия пленки, а за счет оптико-электронного устройства, что в значительной мере определяет будущее дистанционного зондирования.
Запущенный 23 июля 1972 года спутник Landsat 1 стал настоящим прорывом в области дистанционного зондирования Почвы. Это первый спутник, чьей главной задачей были мониторинг и оценка природных ресурсов. Установленная на нем оптико-электронная камера (MSS) разрешала приобретать снимки в четырех спектральных диапазонах с пространственным разрешением 80 метров.

Последующие спутники данной серии (Landsat 1-7) de facto были и имеется производительности и эталон качества ресурсных космических снимков (спутники Landsat 5 и Landsat 7 до сих пор трудятся на орбитах).
В будущем начинает формироваться совсем независимый космический сегмент дистанционного зондирования, трудящийся на внутреннюю экономику разных государств. Наровне с США и СССР с середины 80-х годов собственные ресурсные космические программы открывают Индия и Франция, к началу XXI века многие содружества и крупные страны запускают собственные программы дистанционного зондирования, что определяется высоким спросом на подобную данные.
К началу XXI века, благодаря значимому технологическому прорыву в области информационных технологии, случившемуся в середине 90-х, сформировалось коммерческое направление развития космической съемки, где требования рынка сыграли наиболее значимую роль. Cверхвысокодетальные космические снимки, каковые могли быть взяты раньше лишь с разведывательных спутников, стали дешёвы по окончании запуска коммерческого спутника IKONOS (сентябрь 1999 г.). Характеристики съемочной совокупности фактически не уступали чертям разведывательных совокупностей, а в некоторых параметрах и превосходили их.
Как это трудится
Рассуждая о развитии способов дистанционного зондирования, нельзя не упомянуть о развитии способов регистрации изображений: фотографирование, сканирование, радиолокация и др. Упомянем только главные вехи развития фотографических способов.
Человеческое зрение способно принимать данные лишь в видимой части электромагнитного спектра. В отличие от людской зрения современные съемочные совокупности разрешают видеть окружающую нас реальность совсем по-особенному.
Сейчас главная «борьба» в области совершенствования средств фотографирования ведется в направлении улучшения особенностей снимков: пространственное разрешение, охват снимаемой территории, периодичность съемки одной и той же точки местности, применение большего числа спектральных каналов, но увидим, что идеальная во всех отношениях камера — это не все. Кроме этого должен быть хороший канал связи со спутником, нужный для передачи данных, стабильная платформа спутника для обеспечения постоянства особенностей приобретаемых снимков. На сегодняшний момент технические средства дистанционного зондирования являются некое компромиссное ответ, в котором должны быть учтены многие факторы: размер спутника, свойства съемочной совокупности, совокупности жизнеобеспечения спутника, резервного копирования и средства связи и т.д.
Без оглядки на то, что в изложенном материале сделан выговор именно на космическую съемку, не следует забывать и про аэросъемку. Развитие малой авиации, создание беспилотных комплексов, доступность информационных и технических средств кроме того на бытовом уровне (радиоуправляемые модели, миниатюрные цифровые камеры, персональные навигаторы и др.), очень позитивно воздействуют на формирование сегмента дистанционного зондирования, нацеленного на локальный темперамент изучений. По аналогии с «космосом» бизнес-сообщество чутко реагирует на запросы общества и формирует достаточно занимательные ответы, направленные на применение авиационных средств дистанционного зондирования для ответа разных прикладных задач.
Тут, само собой разумеется, нельзя не отыскать в памяти о несовершенстве отечественного русского законодательства, которое жестко регулирует космическую деятельность и лицензирует многие направления работ, которые связаны с тематикой дистанционного зондирования и смежными дисциплинами. Но это совсем вторая история, которая, не обращая внимания на всю собственную консервативность, начинает медлено изменяться в верном направлении.
Говоря о дне сегодняшнем, думаю, возможно опустить вопросы, которые связаны с характеристиками камер и аппаратов, каковые на данный момент трудятся на околоземных орбитах. Не смотря на то, что они хороши отдельного беседы. В целом нам ясно направление технического прогресса — «стремительнее-выше-сильней», а в остальном принципы работы этих совокупностей не изменились.
Ознакомимся с фундаментальными свойства космоснимков. Космические летательные аппараты ведут съемку земной поверхности с околоземных орбит. В большинстве собственном это круговые наклонные орбиты (97-99°), главное свойство которых содержится в возможности съемки Почвы с фактически неизменным параметром солнечной освещенности.

В зависимости от высоты орбиты спутника изменяются многие свойства снимков. По мере удаления от Почвы растет охват снимаемой территории, а следовательно, и периодичность съемки одной и той же территории на земной поверхности, но «негативным» эффектом повышения высоты орбиты есть уменьшение пространственного разрешения снимка. Большая часть современных спутников дистанционного зондирования трудится на орбитах высотой 450–1400 км.

В зависимости от территорий спектра, в которых ведется съемка, применяют разные способы ее регистрации. Различаются пассивные способы съемки, при которых камерами регистрируется отраженная от земной поверхности энергия Солнца либо собственное (тепловое) излучение Почвы. И активные способы съемки (радиолокационные снимки), при которых изображение формируется на базе отличия отправленного и взятого сигнала со спутника.

Напомним, что радиолокационные снимки разрешают приобретать изображения земной поверхности независимо от времени дней, наличия освещенности и условий территории облачного покрова или других атмосферных явлений. Ввиду того, что съемка может вестись в один момент в различных территориях спектра, имеется возможность приобретать цветные синтезированные изображения земной поверхности.
Раздельно стоит упомянуть тему, проходящую через «шпионские» фильмы, о якобы существовании суперспутников, каковые смогут практически все. В действительности на сегодняшний момент развития разработок мы не можем просматривать газет из космоса либо кроме того номерных знаков машин, а тем более вести видео наблюдение за объектами. Максимум, что быть может, — рассмотреть раздельно стоящего человека, но для этого должно быть соблюдено через чур много условий, да и сам человек будет смотреться приблизительно как точка.
Области применения
Главными преимуществами материалов дистанционного зондирования являются достоверность информации, оперативность получения (практически в реальном времени), высокая степень автоматизированного процессов дешифрирования и автоматизации обработки, многовариантность данных.
Сейчас применение материалов дистанционного зондирования возможно встретить фактически везде. Это обновление и создание национальных топографических и тематических карт: почвенных, геологических, геоботанических и др., это мониторинг территорий в разных его проявлениях (экологический, чрезвычайные обстановки, динамика строительства, приграничные районы и т.д.), это экспертиза при поиске, наблюдении и контроле объектов на поверхности Почвы и другое.
Разглядим только частные случаи применения космической информации. Мониторинг ЧС для отечественной огромной страны особенно актуален: всепогодный, круглосуточный, круглогодичный мониторинг состояния территории России ведется на базе комплексирования возможностей разных спутников дистанционного зондирования. Именно поэтому удается достигнуть больших удач как при принятии предупредительных мер, так и при борьбе со ее последствиями и стихией.

Сотрудники МЧС деятельно применяют разработке космической съемки не только в рамках нашей страны, но и при работе зарубежном.
Особенное значение для нашей страны имеет наблюдение за ходом половодья и паводков на реках, и мониторинг пожарной обстановки.
Применение данных дистанционного зондирования в целях мониторинга состояния лесного покрова есть актуальнейшим направлением ведения лесного хозяйства, реализованным на сегодняшний момент, на национальном уровне. Подобная информация является основой для ведения лесного хозяйства, развития и сертификации совокупностей коммерческого пользования, мониторинга незаконных рубок, ЧС, научных и экологических изысканий и т.д.
В сельском хозяйстве космосъемка употребляется при оценке урожайности, мониторинге состояния земель, формировании экономических ответов по стимулированию и управлению фермерских хозяйств.
Что дальше?
Совеременная группировка спутников дистанционного зондирования достаточно громадна, но все же не покрывает всех бизнеса и потребностей государства по количеству и качеству космической информации. Развитие новых совокупностей неизбежно. Главная задача – это обеспечение постоянного, разностороннего мониторинга Почвы.
Сейчас возможно смело сказать о формировании среды не только опытного, но и социального применения космической съемки, нацеленного на широкий круг людей.
Особенное внимание стоит обратить на формирование общедоступной пространственной информации, формируемой в Интернете. Это так именуемые геопорталы. Геопортал в качестве базы применяет пространственную модель отечественной планеты, которая возможно представлена как в виде карты, так и в виде снимков.

Информация, которая наносится на эту модель, позволяет заметить соотношения между разными объектами и организовать комплексное представление об интересующей территории.
Примерами таких совокупностей смогут быть общеизвестные ресурсы Гугл Earth и Гугл Maps, и отечественные, деятельно развивающиеся совокупности Яндекс.Карты и Kosmosnimki.ru. На сегодняшний момент подобные системы тесно интегрируются с другими совокупностями в Интернете. Они разрешают пользователям поместить на карту примечания и свои заметки, которые связаны с этим местом, искать оптимальные маршруты проезда, исходя из времени в пути и расстояния.

Последние тенденции этих совокупностей связаны с созданием результата присутствия пользователя: за счет применения панорамных фотографий и трехмерных моделей разных объектов достигается большая реалистичность картины разглядываемой территории.
Отечественные «Космоснимки» на данный момент занимаются организацией онлайн-сервисов в настоящем времени (близком к настоящему времени). К примеру, летом 2010 года создан публичный сервис «Космоснимки — Пожары» (fires.kosmosnimki.ru), где каждый день обновляется спутниковая, аналитическая и сопутствующая информация о пожарной обстановке в Российской Федерации. Тематические геопорталы являются следующим громадным шагом в развитии дистанционного зондирования Почвы.

Секреты космической столицы 26.04.2016


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: