Немецкий центр авиации и космонавтики (DLR) выпустил подробную трёхмерную карту Земли. Карта составлена из изображений, полученных при помощи спутниковой радарной съёмки и показывает перепады высот по всей территории суши – более 148 миллионов квадратных километров. DLR выложил карту в открытый доступ: любой учёный может её загрузить и использовать для своих исследований. Карта должна найти обширное применение: от прогнозирования потопов до планирования крупных инфраструктурных проектов.
Спутники называются TerraSAR-X и TanDEM-X. Они оснащены радаром, который посылает микроволновой импульс к поверхности планеты. Время, за которое импульс отражается и возвращается обратно на спутник, рассчитывается компьютером. Чем меньше времени требуется сигналу, чтобы вернуться на спутник, тем выше поверхность над уровнем моря. Оба спутника "летают" практически рядом, иногда сближаясь на расстояние до 200 метров (на высоте около 500 км).
Такое взаимное расположение спутников сложно контролировать, однако оно оправдано, поскольку аппараты взаимодействуют в режиме интерферометрии, когда один из них работает как передатчик и приёмник, а другой – как второй приёмник, благодаря чему получаются «стереоизображения» поверхности.
Точность недавно выпущенной цифровой карты высот составляет 90 метров, то есть вся поверхность суши поделена на квадраты со стороной 90 метров. Абсолютная точность внутри этих квадратов по вертикали составляет 1 метр, что делает DEM мощным инструментом для картографирования выступов и впадин на земной поверхности.
Существуют DEM с большим разрешением, однако новый продукт немцев превосходит другие проекты глобальных карт, доступных общественности. Также плюсом его является то, что на карте отсутствуют «белые пятна».
DLR предлагает и другие версии карты – с квадратами со стороной 30 и 12 метров – однако их использование возможно только на коммерческих началах. А тем временем TerraSAR-X и TanDEM-X продолжают нести картографическую службу на орбите.
Статичная карта DEM - неплохой результат, однако поверхность Земли постоянно меняется, что должно быть отражено в новых версиях карты.
Оба спутника постепенно стареют. TerraSAR-X был запущен ещё в 2007 году, а TanDEM-X – в 2010. DLR надеется продлить срок эксплуатации спутников ещё на несколько лет, но уже планирует им замену.
Отличие спутников, которые придут на смену нынешним, будет состоять в том, что их бортовые радары будут работать не в сантиметровом диапазоне частот, а в L-диапазоне (дециметровом диапазоне) с большей длиной волны, что позволит расширить применение радара. «X-диапазон, например, позволяет получить изображение лишь верхушек деревьев лесных массивов, - объясняет доктор Манфред Цинк (Manfred Zink) из института микроволновых и радарных технологий (Microwaves and Radar Institute), входящего в состав DLR. - Эта частота не позволяет проникнуть под листья. Радар на дециметровых частотах позволяет "добраться" до поверхности под пологом леса. Мы бы хотели видеть всю вертикальную структуру леса, что необходимо для точной оценки объёма биомассы.
Для точной оценки изменений климата необходимо знать, какое количество углерода содержится в лесах по всему миру. Выяснить это также поможет новый радар. Ещё одним применением L-диапазона станет исследование деформации земной поверхности во время землетрясений. Сегодня наука уже использует спутниковые радары на других частотах, однако данные наблюдений районов с густой растительностью с трудом поддаются интерпретации.
Новый спутник TanDEM-L призван решить некоторые из этих проблем.
Оригинал статьи
Перевод: Dmitry Blackfield