Спутниковые системы зондирования Земли

В последнее время в РФ большое значение приобретают спутниковые методы исследования се территории. Э го связано как с дальнейшим совершенствованием космической техники, так и со свертыванием авиационных и наземных методов мониторинга.

Спутниковое зондирование применяют для получения информации о состоянии ОС и землепользовании, изучения растительных сообществ, оценки урожая сельскохозяйственных культур, снегового и ледового покрова, последствий стихийных бедствий: наводнений, землетрясений, извержений вулканов, лесных пожаров и многого другого. Средства дистанционного зондирования эффективны при изучении загрязнения почвы и водоемов, льдов на суше и на воде, в океанологии, позволяют получать сведения о состоянии атмосферы.

Космический комплекс «Ресурс-ДК1» (рис. 11.11) обеспечивает многозональное дистанционное зондирование земной поверхности и оперативную доставку высокоинформативных изображений по радиоканалу на Землю с целью решения следующих задач:

Рис. 11.11. Космический комплекс «Ресурс-ДК1».

• • информационное обеспечение рационального природопользования и хозяйственной деятельности в области сельского хозяйства и почвоведения, геологии, океанологии, землепользования и др.;
• • создание и обновление общих и тематических топографических планов и карт;
• • информационное обеспечение в области экологии и охраны ОС;
• • решение задач в интересах Минприроды, МЧС и других ведомств.

На рис. 11.12 показаны спутниковые снимки г. Дубны и его окрестностей в диапазоне от 0,45 до 2,35 мкм.

Рис. 11.12. Изображение г. Дубны и его окрестностей в диапазонах длин волн 0,45—0,52, 0,52—0,60, 0,63—0,69, 0,76—0,90, 1,55—1,75 и 2,08—2,35 мкм.

соответственно Космический мониторинг за состоянием Аральского моря (Арала, соленого озера на юго-западе Средней Азии, на границе Казахстана и Узбекистана) зафиксировал его исчезновение в результате деятельности человека (рис. В. 15, табл. 11.2).

Таблица 11.2

Параметры Аральского моря.

С 1960;х гг. уровень моря (и объем воды в нем) быстро снижается вследствие забора воды из основных питающих рек — Амударьи и Сырдарьи для орошения. До начала обмеления Аральское море было четвертым по величине озером в мире. Если в 1960;х гг. в Арале обитало 34 вида рыб, то сейчас не осталось ни одного. Уже к 1995 г. Аральское море потеряло три четверти водного объема, а площадь поверхности сократилась более чем наполовину. Ныне обнажилось и подверглось опустыниванию свыше 33 тыс. км² морского дна. Береговая линия отступила на 100—150 км. Соленость воды возросла в 2,5 раза, а само море разделилось на две части — Большой и Малый Арал.

Коллекторно-дренажные воды, поступающие с полей в русло Сырдарьи и Амударьи, стали причиной отложений из пестицидов и других сельскохозяйственных ядохимикатов, появляющихся на бывшем морском дне, ныне покрытом солью. Пыльные бури разносят соль, пыль и ядохимикаты на расстояние до 500 км, они уничтожают или замедляют развитие естественной растительности и сельскохозяйственных культур. Местное население страдает от респираторных заболеваний, анемии, рака гортани и пищевода, а также расстройств пищеварения.

На смену спутнику «Ресурс-ДК1» пришел «Ресурс-П». Уникальность нового аппарата зондирования Земли «Ресурс-П» состоит в наборе сканеров — на нем установлено четыре—пять съемочных систем. Это позволяет получать информацию с Земли в полной цветовой гамме и ближнем ИК-диапазоне. При необходимости спутник может производить съемку с разрешением менее 1 м. Широкополосная аппаратура позволит увеличить полосу захвата до 100 км и более. Кроме того, на «Ресурсе-П» установлен гиперспектрометр с 96 спектральными каналами, благодаря чему можно получать более точную информацию о месторождениях нефти и газа, определять данные почвы, всхожесть посевов и другие показатели, необходимые для развития экономики.

«Ресурс-П» позволяет изучать эволюцию климата, получать космические данные о крупномасштабных процессах в атмосфере и па поверхности Земли, вести мониторинг ЧС, прогнозировать землетрясения, оповещать о цунами, пожарах, разливах нефтепродуктов и т. д.

Разработаны новые спутники метеорологического назначения — «Электро-Л» (В.14, а) и «Метеор-М1» (ВЛ4, б).

В составе национальной метеорологической группировки на геостационарной орбите «Электро» с 20 января 2011 г. прогнозирует погоду в региональном и глобальном масштабах, анализирует состояние акваторий морей и океанов, гелиогеофизической обстановки в околоземном космическом пространстве, состояние ионосферы и магнитного поля Земли. «Электро» имеет многоканальное (10 частотных каналов) сканирующее устройство, которое снимает весь диск Земли в видимом и ИК-диаиазонах с разрешением 1 и 4 км соответственно. Время сканирования изображения — 2,5 мин, скорость передачи информации — 15 Мбит/с.

Метеорологический спутник «Метеор-М1», запущенный 17 сентября 2009 г. на круговую солнечно-синхронную орбиту на среднюю высоту 832 км, имеет многозональное сканирующее устройство малого разрешения для широкозахватной (не менее 2800 км) съемки в видимом и ИК-участках спектра с разрешением не хуже 1 км, многозональный спектрометр среднего разрешения, модуль температурно-влажностного зондирования атмосферы, гелиогеофизический аппаратный комплекс, бортовой радиолокатор для сканирования поверхности Земли.

Спутник дистанционного зондирования Земли «Канопус-В» предназначен для оперативного мониторинга техногенных и природных ЧС (рис. 11.13). Спутник с 22 июля 2012 г. мониторирует техногенные и природные ЧС, получает высококачественные черно-белые и многозональные изображения и т. д.

Области применения спутника «Канопус-В»:

• • картографирование;
• • землепользование;
• • высокооперативное наблюдение;
• • мониторинг ЧС;
• • обнаружение выбросов загрязняющих веществ;
• • мониторинг водных ресурсов и сельского хозяйства.

Рис. 11.13. Спутник «Канопус-В»