metod_ecology_Birukova

наземных комплексах приема этой информации, ее обработки и предоставления потребителям.

Для получения данных ДЗЗ могут использоваться разные космические аппараты — ракеты, пилотируемые космические корабли

иорбитальные станции, автоматические искусственные спутники Земли (ИСЗ) и другие космические аппараты. Обычно используются два основных типа спутников: геостационарные и полярноорбитальные. Если первые постоянно обеспечивают обзор одной

итой же части планеты, сохраняя неизменное положение относительно определенной точки на экваторе, то вторые, находясь на орбите, плоскость которой примерно перпендикулярна плоскости вращения Земли, через определенный период времени, продолжительность которого зависит от ширины полосы обзора ИСЗ, оказываются над заданным районом наблюдения. Соответственно, зона обзора со спутника на геостационарной орбите ограничивается широтным районом 50° С.Ш. — 50° Ю.Ш; полярно-орбитальная же система наблюдения сталкивается с иной трудностью: спутник может оказаться над одним и тем же районом съемки в различные периоды «местного» или солнечного времени. При этом сопоставление данных, полученных при различных условиях солнечного освещения, оказывается весьма затруднительным, поэтому такие спутники выводят, как правило, на так называемые «солнечносинхронные» орбиты. В зависимости от орбиты движения на качество космических снимков влияют несколько параметров: форма орби-

ты; наклонение; высота; период обращения вокруг Земли. На каче-

ство космических снимков сильное влияние оказывает и атмосфера. Ее наличие вызывает осложнения разного характера. Экранирующее влияние облачности: в каждый момент времени она закрывает более 50 % поверхности земного шара; некоторые районы остаются закрытыми облачностью большую часть времени года. Поглощение солнечных лучей определенных длин волн: съемку выполняют, ис-

пользуя только те участки спектра, где электромагнитное излучение не поглощается, то есть в «окнах прозрачности» атмосферы. Большое «окно прозрачности» (0,4—1,3 мкм) приходится на видимый

иближний инфракрасный диапазон; в тепловом инфракрасном диапазоне есть три более узких окна, и здесь возможно использование ограниченного набора длин волн. Наибольшая прозрачность атмосферы наблюдается в радиодиапазоне.

Кроме того, съемку затрудняют рассеивание лучей, атмосферная дымка и другие факторы.

71

Рассмотрим некоторые современные спутники, дающие информационную базу для мониторинга состояния окружающей среды.

18 декабря 1999 г. был выведен на орбиту спутник EOS АМ-1, который носит название Terra. Это первый спутник программы EOS (Earth Observing System — Глобальный мониторинг поверхности Земли) в рамках Инициативы изучения планеты Земля (Earth Science Enterprise), проводимой NASA (Национальным космическим агентством США). На нем установлена аппаратура, которая в течение 6 лет будет обеспечивать сбор информации об облачном покрове, аэрозолях, радиационном балансе Земли, свойствах подстилающей поверхности и ее энергетическом взаимодействии с атмосферой. При этом в ходе программы будут фиксироваться происходящие глобальные изменения, выявляться ключевые процессы, регулирующие состояние окружающей природной среды, а также совершенствоваться модели, позволяющие изучать и прогнозировать эти изменения.

Практическое использование американской системы изучения природных ресурсов Земли LANDSAT начато в 1972 г. с запуска космического аппарата Landsat-1. 15 апреля 1999 г. был успешно выведен на орбиту очередной спутник этой серии Landsat-7 — совместный проект Геологической Службы США (USGS), NASA

иNOAA (Национальное управление США по исследованию океана

иатмосферы). Информация, поступающая со спутников системы LANDSAT, широко используется при решении многих проблем экономического, научного, политического и военного характера. В частности, эти данные широко применяются в следующих областях: география, океанография, гидрология, геология, изучение природных ресурсов отдельных регионов, стран и Земли в целом, картирование земной поверхности, контроль окружающей среды.

Канадский космический аппарат RADARSAT-1 (Radar Satellite) выполняет съемку поверхности Земли с помощью радиолокатора. Основные задачи, решаемые с помощью этого КА, — глобальные всепогодные, независимые от времени суток наблюдения за состоянием ледового покрытия и растительности, оценка урожайности сельскохозяйственных угодий, степени разрушений в районах стихийных бедствий, геологоразведка, лесное хозяйство, исследования береговой зоны и океанология, мониторинг разливов нефтепродуктов, мониторинг районов наводнений. В последнее время все большее применение находит использование данных RADARSAT для контроля нелегального рыболовства. «Прозрачность» облачного по-

72

крова и ночного времени суток для радиолокационной съемки особенно актуальна для северных и приполярных территорий.

Индийская система дистанционного зондирования IRS (Indian Remote Sensing satellite system) — первая национальная система,

специально предназначенная для изучения природных ресурсов Земли, и составная часть национальной системы управления при-

родными ресурсами Индии NNRMS (National Natural Resources Management System). Данные спутников IRS могут быть использованы для геологического изучения территорий, природоохранного мониторинга и для решения многих других задач.

Среди других широко известных программ и систем дистанционного зондирования Земли необходимо также упомянуть следующие:

Французская космическая система изучения природных ресурсов Земли SPOT (Systeme Probatoire d'Observation de la Terre)

активно функционирует с февраля 1986 г. Система преимущественно используется для получения информации дистанционного зондирования, необходимой для решения задач картографирования, землепользования, сельского и лесного хозяйства, планирования градостроительства, для составления цифровых карт местности

иконтроля за изменениями состояния окружающей среды;

Американская метеорологическая система на базе поляр- но-орбитальных космических аппаратов серии NOAA используется при решении задач, связанных с прогнозированием погоды, а также для получения информации дистанционного зондирования в интересах сельского и лесного хозяйства, климатологии и океанографии, мониторинга состояния окружающей среды, при изучении околоземного космического пространства, озонового слоя и содержания аэрозолей в атмосфере, при исследованиях снежного и ледового покровов Земли, выявления пожаров, измерения вегетационного индекса. Кроме того, на спутниках этой серии устанавливается аппаратура сбора данных с наземных метеорологических платформ, а также оборудование приема сигналов бедствия в рамках системы

Kocnac/SARSAT.

Система европейских КА ERS (European Remote Sensing satellite) Европейского космического агентства (ESA) осуществляет глобальную систематическую съемку земной поверхности с целью уточнения прогнозов погоды на основе измерения направления ветра и температуры морской поверхности, картирования ледяных покровов, выявления зон загрязнения морской поверхности, контроля состояния прибрежных зон и для решения других, прежде всего

73

океанографических, задач. Кроме того, ИСЗ ERS могут быть использованы для получения информации ДЗЗ в интересах сельского и лесного хозяйства, проведения геологических изысканий.

Российские космические аппараты серии «Ресурс-О» оснащаются аппаратурой высокого и среднего разрешения, обеспечивающей съемку поверхности Земли в нескольких спектральных диапазонах. Российский спутник «Комета» специально разработан для информационного обеспечения при создании топографической продукции. Фотографические данные также получают со спутников серии Ресурс-Ф.

Отдельно следует упомянуть малые космические аппаратыспутники массой до 500 кг, стоимостью не более 50 млн. долларов и с ограниченным составом целевой аппаратуры. Развитию проектов, связанных с разработкой малых спутников ДЗЗ, способствовали как новые достижения в области совершенствования датчиков дистанционного зондирования, аппаратуры ориентации ИСЗ, источников энергообеспечения и других бортовых подсистем, так и известные сложности в продвижении широкомасштабных программ. Работы по созданию собственных малых ИСЗ дистанционного зондирования ведутся в России и многих других странах.

Информация со спутников принимается наземными станциями приема данных дистанционного зондирования Земли. Это могут быть и большие приемные комплексы, и малые станции приема космической информации. Малые станции приема спутниковой информации производятся как у нас в стране, так и за рубежом. Из российских станций следует упомянуть станции «Лиана», «Алиса», «СканЭкс», «ЕОСкан», «УниСкан», разрабатываемые и выпускаемые инженерно-технологическим центром «СканЭкс».

На использовании данных дистанционного зондирования основаны многие международные проекты и программы по мониторингу и оценке состояния окружающей среды.

Например, проект GEWEX по изучению глобального цикла энергии и воды и их влияния на изменение климата (часть Всемирной Программы Исследований Климата; WCRP — World Climate Research Program). С 1983 г. осуществляется Международный проект по спутниковой климатологии облачности (ISCCP — International Satellite Cloud Climatology Project). Международный проект по спутниковой климатологии поверхности суши 1SLSCP (International Satellite Land Surface Climatology Project) был организован для разработки методологии получения информации о климатических характеристиках поверхности суши.

74

Вопросы для проработки темы

Что является основой методов дистанционного зондирования? Основной продукт космического мониторинга и его суть. По каким признакам можно классифицировать космические

снимки.

Назовите основные широко известные программы и системы дистанционного зондирования Земли, для получения и сбора какой информации они были созданы.

Список рекомендуемой литературы

1. Вахромеев, Г.С. Экологическая геофизика. — Иркутск,

1995.

2.Дьяконов, К.Н. Современные методы географических исследований / К.Н. Дьяконов, Н.С. Касимов, B.C. Тикунов. — М. : Просвещение, 1996.

3.Гершензон, В.Е. Информационные технологии в управлении качеством среды обитания / В.Е. Гершензон, Е.В. Смирнова, В.В. Элиас. — М. : Академия, 2003.

4.Исаченко, А.Г. География в современном мире. — М. : Просвещение, 1998.

5.Климентов, П.П. Методика гидрогеологических исследований : учебник / П.П. Климентов, В.М. Кононов. — М., Высшая школа, 1989.

6.Коломенский, Н.В. Общая методика инженерно-геоло- гических исследований: учебник. — М. : Недра, 1968.

7.Максаковский, В.П. Географическая культура. — М. : Вла-

дос, 1998.

8.Методические рекомендации по геохимической оценки загрязнения территорий городов химическими элементами. — М. :

ИМГРЭ, 1982.

9.Михайлов, В.Н. Общая гидрология / В.Н. Михайлов, А.Д. Добровольский. — М. : Высшая школа, 1991.

10.Прозоров, Л.Л. Введение в геоэкологию / Л.Л. Прозоров, В.Н. Экзарьян. — М. : Пробел, 2000.

11.Радкевич, В.А. Экология. — Минск : Высшая школа, 1998.

12.Сает, Ю.В. Геохимия окружающей среды. — М., 1992.

75