Что такое дистанционное зондирование

ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ

Полезное

Смотреть что такое «ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ» в других словарях:

дистанционное зондирование — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN remote sensing 1) The scientific detection, recognition, inventory and analysis of land and water area by the use of distant sensors or recording devices such as photography,… … Справочник технического переводчика

дистанционное зондирование — Процесс получения информации о поверхности Земли и других небесных тел и расположенных на них объектах неконтактными методами – с искусственных спутников, самолетов, зондов и пр … Словарь по географии

дистанционное зондирование — nuotolinis matavimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matavimas per nuotolį nuotolinio ryšio priemonėmis. atitikmenys: angl. distance measurement; remote measurement; remote sensing; telemetry vok. Fernerkundung, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

дистанционное зондирование — nuotolinis tyrimas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Tyrimas (pvz., vandens telkinių, kraštovaizdžio), kai tyrimo prietaisas (įrenginys) nesiliečia su tiriamuoju objektu (pvz., geologinių objektų tyrimas iš oro, kosmoso ir pan … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

дистанционное зондирование — неконтактная съёмка Земли (или других небесных тел) с наземных, летательных воздушных, космических аппаратов, а также с надводных и подводных судов. Объектами зондирования являются поверхность суши и океана, геологические структуры, почвенно… … Географическая энциклопедия

Дистанционное зондирование Земли — процесс получения информации о поверхности Земли путем наблюдения и измерения из космоса собственного и отраженного излучения элементов суши, океана и атмосферы в различных диапазонах электромагнитных волн в целях определения местонахождения,… … Официальная терминология

Дистанционное зондирование Земли — Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Исправить статью согласно стилистическим правилам Википедии … Википедия

Зондирование дистанционное — Дистанционное зондирование (ДЗ) процесс получения с помощью аэрокосмических зондирующих технических средств, работающих в различных диапазонах электромагнитного спектра, разнообразной информации об объектах, явлениях и процессах, происходящих на… … Официальная терминология

ДИСТАНЦИОННОЕ СЛЕЖЕНИЕ — (дистанционное зондирование), всякий способ получения и записи информации с расстояния. Наиболее распространенным датчиком является ФОТОКАМЕРА; такие камеры используются в летательных аппаратах, спутниках и космических зондах для сбора информации … Научно-технический энциклопедический словарь

дистанционное измерение — nuotolinis matavimas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Matavimas per nuotolį nuotolinio ryšio priemonėmis. atitikmenys: angl. distance measurement; remote measurement; remote sensing; telemetry vok. Fernerkundung, f;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Источник

Что такое дистанционное зондирование

Дистанционное зондирование Земли

Технологии дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса — незаменимый инструмент изучения и постоянного мониторинга нашей планеты, помогающий эффективно использовать и управлять ее ресурсами. Современные технологии ДЗЗ находят применение практически во всех сферах нашей жизни.

Сегодня разработанные предприятиями Роскосмоса технологии и методики использования данных ДЗЗ позволяют предложить уникальные решения для обеспечения безопасности, повышения эффективности разведки и добычи природных ресурсов, внедрения новейших практик в сельское хозяйство, предупреждения чрезвычайных ситуаций и устранении их последствий, охраны окружающей среды и контроля над изменением климата.

В настоящее время российская орбитальная группировка дистанционного зондирования Земли состоит из космических аппаратов серий «Ресурс-П», «Канопус-В», «Метеор-М», «Электро-Л» и «Арктика-М».

Изображения, передаваемые спутниками дистанционного зондирования Земли, находят применение во многих отраслях — сельском хозяйстве, геологических и гидрологических исследованиях, лесоводстве, охране окружающей среды, планировке территорий, образовательных, разведывательных и военных целях. Космические системы ДЗЗ позволяют за короткое время получить необходимые данные с больших площадей (в том числе труднодоступных и опасных участков).

В 2013 году Роскосмос присоединился к деятельности Международной Хартии по космосу и крупным катастрофам. Для обеспечения его участия в деятельности Международной Хартии был создан специализированный Центр Роскосмоса по взаимодействию с Хартией и МЧС России.

Головной организацией Госкорпорации «Роскосмос» по организации приема, обработки и распространения информации дистанционного зондирования Земли является Научный центр оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) холдинга «Российские космические системы» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). НЦ ОМЗ выполняет функции наземного комплекса планирования, приема, обработки и распространения космической информации с российских космических аппаратов ДЗЗ.

Федеральным, региональным и местным органам исполнительной власти для обеспечения государственных нужд материалы космической съёмки первого уровня стандартной обработки (космические изображения, прошедшие радиометрическую и геометрическую коррекцию) предоставляются на безвозмездной основе. В случае необходимости получения указанными органами материалов космической съемки высших уровней стандартной обработки, за услуги по их изготовлению взимается плата в соответствии с утверждённым прейскурантом цен.

Источник

Дистанционное зондирование

Преимущества дистанционного зондирования

Дистанционным зондированием называют получение информации об объектах без вхождения с ними в физический контакт. Однако это определение является слишком широким.

Поэтому введем некоторые ограничения, позволяющие конкретизировать особенности понятия «дистанционное зондирование», и в частности, важного для обеспечения безопасности авиации понятия дистанционного зондирования атмосферы. Во-первых, предполагают, что информацию получают с помощью технических средств.

Во-вторых, речь идет об объектах, находящихся на значительных расстояниях от технических средств, что принципиально отличает ДЗ от других научно-технических направлений, таких как неразрушающий контроль материалов и изделий, медицинская диагностика и т. п. Добавим, что ДЗ использует косвенные методы измерения.

Дистанционное зондирование включает исследования атмосферы и земной поверхности, в последнее время развились и подповерхностные методы ДЗ. Применение методов и средств дистанционного неконтактного получения информации о состоянии и параметрах тропосферы способствует безопасности авиации.

Дистанционное зондирование стоит довольно дорого, особенно космическое. Несмотря на это, сравнительный анализ затрат и получаемых результатов доказывает высокую экономическую эффективность зондирования. Кроме того, использование данных зондирования, в частности, метеорологических спутников, наземных и бортовых радиолокационных средств, сохранило тысячи человеческих жизней за счет предупреждения стихийных бедствий и избежания опасных метеорологических явлений. Поэтому научно-исследовательская. экспериментальная, конструкторская и оперативная деятельность в области ДЗ, которая интенсивно развивается в ведущих странах мира, является полностью оправданной.

Объекты и применение дистанционного зондирования

Основными объектами ДЗ являются:

погода и климат (осадки, облака, ветер, турбулентность, излучения);

элементы окружающей среды (аэрозоли, газы, электричество атмосферы, перенос, т. е. перераспределение в атмосфере той или иной субстанции);

океаны и моря (морское волнение, течения, количество воды, лед);

земная поверхность (растительность, геологические исследования, изучения ресурсов, высото-метрия).

Информация, получаемая средствами ДЗ, необходима для многих отраслей науки, техники и экономики. Количество потенциальных потребителей этой информации постоянно растет.

С целью обеспечения безопасности полетов ДЗ используется:

метеорологией, климатологией и физикой атмосферы (оперативные данные для прогноза погоды, определения профиля температуры, давления и содержания водяного пара в атмосфере, измерения скорости ветра и т. п.);

спутниковой навигацией, связью, в радиолокационных наблюдениях и радионавигации (эти области требуют данных об условиях распространения радиоволн, которые оперативно получаются средствами ДЗ);

авиацией, например, прогноз метеоусловий в аэропортах и на авиатрассах, оперативное обнаружение опасных метеорологических явлений, таких как град, гроза, турбулентность, сдвиг ветра, микровзрыв и обледенение.

Кроме того, важными являются такие области, в которых летательные аппараты используются в качестве носителей средств ДЗ:

гидрология, включая оценку и управление водными ресурсами, прогнозирование таяния снегов, предупреждения о паводках;

аграрные области (прогноз и управление погодой, контроль типа, распространения и состояния растительного покрова, построение карт типов грунтов, определение влажности, предупреждение градобитий, прогноз урожая);

экология (контроль загрязнения атмосферы и земной поверхности);

океанография (например, измерение температуры морской поверхности, исследования океанических течений и спектров морского волнения);

гляциология (например, отображение распространения и движения ледовых щитов и морского льда, определения возможности морского судоходства в ледовых условиях);

геология, геоморфология и геодезия (например, идентификация типа горных пород, локализация геологических дефектов и аномалий, измерение

параметров Земли и наблюдение тектонического движения);

топография и картография (в частности, получение точных данных о высоте и привязке их к данной системе координат, производство карт и внесение изменений в них);

контроль стихийных бедствий (в том числе контроль объема паводков, предупреждение о песчаных и пылевых бурях, лавинах, оползнях, определение маршрутов лавин и т. п.);

планирование в других технических приложениях (например, инвентаризация землепользования и контроль изменений, оценка земельных ресурсов, наблюдение за движением транспорта);

военные применения (контроль передвижения техники и воинских формирований, оценка местности).

Системы и методы дистанционного зондирования

Классификация систем ДЗ основывается на привычных для специалистов по радиолокации отличиях между активными и пассивными системами. Активные системы облучают исследуемую среду электромагнитным излучением (ЭМИ), которое обеспечивает система ДЗ, т. е. в этом случае средство ДЗ генерирует электромагнитную энергию и излучает ее в направлении исследуемого объекта. Пассивные системы воспринимают ЭМИ от исследуемого объекта естественным образом. Это может быть, как собственное ЭМИ, возникающее в самом объекте зондирования, например, тепловое излучение, так и рассеянное ЭМИ какого-либо естественного внешнего источника, например, солнечного излучения. Преимущества и недостатки каждого из двух указанных типов систем ДЗ (активные и пассивные) определяются рядом факторов. Например, пассивная система практически неприменима в тех случаях, когда отсутствует достаточно интенсивное собственное излучение исследуемых объектов в заданном диапазоне длин волн. С другой стороны, активная система становится технически невыполнимой, если излучаемая мощность, необходимая для получения достаточного отраженного сигнала, оказывается слишком большой.

В ряде случаев для получения необходимой информации желательно знать точные параметры излучаемого сигнала, чтобы обеспечить какие-то специальные возможности анализа, например, измерение доплеровского сдвига частоты отраженного сигнала для оценки движения цели по отношению датчика (приемника) или изменения поляризации отраженного сигнала относительно зондирующего сигнала. Как и любые информационно-измерительные системы, которые используют ЭМИ, системы ДЗ различаются по диапазонам частот электромагнитных колебаний, например, ультрафиолетовые, видимого света, инфракрасные, миллиметровые, сантиметровые, дециметровые.

В первом случае излучение от заданного известного источника (передатчика) поступает на вход приемника после того, как оно прошло через исследуемый объект. Оценивается величина ослабления излучения на трассе распространения от передатчика к приемнику, при этом предполагается, что величина потерь электромагнитной энергии при прохождении через объект связана со свойствами этого объекта. Причиной потерь может быть поглощение или комбинация поглощения и рассеяния, что лежит в основе получения информации об объекте. Много методов ДЗ по сути основаны на таком подходе.

Во втором случае, когда источник сам является источником излучения, обычно возникает задача измерения инфракрасной или/и микроволновой эмиссии, что используется для получения информации о тепловой структуре атмосферы и других ее свойствах. Кроме того, такой подход характерен для исследования молниевого разряда на основе его собственного радиоизлучения и для обнаружения грозы на больших расстояниях.

Активная система ДЗ может быть моно-статической, когда передатчик и приемник средства ДЗ размещаются на одной позиции, бистатической, или даже мульти-статической, когда система состоит из одного или нескольких передатчиков и нескольких приемников, расположенных в разных позициях.

Классификация не будет достаточно полной, если не указать основные технические средства ДЗ: радиолокаторы, радиометры, лидеры и другие устройства или системы, используемые в качестве датчиков ДЗ.

Изучение атмосферы с помощью ДЗ включает использования приборов, устанавливаемых на искусственных спутниках Земли и орбитальных станциях, самолетах, ракетах, воздушных шарах, а также средствами, размещенными на земле. Чаще всего носителями средств ДЗ являются спутники, самолеты и платформы наземного базирования.

Обратные задачи

Рассмотрим простой пример, который относится к пассивному зондированию атмосферы. Предположим, что поглощающий газ в атмосфере характеризуется собственным излучением, зависящим от температуры газа. Это излучение воспринимается датчиком, расположенным на спутнике. Предположим также, что существует связь между длиной волны излучения и температурой, а температура зависит от высоты слоя атмосферы. Тогда знание взаимосвязи между интенсивностью излучения, длиной волны излучения и температурой газа дает способ оценки температуры атмосферного газа как функции длины волны и, следовательно, высоты. На самом деле ситуация намного сложнее по сравнению с описанным идеальным случаем. Излучение на заданной длине волны не исходит из одного слоя на соответствующей высоте, а распределено по толще атмосферы, поэтому нет взаимно однозначного соответствия между длиной волны и высотой, как это предполагалось для идеального случая, что вызывает размытость этой связи. Этот пример является типичным для многих обратных задач, где границы интегрирования зависят от особенностей конкретной задачи. Это уравнение известно, как интегральное уравнение Фредгольма первого рода. Оно характеризуется тем, что границы интеграла фиксированные, появляется только в подынтегральном выражении. Функция называется ядром или функцией ядра уравнения.

Разные задачи ДЗ сводятся к уравнению или к подобным уравнениям. Для решения таких задач необходимо выполнить обратное преобразование, чтобы по результатам измерений g. получить распределение. Такие обратные задачи называются некорректными, или некорректно поставленными задачами. Их решение ассоциировано с преодолением трех следующих трудностей. В принципе решение некорректной задачи может оказаться математически несуществующим, неоднозначным или неустойчивым. Отсутствие решения

С точки зрения ДЗ, опасные метеорологические явления (ОМЯ) можно рассматривать как объемно распределенные объекты, которые занимают определенные пространственные зоны в облачности или в безоблачной атмосфере (ясном небе). Физические признаки внешнего проявления ОМЯ, как правило, описываются параметрами, характеризующими интенсивность ОМЯ и которые в принципе можно измерять, например, параметры скорости ветра, напряженности электрического и магнитного полей, интенсивность осадков. Физические параметры ОМЯ рассмотрены.

Районы атмосферы, в которых параметры, характеризующие интенсивность ОМЯ, превышают некоторый заданный уровень, называются зонами ОМЯ. Процесс обнаружения ОМЯ и отнесение их зон к определенным пространственным координатам в заданное время на основании результатов ДЗ называется локализацией зон ОМЯ.

Таким образом, в процессе локализации средствами микроволнового ДЗ атмосферы обнаруживают зоны ОМЯ и определяют их местоположение в заданной системе координат. В ряде случаев можно оценить также степень интенсивности ОМЯ.

Источник

Дистанционное Зондирование Земли: Приборы И Применение

Радары и лазеры давно перестали быть просто захватывающими атрибутами фантастических кинофильмов, как это было десятки лет назад. Данные инновации широко используются для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) с тех пор, как наука сделала гигантский шаг вперед.
С течением времени, дистанционное зондирование Земли из космоса нашло применение в различных сферах деятельности человека. Например, фермеры ежедневно пользуются преимуществами дистанционного зондирования в сельском хозяйстве. Многие важные решения принимаются с использованием данных RADARSAT, TerraSAR-X, SRTM, EOSDA, ERS, Sentinel, Landsat и других спутников ДЗЗ.

Активное Дистанционное Зондирование

Что такое дистанционное зондирование Земли? Дистанционное зондирование Земли из космоса – это исследование нашей планеты с помощью оптических и радарных спутников.

Классификация дистанционных методов зондирования Земли основана на типе источника сигнала для исследования объекта – активном или пассивном. Инструменты активного ДЗЗ сами способны излучать сигнал или имеют собственный источник света, а в пассивном ДЗЗ используется отраженный солнечный свет. Излучение также имеет разные длины волн и бывает коротковолновым (видимый, ближний и средний инфракрасный диапазон) и длинноволновым (микроволны).

Схема: Как работает активное дистанционное зондирование Земли

Радары и лидары – самые известные примеры активного метода дистанционного зондирования.

Инструменты Активного ДЗЗ

Каждый активный датчик дистанционного зондирования поверхности Земли направляет сигнал и анализирует результат – интенсивность полученного сигнала. В большинстве приборов ДЗЗ используются микроволны, поскольку на них относительно не влияют погодные условия. Технологии активного ДЗЗ бывают разные – в зависимости от того, что они передают (свет или волны) и что они измеряют (например, расстояние, высоту, атмосферные явления и т.д.):

Активное Дистанционное Зондирование: Где Применяется И В Чем Преимущества

Кроме обширной области применения, преимуществом активных датчиков дистанционного зондирования Земли является практически полное отсутствие ограничений относительно условий работы. Активные датчики ДЗЗ полноценно функционируют в любое время суток, поскольку их работа не зависит от солнечного света. Кроме того, атмосферные рассеивания относительно не влияют на качество зондирования аппаратурой активного ДЗЗ.

Различные методы дистанционного зондирования Земли спутниками нашли применение как в научной сфере, так и в прикладных отраслях.

Пассивное Дистанционное Зондирование Земли

В отличие от активных, пассивные датчики ДЗЗ не имеют собственного источника энергии, чтобы направить ее на исследуемый объект или поверхность Земли. Пассивное ДЗЗ зависит от природной энергии – солнечных лучей, которые отражает объект. По этой причине такой метод дистанционного зондирования Земли возможен только при достаточном количестве солнечного света – иначе отражать будет нечего.

В пассивном дистанционном зондировании применяются мультиспектральные и гиперспектральные датчики, которые измеряют полученное количество сигнала с помощью сочетаний разнообразных диапазонов. Эти сочетания могут включать разное количество каналов (с двумя длинами волн и более). Диапазоны охватывают спектры в пределах и за пределами восприятия органами зрения человека (видимый, инфракрасный, ближний, тепловой инфракрасный диапазон).

Данная технология ДЗЗ используется во многих отраслях. В частности, гиперспектральное дистанционное зондирование в геологическом картировании позволило обнаружить и картировать месторождения полезных ископаемых, горные породы и минералы, гидротермальные проявления, определить геологическую ситуацию по минералам-индикаторам.

Схема: Как работает пассивное дистанционное зондирование Земли

Приборы Пассивного Дистанционного Зондирования Земли

Самые популярные примеры приборов пассивного ДЗЗ – это различные радиометры или спектрометры.

Названия инструментов ДЗЗ дают представление о том, что они измеряют:

Применение И Преимущества Пассивного Дистанционного Зондирования Земли

Landsat – один из самых значимых и ярких примеров всевозможной аппаратуры пассивного ДЗЗ, а его миссия наблюдения Земли является самой продолжительной. Спутник Landsat собирал и фиксировал данные о нашей планете более 40 лет, что позволило проанализировать, как изменилась Земля за этот период. Большой плюс этой миссии – открытый доступ к данным ДЗЗ, которые применяются в геологии, картографии, экологии, лесном и сельском хозяйстве, океанологии, метеорологии и других отраслях.

Дистанционное зондирование Земли в сельском хозяйстве основано на отражательных способностях растений. Измерение степени отражения позволяет оценить здоровье культур по вегетационным индексам. Получение результатов дистанционного мониторинга Земли возможно благодаря тому, что определенные значения вегетационных индексов соответствуют определенным культурам на определенной стадии развития. Платформа EOS Crop Monitoring помогает аграриям во всем мире в решении повседневных задач, а также информирует о состоянии полей, что позволяет сохранить вегетацию здоровой. Таким образом, фермеры смогут получить высокий урожай.

EOS Crop Monitoring

Платформа для мониторинга полей, которая использует спутниковые снимки с высоким разрешением – выявляйте изменения и принимайте меры дистанционно!

Микроволновое Дистанционное Зондирование Земли

Микроволновое ДЗЗ подразделяется на активные и пассивные виды. Принцип их классификации зависит от функционала приборов ДЗЗ: рассчитаны ли они на передачу и получение сигнала или только на его получение. Методы микроволнового дистанционного зондирования Земли отличаются от вышеописанных активного и пассивного методов длиной волн. В этом конкретном случае ДЗЗ длина волн варьируется от 1 см до 1 м.

Коротковолновые приборы дистанционного наблюдения Земли имеют существенное преимущество, по сравнению c коротковолновыми. Микроволны могут проникать практически через все атмосферные явления, за исключением сильных дождей. Благодаря отсутствию чувствительности микроволн к атмосферным аэрозолям, дистанционный мониторинг становится возможным почти в любую погоду.

Пассивное Дистанционное Зондирование Земли Микроволнами

Приборы пассивного микроволнового ДЗЗ рассчитаны на получение микроволнового излучения от изучаемого объекта на Земле. Пассивный датчик ДЗЗ (например, радиометр или сканнер) определяет естественную энергию и фиксирует ее – с той разницей, что антенна прибора настроена на получение именно микроволн, а не других, более коротких волн. Благодаря данному дистанционному методу зондирования Земли, специалисты могут получить данные о температуре и влажности исследуемого объекта, поскольку между этими параметрами и силой излучения существуют определенные соответствия.

Этот тип дистанционного датчика измеряет интенсивность излученного, переданного или отраженного сигнала. Данные, полученные таким методом, нашли применение в метеорологии, гидрологии, сельском хозяйстве, экологии, океанологии. В частности, ДЗЗ в сельском хозяйстве позволяет определить влажность почвы, уровень влажности и концентрацию озона в атмосфере. Дистанционное зондирование в экологическом мониторинге помогает обнаружить разливы нефти и устранить загрязнение водных ресурсов.

Активное Дистанционное Зондирование Земли Микроволнами

Микроволновые датчики активного метода ДЗЗ направляют собственный сигнал на исследуемый объект, а затем измеряют интенсивность возвращенного сигнала. Различные объекты имеют различные отражательные способности, поэтому дистанционное зондирование Земли спутниками позволяет определить их контуры. Зная время, за которое сигнал достиг цели и вернулся, ученые могут вычислить, на каком расстоянии от датчика находится объект. Интенсивность возвращенного сигнала также зависит от угла излучения и степени ровности поверхности.

Самым типичным примером таких устройств дистанционного зондирования служит радар (микроволновый).

Два основных вида спутникового ДЗЗ в этой категории:

Данная технология особенно востребована в аэрокосмической промышленности, метеорологии, при дистанционном зондировании водных объектов и других отраслях.

Данные ДЗЗ: Суть И Целевые Применения

Данные дистанционного зондирования Земли – это спутниковые снимки, обработанные и представленные в виде растровых изображений нашей планеты и файлов с геопространственными данными о каждом снимке. Обработанные снимки – это материалы ДЗЗ.

Обработка снимков ДЗЗ осуществляется в процессе геопространственного анализа и состоит из двух этапов:

Использование данных ДЗЗ особенно востребовано при мониторинге малых по площади объектов, не указанных на карте по причине генерализации или когда наблюдение за территориями непосредственно на Земле невозможно (пожары, стихийные бедствия, отдаленные и труднодоступные места). Кроме того, такие материалы часто используются в качестве «подложки» в ГИС-картировании.

Полученные материалы применяются во многих сферах:

Надежность Данных ДЗЗ И Широкий Спектр Их Применения

Спутники ДЗЗ облетают нашу планету с определенным интервалом и предоставляют данные о ней в около реальном времени. Полученная информация о Земле позволяет анализировать не только текущее положение дел в интересующей области, но и историческую ретроспективу.

Наработки технологии подпитывают научные изыскания и упрощают ежедневную работу специалистов во многих сферах – как теоретических, так и практических. Область применения дистанционного зондирования Земли спутниками необычайно широка, а преимущества многочисленны. Несмотря на это, узнать о возможностях и открытиях ДЗЗ еще предстоит многое.

Источник