CC BY
20
СПУТНИКОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ В ЗАДАЧЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
А.Н. Неижмак, преподаватель, к.т.н.
Военный авиационный инженерный университет (г. Воронеж)
Человечество всегда нуждалось в информации различных видов. Сведения об окружающей среде и многих других сферах во все времена имели свою цену. Чем сложнее и организованнее становилась деятельность людских сообществ и индивидов, тем значительнее повышалась стоимость необходимой на данный момент информации. Знания о процессах, происходящих вокруг, позволяли людям планировать свою деятельность на несколько этапов вперед, оценивать и повышать эффективность выполняемых работ, избегать неблагоприятных событий и т.д. Какое-то время человеческое общество удовлетворяла информированность на качественном уровне. Однако со временем появилась необходимость более точного и конкретного знания. Пришел этап развития способов количественной регистрации параметров окружающего мира.
Параллельно расширялась площадь планеты, занимаемая жизнедеятельностью человека. Людям стала требоваться информация об окружающей действительности не только в радиусе повседневной деятельности, но и на значительном удалении от места их непосредственного обитания. Снаряжение экспедиций, а в дальнейшем и развитие наблюдательных сетей позволило на некоторое время удовлетворить требования к количеству данных и их территориальному охвату. Однако жажда знаний требовала познания всей планеты, к чему и стремилась определенная категория людей - ученых. Здесь серьезным препятствием для получения данных стало то, что Земля состоит не только из территорий, на которые можно свободно добраться и произвести необходимые измерения, а еще из водных поверхностей и труднодоступных участков суши. Наличие таких недоступных районов мешало сбору информации и отодвигало на неопределенный срок решение амбициозной задачи по глобальному познанию окружающего мира.
Качественное изменение произошло с момента выхода человека в космос. Космические аппараты, находясь на околоземной орбите, позволяют получать массу сведений о земной поверхности.
Назначение, состав, задачи, технические возможности искусственных спутников Земли (ИСЗ), входящих в состав околоземной орбитальной группировки, отличаются широким спектром характеристик. Изначальным фактором, определяющим большинство остальных параметров космического аппарата, является его назначение. Не рассматривая узкоспециализированные и спутники оборонного ведомства, можно выделить такие классы, как телекоммуникационные, природно-ресурсные, научно-исследовательские и метеорологические [1]. В рамках рассматриваемого вопроса представляют интерес три последних класса ИСЗ, которые есть смысл рассмотреть более подробно.
Космические аппараты, находящиеся на орбите, получают информацию о параметрах природной среды дистанционным методом. Это становится воз-
можным благодаря способности всех тел излучать и отражать электромагнитные волны разной длины. Фиксируемые величины зависят от расположения, текстуры, свойств и состояния объекта, что дает возможность его дистанционного идентифицирования [1].
Для получения данных дистанционного зондирования используется не весь спектр длин электромагнитных волн, а его участок от оптического до радиодиапазона, как правило, от 0,3 мкм до 3 м. Результатом являются снимки в цифровой или аналоговой форме.
На свойства снимков влияют параметры орбит космических аппаратов (их высота, наклонение), тип съемочной системы (фотографическая, сканирующая, радиолокационная), спектральный диапазон регистрации излучения и некоторые другие характеристики [2].
Существуют такие понятия, как пространственное, спектральное, радиометрическое и временное разрешения съемки. Пространственное характеризует величину площади наблюдаемого объекта, фиксируемую элементом изображения, спектральное - количество и ширину зон электромагнитного спектра, в которых производится регистрация. Радиометрическая разрешающая способность характеризует чувствительность регистрирующих датчиков к различиям спектральной яркости объектов. Временное разрешение отражает возможную частоту съемки датчиком одной и той же территории [2].
Пространственное разрешение изменяется от нескольких метров до десятков километров. Наиболее высокое пространственное разрешение при прочих равных условиях имеют снимки, сделанные в видимом диапазоне спектра. Увеличение длины волны регистрируемого излучения ведет к ухудшению пространственного разрешения.
На природно-ресурсных ИСЗ, как правило, устанавливаются датчики, имеющие хорошее пространственное разрешение [1]. Снимки, полученные этими спутниками, используются многими ведомствами и службами. Они позволяют следить за детальными изменениями ландшафта, изменением районов застройки в городах и выполнять наблюдение за многими другими объектами, их динамикой, требующими высокого пространственного разрешения.
Метеорологические и особенно научно-исследовательские спутники оснащены регистраторами уходящего от Земли излучения в более широком диапазоне электромагнитных волн. В каналах видимого диапазона принимается информация об отражательной способности различных сред и объектов на поверхности планеты. Излучение в инфракрасной области спектра несет сведения о температурных контрастах излучающих тел. Микроволновый диапазон дает возможность построения вертикальных профилей температуры и влажности [3].
Помимо непосредственного измерения физических величин, благодаря космическим аппаратам производятся наблюдения за облачным, снежным, ледовым покровами, ведется мониторинг и прогнозирование ледовой обстановки на морских путях, районов опустынивания [4]. Диагностика разливов нефти и других загрязнений делает необходимым использование этого вида информации при решении экологических задач. Для сельского и лесного хозяйства большой интерес представляет расчет вегетационного индекса, выявление оча-
гов поражения культур вредителями. Спасателями востребованы данные мониторинга лесных пожаров, паводковой ситуации.
Приемом данных дистанционного зондирования, их тематической обработкой, поиском новых применений спутниковой информации занимаются многие учреждения как в нашей стране, так и за рубежом.
Таким образом, информация, регистрируемая ИСЗ, позволяет получать данные о распределении полей некоторых физических величин над всей территорией планеты, в том числе и в труднодоступных районах. Помимо непосредственного измерения спутниковыми датчиками многих физических величин глобального покрытия цифровая информация позволяет рассчитывать множество производных параметров природной среды и производить наблюдения за многочисленными объектами земной поверхности.
Данные дистанционного зондирования - колоссальный источник информации о природной среде. По масштабам покрытия, детальности, частоте наблюдений практически не имеющие конкурентов.
Развитие в настоящее время аппаратно-программных средств обработки и анализа спутниковой информации позволяет предположить, что получение данных глобального охвата об окружающей среде на основе дистанционного зондирования будет способствовать существенному уменьшению вероятности возникновения непредвиденных ЧС.
Список использованной литературы:
1. Герман М.А. Спутниковая метеорология. Основы космических методов исследования в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 367 с.
2. Лурье И.К. Теория и практика цифровой обработки изображений: учеб. пособие. М.: Научный мир, 2003. 166 с.
3. Вопросы обработки и интерпретации данных дистанционного зондирования Земли: труды НИЦ космической гидрометеорологии «Планета» / под ред. В. В. Асмуса. СПб.: Гидрометеоиздат, 2005. Вып. 1(46). 261 с.
4. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли. Основы и методы дистанционного исследования в геологии. М.: Мир, 1988. 349 с.
