CC BY
23Использование космических, средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды
Это уравнение используется в качестве граничного условия при исследовании термического режима атмосферы и почвы.
Если каждую из неизвестных функций записать в виде суммы, составленной из среднесуточного значения и отклонения от него, то оно разделится на два уравнения. Уравнение для отклонений от среднесуточных значений примет вид
Г П 7
z = Г= 0: - pk — - 1.р1с — -
— * Р * kм — = ^СОБ^ -ф),
дГ
где У = t) - У (. - отклонение удельной влажности от среднесуточной величины У (.); г, £ - высота и глубина, отсчитываемые от поверхности почвы.
Рассмотрим случай очень сухой почвы, когда испарение практически равно нулю, т. е. Ьрк(дУ / д) » 0. Тогда температура земной поверхности запишется как
Тп = .— —-i^^cos(юt -ф-Р).
V® (срр!к + с* Р*^км) 4
Далее, предполагая, что это уравнение можно рассматривать, как задачу о гармоническом осцилляторе, и оно зависит от суточной амплитуды радиационного баланса, уравнение примет вид:
т Ro__ , ,
Тп = 2 ^ ,—1-i^^cos(юt -ф—),
® V®(срк + с*Р*,]кМ) 4
где R0 - среднесуточное значение баланса земной поверхности; R1 - его суточная амплитуда; со = 2жШ -угловая скорость суточного вращения Земли; П - период колебаний (сутки); ф - начальная фаза.
Амплитуда суточного хода температуры земной поверхности растет с ростом амплитуды колебаний радиационного баланса и уменьшается при увеличении коэффициента турбулентности к и молекулярной температуропроводности почвы кМ, а также объемной теплоемкости почвы с*р*.
Увлажнение почвы существенно уменьшает амплитуду суточного хода температуры земной поверхности, а вместе с тем и амплитуду суточных колебаний температуры воздуха на всех высотах. Как видно из формулы, максимум температуры при z = 0 наступает на
3 часа позже радиационного баланса wt'-ср = 0; p
wt" -р— . Отсюда t" - tt = л/4ю = П/8 = 3 часа, где 4
t и t" - моменты времени, соответствующие наступлению максимумов R и Тп соответственно [2].
Применив данные выкладки в эксперименте, удалось установить, что из-за тепловой инерции появляется фазовый сдвиг максимума температуры фоновых образований (асфальта, луга, почвы) от максимума радиационного баланса, составляющий почти 3 часа. Днём температура исследуемых поверхностей значительно выше температуры воздуха, а ночью они практически равны.
Библиографические ссылки
1. Кондратьев К. Я. Радиационный баланс Земли. Л. : Гидрометеоиздат, 1988.
2. Матвеев Л. Т. основы обшей метеорологии. Физика атмосферы : учеб. пособие. Л. : Гидрометеоиздат, 1965.
A. G. Novoselov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
DAILY AND SEASONAL DYNAMICS OF TEMPARATURES OF BACKGROUND FORMATIONS SURFACE
The daily dynamics of temperatures of some background formations such as asphalt, meadow and soil is revealed. The influence of radiative balance upon the temperature of underlying surface is examined.
© Новоселов А. Г., 2010
УДК 621.396.91/96
М. Ю. Потанин, Г. В. Потапов Инженерно-технологический центр «СканЭкс», Россия, Москва
ГЕОСЕРВИСЫ НА ОСНОВЕ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ
Рассматриваются системы мониторинга на основе космических данных (снимков Земли, получаемых со спутников ДЗЗ). Более подробно рассказывается о геосервисах как современном подходе по организации доступа к данным систем мониторинга.
Организация систем мониторинга на основе космических данных - одна из основных услуг в отрасли ДЗЗ. Системы мониторинга могут базироваться на самых разных типах (форматах) данных, спутни-
ковых и наземных технологиях получения и обработки этих данных. Многообразие информационных технологий, которыми обладает отрасль ДЗЗ, позволяет осуществлять мониторинг различных хозяйст-
Решетневские чтения
венных и природных процессов и явлений. К кругу задач, решаемых с использованием космических данных, относится выявление нелегальных рубок леса, раннее обнаружение природных пожаров, детектирование загрязнений акваторий нефтесодержащи-ми продуктами, проводка судов с учетом ледовой обстановки в северных морях и др.
Система мониторинга - это информационный сервис. Как полученная с его помощью информация будет использоваться на практике, будет ли она полезна в управлении, в системе принятия решений пользователя, зависит от различных факторов, как технологических, так и организационных. Одним из подходов к реальному внедрению мониторинга является организация системы контроля на основе оперативных данных. Можно сказать, что возможность построения системы контроля на базе мониторинговых данных -индикатор успешности (эффективности) мониторингового сервиса в целом.
В системах мониторинга можно выделить различные моменты, компоненты, подсистемы. Комплексное обсуждение принципов и технологий мониторинга выходит за рамки данного доклада. Акцент в докладе, исходя из прикладной области, в которой работают авторы, будет сделан на сервисе доступа: каким образом информация, получаемая в ходе мониторинга, предоставляется пользователю. Мы видим тенденцию, что данные не просто передаются по Интернету как по каналу связи (например, выкладываются для скачивания по ftp), а предоставляются в виде геосервиса, когда пользователь получает значительную часть информации, не закрывая окна браузера, при этом дополнительные данные могут быть скопированы по ссылке. В рамках геосервиса могут быть доступны следующие функции: визуализация оперативных (свежих) данных, просмотр метаданных, выбор архивных данных, возможность наложения собствен-
ных данных и др. Контент геосервиса естественным образом разделяется на две части:
1) базовые статические данные:
- подложка: снимки, карта, гибрид и т. п.;
- тематические слои, специфические для геосервиса (например, объекты инфраструктуры определенного типа);
2) оперативные данные:
- снимки и результаты их обработки;
- дополнительная информация, введенная оператором в ручном режиме: справочная информация, комментарии, отчеты и т. д.
Основные преимущества, которые получает пользователь геосервиса:
- доступ к информации в удобном (интерактивном) виде;
- использование браузера вместо специального ПО;
- многопользовательский доступ к данным мониторинга;
- возможность стыковки (с помощью ссылок, фреймов, API и т. п.) с другими веб-ресурсами пользователя (сайтами, порталами, веб-приложениями и т. п.).
Для создания геосервисов используются различные популярные WebGIS-технологии: Google Maps API, OpenLayers, Mapserver, Geoserver и др. Стоит отметить, что различные WebGIS-решения за последние годы получили стремительное развитие и на технологическом уровне, и с точки зрения внедрения в практику. ИТЦ «СканЭкс», отталкиваясь от проекта Kosmosnimki.ru, начиная с 2007 г. разрабатывает собственный геосервис GeoMixer (URL: http://geomixer.ru). Наш опыт по созданию и поддержке геосервисов в докладе будет проиллюстрирован конкретными примерами. Это оперативный спутниковый мониторинг нефтяных загрязнений акваторий (http://ocean.kosmosnimki.ru); мониторинг паводковой обстановки (URL: http://flooding.kosmosnimki.ru); мониторинг пожаров (URL: http://fires.kosmosnimki.ru).
M. Yu. Potanin, G. V. Potapov Research and Development Center «SCANEX», Russia, Moscow
GEOSERVICES BASED ON SATELLITE DATA
The monitoring systems on the bases of space data (Earth images got from Earth remote sensing satellites) are considered in the report. It is told in details about geoservices as about modern approach in access organization to system monitoring data.
© Потанин М. Ю., Потапов Г. В., 2010
