Аерокосмічний моніторинг стану довкілля

.1 Зйомка поверхні Землі

аерокосмічний моніторинг дистанційний зондування

Будь-яка зйомка - це реєстрація яскравості поверхні Землі в певному діапазоні спектра електромагнітних хвиль, до того ж в діапазоні, для якого атмосфера досить прозора.

Гама- та рентгенівські промені не відбиваються і слабо випромінюються поверхнею Землі: ультрафіолетове (УФ) світло та більшість спектру довжин хвиль інфрачервоного (ІЧ) випромінювання атмосфера Землі практично не пропускає; радіохвилі, за виключенням найкоротших, не утворюють направленого випромінювання.

Реєстрація сонячного світла, відбитого від поверхні Землі в видимій області спектру (0,5 .0,7 мкм) та в “вікнах прозорості” атмосфери ближнього ІЧ-діапазону (0,7 .3 мкм) - зйомки в оптичному діапазоні спектра.

Активні методи дистанційного зондування, тобто реєстрація сигналів, відбитих від поверхні Землі та тих, що генеруються штучним джерелом направленого випромінювання, яке розташоване на борту КА. Це або лазерна, або радіотеплова зйомка.

Лазерна зйомка, й лише з літаків, а не з КА, тільки починає розвиватись. Щодо радіолокаційної зйомки, то в класичному варіанті вона має суттєве обмеження: реєстрація здійснюється в діапазоні, довжини хвиль на декілька порядків більші в порівнянні з видимим світлом, і тому просторове розрізнення радіолокаційних знімків відносно досить низьке. Ці ускладнення вдалося подолати за рахунок створення так званих радіолокаційних станцій (РЛС) з синтезованою апертурою. Основна перевага зйомки за допомогою РЛС з синтезованою апертурою - можливість її здійснення в будь-який час доби та незалежно від наявності хмарності.

3.1.1 Космічна фотозйомка

Основний вид космічних зйомок - це фотографування поверхні Землі за допомогою спеціалізованих народногосподарських супутників серії “Космос”, “Фотон”, “Фрам” (Росія), “Січ-1М”, “Океан-0” (Україна) та ін. із середньою висотою ≈250 км. Вони устатковані декількома фотокамерами з різними фокусними відстанями та здійснюють космічну фотозйомку в різних масштабах.

Великомасштабні знімки мають високу фотографічну якість та витримують, без істотного зменшення різкості, збільшення до мірил 1:100 000 .1:25 000 із смугою огляду на поверхні Землі 100 .300 км. Розрізнення на місцевості досягає 5 м - для моніторингу природніх об’єктів (проте роздільна здатність може бути і вищою - до 0,41 м).

Основна мета аерокосмічного моніторингу - оперативне вироблення оптимальної реакції на її стан та зміни (проте від замовлення на космічну фотозйомку до передачі знімків замовнику проходить кілька тижнів).

В існуючих варіантах космічна фотозйомка недостатньо оперативна не лише для моніторингу, але і для цілей дистанційного зондування внаслідок обмеженої кількості запусків відповідних супутників та короткостроковості дії кожного з них. Знімки деяких ділянок не можливо одержати навіть протягом декількох років.

Космічна фотозйомка можлива лише в фотографічному діапазоні спектру (довжин хвиль λ=0,5 .0,9 мкм).

Внаслідок зауваженого провідні космічні держави орієнтуються насамперед не на космічну фотозйомку, а на космічну сканерну зйомку, яка дозволяє подолати наведені недоліки.

.1.2 Космічна сканерна зйомка

Космічна сканерна зйомка (КСЗ) здійснюється за допомогою супутників, що не повертаються, кожний з яких функціонує протягом декількох років та передає зареєстровану інформацію на Землю по радіоканалам. З метою успішного здійснення КСЗ необхідне створення цілої системи моніторингу. До такої системи входять:

Природо-ресурсні ШСЗ,

наземний командно-вимірювальний комплекс,

канали зв’язку,

центри приймання та обробки інформації,

підсистема збору замовлень, каталогізації та розсилання знімків користувачам,

геостаціонарні ШСЗ (іноді), що приймають інформацію від природо ресурсних ШСЗ та направляють її на Землю.

Природо-ресурсна система здійснює періодичний глобальний огляд поверхні Землі, а використання її даних має міжнародний характер.

КСЗ можлива при сонячному освітленні, тобто лише вдень.

При нахиленні орбіти =00 вона має назву екваторіальна, а при =900 - полярна. При <900, коли супутник запускають в північно-східному напрямку (або південно-східному) - називають орбіту прямою, а при >900 - оберненою. Запуск супутника на обернену орбіту енергетично невигідний, так як обертання Землі в цьому випадку зменшує вихідну орбітальну швидкість, однак для довготривалих природо-ресурсних супутників цей виграш перекривається можливістю завжди пролітати зйомочний маршрут в денні часи, до того ж в одні й ті ж самі.

Цікаві статті з розділу

Вміст важких металів у деяких промислових рибах верхів'я Кременчуцького водосховища
Серед забруднюючих речовин на одне з перших місць останній час вийшли важкі метали. Це зумовлено екстенсивним розвитком промислового виробництва, хімізацією сільського господарства, які вист ...

Біологічні основи інтродукції видів рододендрон в Житомирському Поліссі
Дипломний проект Мельника В.В. "Біологічні основи інтродукції видів рододендрон в Житомирському Поліссі." Розроблені пропозиції щодо збереження та охорони рідкісних видів рослин Жи ...

Екологічні проблеми сільського господарства в Україні
В умовах науково-технічного прогресу значно ускладнились взаємовідносини суспільства з природою. Людина отримала можливість впливати на хід природних процесів, підкорила сили природи, почала опановува ...