Спутники высокого разрешения.

Данные дистанционного зондирования со спутника QUICKBIRD

Космический аппарат QuickBird был запущен 18 октября 2001 г. с авиабазы Ванденберг (США). Владельцем спутника является компания DigitalGlobe (США). Спутник был выведен на околоземную солнечно-синхронную орбиту высотой 450 км, обеспечивающую его прохождение над любым районом Земли каждые 1–5 дней (в зависимости от широты). Спутник QuickBird предназначен для получения цифровых изображений земной поверхности с пространственным разрешением 61 см в панхроматическом режиме и 2,44 м в мультиспектральном режиме при съемке в надир.

Основными преимуществами спутника QuickBird являются широкая полоса охвата (размер сцены – 16,5х16,5 км), высокая метрическая точность, возможность заказа полигонов сложной формы, в том числе, протяженных объектов шириной 5 км. Расчетный срок пребывания на орбите составляет около 7 лет.

Спутник QUICKBIRD

Снимок со спутника QUICKBIRD

Области применения данных дистанционного зондирования, полученных со спутника QuickBird

• Создание и обновление топографических и специальных карт и планов вплоть до масштаба 1:2 000.

• Инвентаризация и контроль строительства объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа.

• Выполнение лесоустроительных работ, инвентаризация и оценка состояния лесов.

• Инвентаризация сельскохозяйственных угодий, создание планов землепользования, точное земледелие.

• Обновление топографической подосновы для разработки проектов генеральных планов перспективного развития городов, схем территориального планирования муниципальных районов.

• Инвентаризация и мониторинг состояния транспортных, энергетических, информационных коммуникаций.

Широкий круг задач в области охраны окружающей среды.

Данные дистанционного зондирования со спутника IKONOS

Космический аппарат Ikonos был запущен 24 сентября 1999 г. с авиабазы Ванденберг (США). Владельцем спутника до начала 2006 года являлась компания Space Imaging (США). В феврале 2006 года компания OrbImage объявила о слиянии с компанией Space Imaging. Объединенная компания получила новое название GeoEye. Спутник был выведен на низкую солнечно-синхронную орбиту высотой 680 км, обеспечивающую его прохождение над любым районом Земли каждые 1-5 дней (в зависимости от широты). Спутник Ikonos предназначен для получения цифровых изображений земной поверхности с пространственным разрешением 1 м в панхроматическом режиме и 4 м в мультиспектральном режиме.

Основными преимуществами спутника Ikonos являются высокая маневренность и, как следствие, возможность съемки больших площадей за один проход (до 5 000 кв. км), а также возможность получения стереопар с одного витка. Расчетный срок пребывания на орбите составляет около 7 лет.

Спутник Ikonos

Области применения данных дистанционного зондирования, полученных со спутника Ikonos

• Создание и обновление топографических и специальных карт и планов вплоть до масштаба 1:5 000.

• Создание цифровых моделей рельефа с точностью 1-3 метра по высоте.

• Инвентаризация и контроль строительства объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа.

• Выполнение лесоустроительных работ, инвентаризация и оценка состояния лесов.

• Инвентаризация сельскохозяйственных угодий, создание планов землепользования, точное земледелие.

• Обновление топографической подосновы для разработки проектов генеральных планов перспективного развития городов, схем территориального планирования муниципальных районов.

• Инвентаризация и мониторинг состояния транспортных, энергетических, информационных коммуникаций.

• Широкий круг задач в области охраны окружающей среды.

Данные дистанционного зондирования со спутника WorldView-1

Космический аппарат WorldView-1 запущен 18 сентября 2007 г. с авиабазы Ванденберг (США). Владельцем спутника является компания DigitalGlobe (США). В проекте создания спутника участвуют такие компании как Ball Aerospace (платформа, интеграция), Eastman Kodak (оптическая камера), ITT (интеграция), BAE Systems (система обработки). Спутник WorldView-1 выведен на околоземную солнечно-синхронную орбиту высотой 496 км. WorldView-1 способен обеспечивать ежедневное покрытие площадью в 750 000 км², со средним периодом пролета над одной и той же территорией в 1,7 суток. WorldView-1 оснащен телескопом с апертурой 60 см для съемки только в панхроматическом режиме с пространственным разрешением до 0,5 м. Спутник может снимать по различным схемам: кадровая съемка, маршрутная съемка (вдоль береговых линий, дорог и других линейных объектов), площадная съемка (зоны размером 60Ч60 км), а также стереосъемка.

По сравнению с предшественником – КА QuickBird – на спутнике применяются новые технологические решения для обеспечения высокой производительности съемки, качества и точности координатной привязки изображений. Расчетный срок пребывания  на орбите составит не менее 7 лет.

Спутник WorldView 1

Области применения данных дистанционного зондирования, полученных со спутника WorldView-1

• Создание и обновление топографических и специальных карт и планов вплоть до масштаба 1:2 000.

• Создание цифровых моделей рельефа с точностью 1-3 метра по высоте.

• Инвентаризация и контроль строительства объектов инфраструктуры транспортировки и добычи нефти и газа.

• Выполнение лесоустроительных работ, инвентаризация и оценка состояния лесов.

• Инвентаризация сельскохозяйственных угодий, создание планов землепользования, точное земледелие.

• Обновление топографической подосновы для разработки проектов генеральных планов перспективного развития городов, схем территориального планирования муниципальных районов.

• Инвентаризация и мониторинг состояния транспортных, энергетических, информационных коммуникаций.

Данные дистанционного зондирования со спутника ENVISAT

1 марта 2002 года Европейским Космическим Агентством (ESA) в целях дальнейшего развития программы исследований земной поверхности, начатой спутниками ERS, был осуществлен запуск космического аппарата ENVISAT. Была избрана солнечно-синхронная орбита со средней высотой 790 км, наклонением 98.55° и 35-дневным циклом повтора, обеспечивающим глобальное покрытие в промежутке от 1 до 3 дней.

Спутник является многоцелевым, на нем установлено 9 разнообразных инструментов дистанционного зондирования, включая оптические сканеры, ультрафиолетовые и инфракрасные спектрометры, радарный альтиметр и т.д. Однако, учитывая сверхнизкое пространственное разрешение большинства перечисленных приборов, наибольший интерес для широкого круга пользователей представляет усовершенствованный радар бокового обзора с синтезированной апертурой (ASAR), выполняющий съемку земной поверхности в С-диапазоне длин волн (5,6 см), с изменяемой поляризацией излучения, в диапазоне съемочных углов от 15° до 45°. Расчетный срок пребывания спутника ENVISAT на орбите – 4 года, на сегодняшний день аппарат продолжает успешно работать.

Спутник ENVISAT

Области применения данных дистанционного зондирования, полученных со спутника ENVISAT

• Создание ЦМР и ЦММ с точностью 5-10м по высоте.

• Создание и обновление карт и планов, вплоть до масштаба 1:200 000.

• Наблюдение за стихийными бедствиями (наводнениями, подвижками ледников и т.д.) вне зависимости от погоды и времени суток.

• Изучение волновых процессов в океане, скорости и направления ветров.

• Контроль береговых зон, наблюдение за судами, выявление и отслеживание нефтяных загрязнений.

• Оценка сейсмической опасности, прогнозирование землетрясений, выявление сантиметровых подвижек земной поверхности с применением интерферометрических методов.

• Сельскохозяйственный, лесохозяйственный мониторинг – обновление карт, слежение за состоянием посевов, контроль использования земель, незаконных вырубок и т.д.

• Отслеживание ледовой и снеговой обстановки на суше и на море.

Станции приема данных дистанционного зондирования Земли.

Малые станции приема спутниковой информации производятся как у нас в стране, так и за рубежом. Из зарубежных станций необходимо упомянуть следующие:

Eagle Vision (Deployable Multisatellite Acquisition System - DMAS) - совместная разработка французской компании Matra Systemes & Information и американской компании DATRON Transco Inc. Эта станция может принимать данные со спутников RADARSAT, SPOT, дополнительно - со спутников Landsat, JERS, ADEOS, IRS, ERS;

Fast TRACS (Fast Transportable Acquisition System) - разработка канадской компании Macdonald Detwiller & Associates Ltd. Эта станция может принимать данные со спутников RADARSAT, ERS, JERS, IRS, Landsat, SPOT, MOS, ADEOS;

MEOS (Multi-mission Earth Observation System) - разработка норвежской компании Kongsberg Spacetec. Эта станция может принимать данные со спутников RADARSAT, ERS, NOAA, Meteosat, SPOT.

SENTRY system - разработка канадской компании IOSAT. Эта станция может принимать данные со спутников RADARSAT, ERS, SPOT, дополнительно - со спутника Landsat;

RAPIDS - разработка англо-нидерландской компании RAPIDS Consortium. Эта станция может принимать данные со спутников ERS, JERS, SPOT;

Vexcel Off-the-Shelf system - разработка американской компании Vexcel Corp. Эта станция может принимать данные со спутников RADARSAT, ERS, JERS, Landsat.

В России производством, поставкой и обслуживанием станций приема спутниковой информации занимается ИТЦ «СканЭкс». К ним от­носятся станции «Лиана», «СканЭкс», «ЕОСкан», «УниСкан».

Станция «Лиана» (рис.1) предназначена для приема изображений Земли, передаваемых с полярно-орбитальных спутников серии NOAA в формате APT (Automatic Picture Transmission) в диапазоне 137 МГц. Станция получает изображение окружающей ее территории 8 - 12 раз в сутки. Объем информации, получаемой за один сеанс связи, т.е. пока спутник проходит через зону видимости станции, может составлять 3-3,5 Мбайт.

Станция «Лиана» используется в региональных, областных и авиационных гидрометеорологических центрах, аэрофотосъемочных отрядах, образовательных и научно-исследовательских организациях.

Станция «СканЭкс» (рис. 2) предназначена для приема и записи информации, передаваемой с полярно-орбитальных спутников серии NOAA в формате HRPT (High Resolution Picture Transmission) в диапазоне 1,7 ГГц.

Станция получает изображение окружающей ее территории 8 - 12 раз в сутки. Объем информации, получаемой за один сеанс связи, т.е. пока спутник проходит через зону видимости станции, может составлять до 80 Мбайт.

Станция «ЕОСкан» (рис. 3) предназначена для приема информации с ИСЗ Terra (EOS AM-1) в режиме DB (Direct Broadcast - прямое вещание). ИСЗ Terra находится на полярной солнечно-синхронной орбите с периодом обращения около 100 мин. В режиме DB с темпом 13,125 Мбайт/с передается информация со сканирующего радиометра MODIS (Moderate Resolution Spectroradiometer), который выполняет непрерывную съемку поверхности Земли вдоль трассы полета в полосе обзора около 2000 км, в 36 спектральных зонах с пространственным разрешением от 250 до 1000 м.

Станции «УниСкан» (рис. 4) позволяют принимать информацию, передаваемую по радиоканалам нескольких различных форматов в диапазоне 8 ГГц. Состав форматов зависит от аппаратной и программной конфигурации данной конкретной станции, и эта конфигурация достаточно легко изменяема. Сейчас предлагаются компоненты для приема информации со спутников IRS-1C/1D, Terra (формат DB), «Метеор-ЗМ».

Информация, получаемая дистанционными методами, зависит от множества природных и технических условий.

К природным условиямотносятся:

• сезон съемки;

• освещенность снимаемой поверхности;

• состояние атмосферы и т.д.

К основным техническим условиямотносятся:

• тип платформы, несущей сенсор;

• метод управления процессом съемки;

• ориентация оптической оси съемочного аппарата;

• тип сенсора;

• метод получения изображения.

Кроме того, результат съемки, то есть получаемое изображение характеризуется:

• спектральными диапазонами, фиксируемыми системой, то есть число и градации этих диапазонов;

• геометрическими особенностями получаемого изображения, то есть вид проекции, распределение искажений;

• радиометрическим разрешением, то есть числом градаций яркости, фиксируемых системой;

• временным разрешением, то есть минимальным промежутком времени, через который возможно повторное проведение съемки.

Рис. 1 Приемная станция «Лиана»

Рис. 2 Приемная станция «СканЭкс»

Рис. 3 Приемная станция «ЕОСкан» Рис. 4 Приемная станция «УниСкан»