Представьте, что вы можете изучать нашу огромную планету, не выходя из офиса: отслеживать таяние ледников, предсказывать засухи и наводнения, контролировать вырубку лесов, следить за состоянием урожая в режиме реального времени. Сегодня это возможно благодаря дистанционному зондированию Земли (ДЗЗ).
ДЗЗ — метод получения информации о Земле с большого расстояния. Эта относительно новая, но перспективная область экономики расширяется и находит применение во многих отраслях — от градостроительства до предотвращения катастроф.
Технологии ДЗЗ становятся доступными и востребованными. В этой статье расскажем о том, когда они зародились, где применяются сегодня и какие профессии создают.
История дистанционного зондирования земли
Появление ДЗЗ
Понятие ДЗЗ появилось в середине XIX века после изобретения фотографии, а в 1858 году состоялась первая в мире аэрофотосъемка. Тогда французский фотограф Надар поднялся на воздушном шаре на высоту около 80 метров и сделал первые снимки парижских улиц.
Позже для картографирования стали использовать снимки с пилотируемых самолетов. Однако настоящее развитие ДЗЗ началось во второй половине XX столетия — со стартом космической эры. В 1960 году американский спутник TIROS-1 передал первые изображения облачного покрова Земли из космоса, а в 1972 году был запущен Landsat — первый и самый продолжительный проект по сбору информации о земной поверхности.
ДЗЗ сегодня
В XXI веке на смену первым низкокачественным изображениям пришли снимки с разрешением до нескольких сантиметров. На них можно рассмотреть даже мельчайшие детали земной поверхности.
- оптическое зондирование использует видимый и ИК-спектр для детальных изображений поверхности;
- термальное зондирование измеряет тепловое излучение для мониторинга температуры объектов;
- радиолокационное зондирование использует радиодиапазон электромагнитных волн для съемки в любых погодных условиях;
- гиперспектральное зондирование измеряет отраженное электромагнитное излучение на большой полосе спектра для различения типов поверхности и веществ.
Области применения ДЗЗ
ДЗЗ находит применение в различных сферах, обеспечивая данные для мониторинга, анализа и принятия решений. Рассмотрим несколько областей, где активно применяются эти технологии.
Мониторинг природных ресурсов
Спутники и беспилотники позволяют оценивать плодородие почв, находить полезные ископаемые, контролировать уровень воды в реках и озерах с меньшими затратами и высокой точностью.
Например, специалисты Геоскана проводили аэрофотосъемку и аэромагнитную разведку в Папуа – Новой Гвинее, чтобы помочь в поисках месторождений золота.
Экология и климат
Съемка с БПЛА помогает оценить загрязнения водоемов и распространения пожаров, а спутники фиксируют глобальные изменения, например температуру атмосферы и движение ледников. Эти данные помогают экологам разрабатывать стратегии по сохранению природных ресурсов и минимизации воздействия человека на окружающую среду.
Предсказание катастроф
Системы ДЗЗ отслеживают изменения рельефа и погодные условия для прогнозирования ураганов, засух, землетрясения и других природных катастроф. Анализ данных помогает оперативно оценивать масштабы бедствий, принимать решения по ликвидации последствий и организовать помощь пострадавшим регионам.
Картография и строительство
Точные снимки помогают проектировать города, создавать карты и 3D-модели для цифровых геопорталов, строить дороги и оценивать состояние зданий и инженерных сетей еще на этапе строительства.
Городская безопасность
С помощью данных ДЗЗ можно отслеживать изменения городской среды, выявлять незаконные свалки, контролировать состояние инфраструктуры и прогнозировать возможные аварийные ситуации. БПЛА помогают оперативно мониторить скопления людей во время массовых мероприятий, обнаруживать возгорания на ранних стадиях и оценивать последствия ЧС для быстрой реакции служб спасения.
Сельское хозяйство
Аграрии используют данные о состоянии почвы, уровне влажности и распространении вредителей, чтобы точнее планировать посевные работы, рационально расходовать удобрения и воду, повышать урожайность. Мониторинг пастбищ помогает в животноводстве — благодаря своевременному анализу можно переводить скот на новые участки, чтобы сохранить растительность.
Лесное хозяйство
БПЛА и спутники фиксируют незаконные вырубки и отслеживают динамику роста лесов. В сочетании с наземными наблюдениями ДЗЗ позволяет разрабатывать стратегии по восстановлению лесных массивов и их защите.
Виды ДЗЗ
Сенсоры для ДЗЗ устанавливаются на разные аппараты: спутники, БПЛА или пилотируемые самолеты.
Спутниковое наблюдение
Самые высокотехнологичные и современные системы ДЗЗ связаны с космосом. Благодаря съемке со спутников ученые получают данные сверхточного разрешения, необходимые для прогноза погоды, мониторинга изменений климата и спасения людей при стихийных бедствиях.
В последнее время активно развивается индустрия малых космических аппаратов (МКА) — миниатюрных и экономичных спутников массой до 500 кг. В эту категорию входят, в том числе, кубсаты — аппараты стандартной формы и размера до 48 кг. По сравнению с космическими аппаратами тяжелых классов, МКА обладают рядом преимуществ:
- сокращенные сроки создания (1–2 года против 5 лет для тяжелых классов);
- снижение затрат на разработку и выведение в космос;
- возможность утилизации за счет полного сгорания в атмосфере, без необходимости использования топлива для сведения с орбиты, как у больших КА.
Как и большие спутники, малые космические аппараты могут выполнять задачи дистанционного зондирования Земли. Например, на микроспутник «Лобачевский» установлена камера высокого разрешения. Благодаря ей аппарат, созданный на платформе «Геоскан 16U», может делать снимки в видимом или ближнем инфракрасном диапазонах с разрешением до 3 м/пикс.
В нашем телеграм-канале мы рассказываем больше о тенденциях в области ДЗЗ из космоса и об МКА, которые сейчас находятся на орбите и готовятся выполнять научную программу.
Беспилотные аппараты
БПЛА — самый гибкий инструмент для дистанционного зондирования. Они предлагают большую мобильность и оперативность по сравнению со спутниковыми системами и сохраняют высокое качество данных при меньших затратах.
БПЛА самолетного типа, такие как Геоскан 201 и Геоскан 701, могут обследовать крупные и протяженные объекты. Эти дроны подходят для мониторинга сельскохозяйственных земель, лесных массивов и инфраструктурных объектов.
БПЛА коптерного типа, такие как Геоскан 401, Геоскан Gemini и Геоскан 801, отличаются маневренностью и способностью работать в ограниченных пространствах. Они проводят съемки даже в сложных условиях городской застройки или на малых участках, где нужно детализированное наблюдение.
Пилотируемая авиация
Пилотируемые самолеты могут использоваться для проектов по ДЗЗ на больших территориях, где не требуется сверхвысокое разрешение. Они позволяют собирать данные о крупных участках земли, обеспечивая приемлемое качество изображений при меньших затратах времени на съемку.
По сравнению с БПЛА пилотируемые аппараты менее мобильны и экономичны — они требуют значительных затрат на топливо, техническое обслуживание, оплату экипажа и длительной подготовки. В то же время, они могут летать в зонах, где есть запрет на полет беспилотников. Например, в проекте Геоскана по аэрофотосъемке Московской области пилотируемые самолеты использовали в приграничных территориях Москвы и в диспетчерских зонах международных аэропортов.
Карьера в области ДЗЗ
Технологии дистанционного зондирования стремительно развиваются и квалифицированные кадры многих профилей становятся востребованными на рынке труда. Сегодня карьеру в ДЗЗ можно построить в разных направлениях — от работы с БПЛА до анализа и интерпретации данных:
- Оператор БПЛА и оператор спутника: управление беспилотниками и космическими аппаратами, сбор данных.
- Инженер спутниковых систем: разработка оборудования и алгоритмов для съемки.
- Аналитик: интерпретация информации для принятия решений в различных отраслях.
- Геоинформационный специалист: работа с ГИС-системами и анализ пространственных данных.
- Картограф: проектирование и создание карт.
- Разработчик ПО: создание программного обеспечения для обработки данных ДЗЗ.
Дистанционное зондирование Земли — это современный инструмент для изучения нашей планеты. Благодаря спутникам, БПЛА и пилотируемой авиации мы можем эффективнее контролировать климат, следить за городской безопасностью, оптимизировать строительство и решать множество других задач.
Эти технологии продолжают развиваться: открывают новые возможности для науки и бизнеса и создают новые рабочие места для заинтересованных специалистов, которые хотят помогать человечеству лучше понимать и беречь Землю.
#дзз #данныедзз #спутникидзз #дистанционноезондированиеземли #геоскан #geoscan #дистанционноезондированиеземлиизкосмоса #бас #кубсат #бвс #бпла #беспилотники