Космические съемочные системы высокого разрешения

Термин «дистанционное зондирование» впервые в 1960 году ввел Пруитт из Управления морских исследований США.

За прошедшее десятилетие возрождение и усиление интереса к практическому применению данных наблюдения за Землей с космических и аэроплатформ совпало и поддерживалось изменениями, касающимися самих данных, способов их применения и производителей. Существенно увеличился объем пространственных и спектральных данных, поставляемых Индией, США и Францией. Также расширился круг областей применения данных в связи с распространением и усовершенствованием дополнительных технологий использования пространственных данных, таких как ГИС и GPS, которые можно использовать вместе с данными дистанционного зондирования.

ОПТИЧЕСКАЯ СЪЕМКА ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ

При оптической съемке изображения земной поверхности формируются в видимом, ближнем ИК и коротковолновом ИК диапазонах длин волн путем измерения солнечной энергии, отражаемой наземными объектами. Разные материалы по-разному отражают и поглощают солнечную энергию в разных волновых спектрах. Т. е. на космических снимках объекты можно распознавать по их спектральным сигнатурам. В зависимости от спектрального разрешения оптические системы дистанционного зондирования делятся на панхроматические, мультиспектральные и гиперспектральные.

NASA - LANDSAT

Более тридцати лет спутники Landsat ведут съемку земной поверхности. Первый спутник Landsat Национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) запустило в 1972 году, а самый последний, Landsat 7, в 1999 году. С помощью аппаратуры, установленной на борту спутников, были получены миллионы изображений Земли. Данные снимков используются в самых разнообразных исследованиях. Бортовые сенсоры спутников Landsat:

Мультиспектральный сканер MSS (Multispectral scanner)

Сенсор размещался на борту спутников Landsat 1–5 и вел съемку поверхности Земли непрерывно с июля 1972 года по октябрь 1992 года, при этом периодичность съемки у спутников Landsat 1–3 составляла 18 дней, а у спутников Landsat 4 и дней. Landsat MSS вел съемку в четырех спектральных каналах, которые по-разному обозначались на спутниках Landsat 1-3 и Landsat 4-5. Разрешение на всех каналах составляло 79м, примерный размер сцены – 170км(север-юг) х 185км (восток-запад) (106 х 115миль).

Тематический картограф TM (Thematic Mapper)

Сенсор установлен на борту спутников Landsat 4 и 5 и ведет съемку Земли с июля 1982 года по сегодняшний день с периодичностью 16 дней. Landsat TM снимает в семи спектральных каналах с пространственным разрешением 30м для каналов 1-5 и 7. Пространственное разрешение канала 6 (тепловой инфракрасный) – 120м, но изображения с этого канала переопределяются до разрешения 30м. Приблизительный размер сцены 170км(север-юг) x 183км (восток-запад) (106 x 114миль).

Усовершенствованный тематический картограф ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus)

Ведет съемку в восьми спектральных каналах с пространственным разрешением 30м для каналов 1-5 и 7. Разрешение канала 6 (тепловой инфракрасный) 60м, а разрешение канала 8 (панхроматический) – 15м. Примерный размер сцены 170км (север-юг) x 183км (восток-запад) (106 x 114миль).

ИНДИЙСКИЕ СПУТНИКИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

Запуск в марте 1988 года первого индийского гражданского спутника дистанционного зондирования IRS-1A ознаменовал успешный старт Индийской космической программы.

IRS 1C & 1D

Последними из серии IRS в 1995 и 1996г. г. были запущены спутники IRS 1C и 1D. Полезная нагрузка спутников включает три сенсора: панхроматическую камеру (PAN), камеру LISS-III (Linear Imaging and Self-Scanning Sensor) и широкоугольный сенсор WiFS (Wide Field Sensor). Камера PAN ведет съемку с разрешением 5.8м, сенсор LISS-III формирует мультиспектральные изображения в четырех каналах.

Пространственное разрешение в видимом (два канала) и в ближнем ИК (один канал) спектре составляет 23.5м. Камера WiFS формирует изображения в двух спектральных каналах с пространственным разрешением 188м в полосе шириной 810км. С использованием данных IRS 1C и 1D создаются карты масштабов 1:– 1:25 000.

IRS RESOURCESAT

RESOURCESAT-1 (IRS-P6) задумывался как преемник IRS 1C / 1D. Его полезная нагрузка и платформа были усовершенствованы в связи с возросшими требованиями пользователей. Разрешение в мультиспектральном режиме 55, 23 и 5м, в панхроматическом – 5м. С использованием данных Resourcesat создаются карты масштабов 1:– 1:25 000.

IRS Cartosat-1 & Cartosat-2

Cartosat-1 – первый спутник серии IRS, ведущий стерео съемку in-track. Для спутника характерны глобальная зона обзора, периодичность съемки 5 дней, разрешение в надир 2.5м и ширина полосы охвата 27км.

С использованием данных Cartosat-1 создаются топографические карты масштаба 1:10 000.

Cartosat-2 оснащен панхроматической камерой PAN для получения снимков с пространственным разрешением лучше 1м в полосе шириной 9.6км. Максимальный угол отклонения от надира при съемке в параллельном и поперечном направлении - 45 градусов.

DIGITAL GLOBE – QUICK BIRD

Спутник QuickBird с расчетным сроком эксплуатации 7 лет, был выведен на солнечно-синхронную орбиту высотой 450км и наклонением 98 градусов 18 октября 2001 года. QuickBird - первый спутник в созвездии космических аппаратов, разработанных компанией Digital Globe, который поставляет коммерческие снимки Земли высокого разрешения.

Панхроматические и мультиспектральные снимки QuickBird имеют широкое применение. Разрешение снимков - 0.6м. Данные QuickBird используются при создании карт, вплоть до масштаба 1:3000.

GEOEYE – IKONOS

IKONOS – спутник компании GeoEye, ведущий съемку высокого разрешения. Разрешение в надир в мультиспектральном режиме, включая ближний ИК-канал – 4м, в панхроматическом режиме - 0.82м. Данные IKONOS высокого разрешения широко используются в таких областях, как национальная безопасность, мониторинг прибрежных зон и трехмерный анализ рельефа.

SPOT

SPOT – оптический спутник наблюдения за Землей, ведущий съемку в высоком разрешении. Запуск спутника SPOT 1 состоялся в 1986 году: разрешение в панхроматическом режиме 10м, в мультиспектральном - 20м. SPOT 2 был запущен в 1990 году и эксплуатируется до сих пор. SPOT 3 был запущен в 1993 году и прекратил функционировать в 1997 году. SPOT 4 был выведен на орбиту в 1998 году, SPOT 5 – в 2002 году, разрешение снимков SPOT м, 5м и 10м. Снимки SPOT широко используются при создании карт масштабов 1:50 000 – 1:10 000.

CSA - RADARSAT

Спутник оснащен радаром с синтезированной апертурой (SAR), ведущим съемку земной поверхности в условиях облачности, тумана, задымленности, темноты, в любое время и при любой погоде.

Он обладает значительными преимуществами для ведения съемки в условиях, при которых наблюдение с самолета или оптических спутников невозможно. Выполняя съемку только в С-диапазоне, RADARSAT SAR обладает уникальной возможностью формировать и управлять радиолокационным лучом в диапазоне 500км. Ширину полосы охвата можно менять с 35км до 500км, а разрешение – с 10м до 100м. Диапазон съемочных углов от <20° до >50°. Периодичность съемки составляет 24 дня. Радар спутника RADARSAT-2 формирует изображения с горизонтальной (HH), вертикальной (VV) и поперечной (кросс) поляризацией (HV&VH), с разрешением от 100м до 3м.

Мохамед Элиас, технический директор, компания Global Scan Technologies, Дубай.

*****@***ae