CC BY
72
УДК 528.852 М.А. Болсуновский ООО «Совзонд», Москва
НОВЕЙШИЕ СПУТНИКИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ 2007 -ОПТИЧЕСКИЕ И РАДАРНЫЕ - ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ
В последние три года на околоземных орбитах появилось несколько новых спутников дистанционного зондирования земной поверхности. Спутники и установленные на них сенсоры серьезно отличаются друг от друга своими технологическими особенностями, функциональными возможностями, целевой направленностью.
Таблица 1. Спутники ДЗЗ, запущенные с 2004 по 2007 г. и установленные на
них сенсоры
Спутник Страна Год Основное назначение Сенсоры Разреше ние (м) Полоса съемки (км)
Formosat-2 Тайвань 2004 Ресурсно- картографическ ий Панхроматический Многозональный (Г,З,К,БИК) 2 8 24
P5 Индия 2005 Картографическ ий Панхроматический, две камеры 2,5 30
Монитор-Э* Россия 2005 Ресурсно- картографическ ий Панхроматический Многозональный (З,К,БИК) 8 20 96 160
EROS-B Израиль 2006 Картографическ ий Панхроматический 0,7 7
Kompsat-2 Южная Корея 2006 Картографо- ресурсный Панхроматический Многозональный (Г,З,К,БИК) 1 4 15
Ресурс-ДК Россия 2006 Картографо- ресурсный Панхроматический Многозональный (З,К,БИК) 1 3 28
ALOS Япония 2006 Ресурсно- картографическ ий, многоцелевой Панхроматический Многозональный (Г,З,К,БИК) Многополяризацион ный радар 2,5 10 10-100 35 70 70
* - экспериментальный.
На всех аппаратах, запущенных за это время и находящихся на сегодня в коммерческом доступе, установлены оптические сканирующие системы, и лишь один из них (ALOS) - дополнительно располагает радаром с синтезированной апертурой.
Все спутники оснащены панхроматическими сканирующими системами, в то время как многозональными сканерами располагают 5 спутников. Среднее пространственное разрешение панхроматических сенсоров на новых аппаратах балансирует в районе 1-3 метров, многозональных около 4-10 метров (не учитывая экспериментального спутника Монитор-Э). В сравнении с периодом конца XX - начала XXI века очевидны две тенденции - полное
превалирование оптических сканирующих систем над всеми другими видами ДЗЗ из космоса и резкое повышение разрешающей способности сенсоров. На фоне этих двух тенденций сохраняется зависимость дистанционного зондирования от атмосферных условий (в связи с оптическим диапазоном съемки) и наблюдается заметное сужение ширины полосы съемки (за счет высокого разрешения).
Снимки высокого разрешения, получаемые со многих из вышеперечисленных спутников могут активно использоваться для решения задач, связанных с различными видами мониторинга природных ресурсов и антропогенных объектов. Например, в случае контроля и мониторинга лесных ресурсов они дают возможность наблюдать и измерять даже самые незначительные по площади нарушения в лесном фонде - незаконные вырубки, вплоть до уничтожения единичных деревьев, несанкционированные постройки, стихийные свалки, центры рекреационного воздействия. Также эффективно выявление на ранней стадии очагов распространения заболеваний и вредителей, точечных загрязнений от транспортных и трубопроводных коммуникаций.
Из спутников, запущенных в последние три года в наибольшей степени удовлетворяют решению этих и многих других задач, на наш взгляд, Ресурс-ДК, Formosat-2 и Kompsat-2, что связано с присутствием на них многозональных сенсоров, очень важных для космического мониторинга. Таким же важным параметром, по которому мы выделяем первые два из этих трех спутников, является ширина снимаемой полосы - 28 и 24 км. соответственно, что существенно при решении мониторинговых задач. Наконец следует отметить большую съемочную продуктивность Ресурс-ДК и высочайшие возможности Formosat-2 в плане повторяемости съемки (до 1 суток при подходящих метеоусловиях), что очень важно для мониторинга. Выбирая снимки высокого разрешения для задач наблюдения и контроля за природными и антропогенными объектами, конечно, не следует забывать и о таких уже проверенных и очень эффективных системах как QuickBird и IKONOS.
Большим шагом в сторону еще более широкого применения космических снимков высокого разрешения в нефтегазовом комплексе должен стать запуск аппаратов нового поколения: WorldView-1 (компания DigitalGlobe) и GeoEye1 (компания GeoEye), планируемый на вторую половину 2007 года. Спутники будут обладать еще более высоким пространственным (около 50 см), радиометрическим (11 бит на пиксел) разрешением, широкой полосой съемки (около 16 км), высочайшей производительностью, что позволит сократить время повторной съемки до 1-2 дней.
В то же время, для большинства организаций, осуществляющих различного рода мониторинг, сохраняет актуальность вопрос получения качественных, современных данных дистанционного зондирования Земли на обширные территории, пусть даже с несколько более низким пространственным разрешением.
В этом плане, наряду с использованием традиционно популярных и качественных снимков SPOT и ASTER, брешь в данных среднего разрешения, образовавшаяся после обнаружения неполадок сенсора ETM+ на аппарате Landsat 7 может быть закрыта снимками с запущенного 24 января 2006 г. спутника ALOS (Япония). Этому способствует:
1. Комплексность бортового оборудования - панхроматический и многозональный сканер, радар с синтезированной апертурой, обеспечивающая возможность совмещения разнотипных снимков.
2. Достаточно высокое пространственное разрешение каждого из сенсоров, составляющее соответственно 2,5; 10 и 6,5-100 метров.
3. Очень широкая для снимков такого разрешения полоса съемки - 70 км. Размер сцены многозонального сканера и радара - 70 Х 70 км, каждый панхроматический снимок триплета 35 Х 35 км (возможна одиночная съемка с размером сцены 35 Х 70 км).
4. Отличные геометрические свойства снимков, позволяющие работать на масштабах вплоть до 1:10000 - 1:25000.
5. Высокие радиометрические характеристики, при стандартном 8битном квантовании обеспечивающие хорошие результаты автоматического и визуального дешифрирования лесов и связанных с ними объектов.
6. Относительно низкая цена, составляющая 890 долларов за любую и
сцен.
7. Четко выверенный и соблюдающийся Японским космическим агентством съемочный план, который позволил уже к ноябрю 2006 года (полгода активной съемки) покрыть съемкой только оптическими сканерами PRIZM (панхроматический) и AVNIR (многозональный) свыше 51 процента территории России.
8. Наличие радара с синтезированной апертурой. Наивысшее пространственное разрешение среди радарных данных (до 6,5 метра) и наличие многополяризационного режима делает его лучшим из всех радарных космических сенсоров на сегодняшний день. Данные всепогодной радарной съемки могут быть совмещены с оптическими снимками для выявления тонких процессов в лесных фитоценозах.
Еще одна перспективная тенденция, которая может реализоваться уже весной 2007 года - появление на орбите спутников, оборудованных радиолокаторами бокового обзора нового поколения. Так, немецкий спутник TerraSAR будет нести радарную аппаратуру, позволяющую осуществлять всепогодную съемку земной поверхности с пространственным разрешением до 1 метра, что дает возможность решать задачи, перечисленные выше для оптических спутников без ограничений по погоде и времени суток. Кроме того возможности интерферометрической обработки радиолокационных данных позволят строить высокоточные цифровые модели рельефа и выявлять миллиметровые подвижки на земной поверхности, что очень актуально для планирования и мониторинга объектов транспортной, строительной, нефтегазовой инфраструктуры.
©М.А. Болсуновский, 2007
