В недавнем материале мы рассказали о дистанционном зондировании Земли (ДЗЗ): его истории, основных видах и сферах применения — от экологического мониторинга до построения цифровых моделей местности.
Сегодня погрузимся глубже в тему ДЗЗ и разберемся, как цифровые данные поступают на Землю, по каким критериям их классифицируют и где искать открытые каталоги данных ДЗЗ.
Классификация снимков ДЗЗ и их применение
Для эффективного применения данных дистанционного зондирования необходимо понимать, как они классифицируются. Существует несколько ключевых критериев, каждый из которых определяет, какие задачи можно решить с помощью тех или иных данных ДЗЗ.
Метод ДЗЗ
Один из способов классификации — по источнику съемки. Наиболее распространены данные ДЗЗ из космоса, полученные с орбитальных спутников. Они обеспечивают регулярный и масштабный мониторинг больших территорий. Такие снимки особенно ценны при наблюдении за природными процессами и глобальными изменениями климата.
Помимо спутников, данные могут поступать с беспилотных летательных аппаратов и самолетов. Эти аэрофотоснимки отличаются более высоким пространственным разрешением и позволяют детально изучать отдельные участки местности, но имеют меньший охват.
Тип сенсора
Сенсоры, установленные на спутниках, беспилотниках или самолетах, могут работать в различных диапазонах электромагнитного спектра и имеют разные области применения.
- Мультиспектральные сенсоры регистрируют излучение в нескольких широких спектральных диапазонах, чаще всего в видимом и инфракрасном. Используются для мониторинга растительности, расчета вегетационных индексов и оценки сельскохозяйственных культур.
- Гиперспектральные сенсоры охватывают значительное количество спектральных полос и обеспечивают более детальную информацию о поверхности Земли. Применяются для поиска и определения минералов и полезных ископаемых, определения состава почв и выявлении заболеваний растений.
- Тепловые датчики предоставляют информацию о распределении теплового излучения. Способны обнаруживать утечки энергии, объекты с аномальной температурой, пожары на ранних стадиях и проводить мониторинг тепловых систем.
- Радиолокационные системы излучают радиоволны и измеряют их отражение от различных объектов. Могут работать при любых погодных условиях и освещенности. Их используют для создания изображений земной поверхности, определения высоты объектов и выявления изменений в рельефе.
- Лидары используют лазерное излучение для удаленного замера объектов и поверхностей. На основе этих данных можно создавать высокоточные трехмерные модели объектов и территорий, которые используют в геодезии, геологии и градостроительстве.
Пространственное разрешение
Пространственное разрешение определяет, насколько детально можно рассмотреть объекты на снимках. В зависимости от этого показателя данные ДЗЗ делятся на четыре группы:
- Сверхвысокое разрешение (менее 1 метра) позволяет разглядеть даже мелкие объекты, такие как автомобили, элементы городской инфраструктуры или небольшие постройки.
- Высокое разрешение (от 1 до 5 метров) используется для мониторинга лесных массивов, водоемов и других крупных природных объектов.
- Среднее разрешение (от 5 до 30 метров) оптимально для аграрной отрасли, анализа землепользования и экологического мониторинга.
- Низкое разрешение (более 30 метров) подходит для глобального анализа — изучения климата, атмосферных явлений и крупных природных процессов.
Временное разрешение
Временное разрешение описывает частоту получения снимков территории. Она может варьироваться от нескольких минут до нескольких недель в зависимости от метода ДЗЗ и задач наблюдения. Этот показатель важен при мониторинге различных процессов, например изменения объема карьеров при разработке, изучении ледников и эрозии почв.
Радиометрическое разрешение
Радиометрическое разрешение определяет число уровней сигнала, которые может регистрировать сенсор. Чем выше радиометрическое разрешение, тем точнее система определяет небольшие различия в отражательной способности объектов, что критически важно для точной идентификации материалов и состояния поверхности.
Многоуровневая классификация позволяет подбирать оптимальные данные ДЗЗ для конкретных задач, учитывая требования к детализации, спектральным характеристикам, чувствительности сенсоров и частоте обновления информации.
Как принимают информацию на Земле
Передача, хранение и обработка данных — это не менее важный этап, чем сама съемка. После того как спутник, беспилотник или самолет собирают информацию, она передается на наземную станцию, где проходит несколько этапов обработки.
Сначала происходит передача необработанных данных со спутников на Землю по радиочастотным каналам. Благодаря высокой скорости данные поступают почти в реальном времени, что особенно важно при чрезвычайных ситуациях и мониторинге катастроф.
Затем наземные станции выполняют первичную обработку данных ДЗЗ. Обработанные снимки попадают в фонд данных, откуда они становятся доступными для конечных пользователей — исследователей, аналитиков, специалистов по ГИС.
Сейчас все чаще данные хранятся в открытых облачных платформах — они позволяют быстро запускать алгоритмы анализа данных ДЗЗ, обрабатывать большие массивы информации и делиться результатами с коллегами по всему миру.
Открытые каталоги данных ДЗЗ
Доступ к качественным данным становится проще благодаря каталогам ДЗЗ. Это онлайн-платформы, где можно найти и загрузить спутниковые и аэрофотоснимки разных типов.
Популярные порталы открытых данных ДЗЗ
- Google Earth — самая популярная платформа для просмотра геопространственных данных. Содержит обширные базы данных с картами, 3D-моделями, спутниковыми снимками и другими данными о Земле.
- USGS Earth Explorer — ведущий портал, который предоставляет доступ к открытым данным ДЗЗ со спутников USGS-NASA, к материалам Индийской организации космических исследований (ISRO) и Европейского космического агентства (ESA).
- Earthdata Search — онлайн-портал со спутниковыми данными, климатическими и экологическими наблюдениям, который используют специалисты в сфере мониторинга окружающей среды и изменений климата.
- GloVis — веб-приложение со спутниковыми снимками и другими данными о поверхности Земли. Его преимущества — интуитивно понятный интерфейс, легкость поиска и поддержка популярных датчиков, таких как Landsat, MODIS, Sentinel и др.
- Copernicus Open Access Hub — открытый источник данных со спутников Sentinel, который применяется в научных исследованиях, экологическом мониторинге, урбанистике и сельском хозяйстве.
- NOAA Data Access Viewer (DAV) — онлайн-портал, созданный Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США. Предоставляет доступ к океанографическим, атмосферным и климатическим данным.
Благодаря открытым источникам данных ДЗЗ любой специалист может получить доступ к архивным и актуальным спутниковым снимкам без необходимости закупать дорогостоящее оборудование или платить за коммерческие данные.
Современные данные ДЗЗ из космоса — это мощный аналитический инструмент, который при правильной обработке и интерпретации позволяет решать задачи любой сложности. Осваивая его, мы не просто наблюдаем за планетой, а учимся понимать происходящие процессы и принимать обоснованные решения.
#дзз #данныедзз #спутникидзз #дистанционноезондированиеземли #геоскан #каталогидзз #методдзз #geoscan #дистанционноезондированиеземлиизкосмоса #бас #кубсат #бвс #бпла #беспилотники
