Космические системы дистанционного зондирования
В настоящее время бесспорным лидером на рынке материалов дистанционного зондирования являются США, лидирующие по числу космических систем, пространственному и спектральному разрешению снимков. Фундамент этих успехов был заложен запуском ИСЗ Landsat-1 (1972 г.), разработкой аппаратуры гиперспектральной съемки, обеспечивающей прием до 384 спектральных каналов с относительно высоким разрешением (1997 г.) и запуском первых успешно функционирующих спутников, оснащенных аппаратурой сверхвысокого разрешения ICONAS (1999 г.), QuickBird и OrbView (200Юсг.^ременем круг стран, обладающих собственными космическими системами высокого разрешения, существенно расширился за счет Индии и Израиля, Франции и Канады, Великобритании и Китая, Южной Кореи и Японии, Германии и Италии, и др [7]. По состоянию на 2000 год из 734 космических аппаратов 398 (54,2%) были запущены США, 113 - Россией, 24 - Европейским космическим агентством, по 10-12 - Индией, Китаем, Францией и Германией и т.д. Данные о некоторых находящихся на орбитах съемочных системах высокого разрешения представлены в табл. 16.1, составленной на основе обзоров в Бюллетене ГИС-Ассоциации. Часть перечисленных в ней систем яв- ляются коммерческими или частными, что, безусловно, свидетельствует об интересе потребителей к этим материалам. Практически все современные космические системы дистанционного зондирования оптического диапазона используют съемочную аппаратуру с фотоприемниками в виде ПЗС-линеек, реализующую принцип щелевой съемки и обеспечивающую получение изображений с высокими измерительными и изобразительными свойствами. Широкая сеть наземных станций приема информации и их предварительной обработки обеспечивает выполнение ее геометрической и радиометрической коррекции, устранение структурных шумов ПЗС-линеек, другие погрешности построения изображений, а также создание некоторых продуктов фотограмметрической обработки по запросам пользователей.
Советские космические аппараты типа «Ресурс» и «Комета» были разработаны еще в 1970-1980-е годы, но продолжали эксплуатироваться до начала 2000-х годов, обеспечивая получение высокоточной панхроматической (черно-белой), спектрозональной и многозональной информации с высоким пространственным разрешением. Полученые с их помощью снимки соответствуют центральной проекции и обладают высокой геометрической точностью. Камеры снабжены калибровочными крестами, точные координаты которых определены в лабораторных условиях. Наличие продольных перекрытий снимков позволяет выполнять их полную фотограмметрическую обработку, включая съемку рельефа и контуров, изготовление точных фотопланов, тематическое картографирования и др. Спутники системы «Ресурс» прекратили свое существование в 1999 году, а системы «Комета» - в 2000 году. Снимки, полученные российскими съемочными фотокамерами КВР-1000 и КФА-3000, позволяют создавать и обновлять картографическую продукцию вплоть до масштаба 1:5000. Геометрические параметры таких систем хорошо известны, а обработка материалов может производиться на любых фотограмметрических приборах. Данные об этих съемочных системах представлены в табл. 16.2. В последнее десятилетие четко обозначились основные тенденции развития средств и методов дистанционного зондирования, и в первую очередь - высокого пространственного разрешения, а имеющийся опыт позволил сформулировать основные требования к ним, в частности: Волсуновский ЬА. А. Данные ДЦЗ высокого разрешения в России // Пространственные данные, 2005, № 1, стр. 42 - 43.
• высокое пространственное разрешение (не хуже 1 м в панхроматическом диапазоне); • высокое радиометрическое разрешение (не менее 11 бит на пиксел в панхроматическом диапазоне); • наличие не менее четырех спектральных каналов, в том числе одного инфракрасного; • пространственное разрешение мультиспектральной съемки не хуже 4 м; • возможность выполнения стереоскопической съемки; • возможность использования полученных материалов для обновления картографических материалов масштаба 1:5000 и мельче и создания топографических карт масштаба 1:10000 и мельче; • периодичность получения данных на одну и ту же область не более трех суток на широте 54-56°; • возможность осуществления мониторинга определенных территорий и районов не менее четырех раз в год; • ширина полосы захвата не менее 8 км; • возможность выполнения съемки с отклонением визирной оси от отвесной линии на угол до 30°. В настоящее время на орбите находится три коммерческих спутника высокого разрешения, полностью удовлетворяющих перечисленным выше требованиям: QuickBird, ICONAS и OrbView (табл. 16.1), и до 2007 года планируется запуск еще нескольких. Так, компания Digital Globe в середине 2006 года планирует запуск первого спутника нового поколения WorldView с максимальным пространственным разрешением 0,5 м; объявлено о запуске компанией Orblmage Inc. спутника OrbView-5 с пространственным разрешением 0,41 мв панхроматическом диапазоне и 1,64 м в мультиспектральном. В 2005 году ожидается вывод на орбиту российского спутника высокого разрешения «Ресурс-ДК» с пространственным разрешением не более 1 м в панхроматическом диапазоне и 4 м - в мультиспектральном, с полосой захвата около 28 км. На очереди - вывод новых спутников, в частности: - серии спутников семейства «Монитор» с оптико-электронной («Монитор-И», «Монитор-С», «Монитор-О», «Монитор-Э») и радиолокационной («Монитор-РЗ», «Монитор-Р23») съемочной аппаратурой, обеспечивающей съемку полос шириной 20 - 90 км с пространственным разрешением 1 - 8 м; - радиолокационной система «Кондор-Р» с разрешением около 1 м; - оптико-электронной системы «Аркон» с разрешением 2-5 м и др.
| QuickBird | OrbView-3 | Iconas | Landsat-7 | Eros-B | TES | IRS | SPOT-5 | |||||||||||||||||||||
характеристики | (США) | (США) | (США) | (США) | (Израиль)' | (Индия) | (Индия) | (Франция) | |||||||||||||||||||||
Орбита: высота (км) | 670-702 | ||||||||||||||||||||||||||||
наклонение(°) | 97,2 | 97,25 | 98,2 | 98,22 | 97,8 | 97,78 | 98,7 | 98,8 | |||||||||||||||||||||
Число спектрлаьных диапазонов | |||||||||||||||||||||||||||||
Угол поля зрения (°) | 0,7 | 0,9 | 5,8 | нет данных | нет данных | 5,8 | нет данных | ||||||||||||||||||||||
Пространственное разрешение (м)* | 0,61/2,44 | 1/2,28 | 0,82/4 | 15 и более | 1/4,5 | 3,8 | 2,5 -10 | ||||||||||||||||||||||
Стереосъемка: вдоль поперек орбиты | да да | да да | да да | нет данных | да нет | нет данных | нет нет | нет да | |||||||||||||||||||||
Периодичность (суток) | 1-4 | 1-3 | 1-3 | нет данных | |||||||||||||||||||||||||
Полоса захвата (км) | 16,5 | нет данных |
¥ В числителе - панхроматический режим, в знамерателе - многозональный
Т | аблица 16.2 | |||||||
Основные | Российские космические фотографические системы | |||||||
характеристики | «Ресурс-Ф1» | «Ресурс-ФШ» | «Ресурс-Ф2» | «Ресурс-ФЗ» | «Комета» | |||
Высота орбиты (км) | 180- | -400 | 180-400 | 200-450 | 180-400 | -280 | ||
Аппарат | КФА | КАТЭ | КФА | КФА | Мк-4 | КФА | ТК | КВР |
Фокусное расстояние | ||||||||
Формат кадра (см) | 30x30 | 18x18 | 30x30 | 18x18 | 18x18 | 30x30 | 30x45 | 18x72 |
Захват (км): обной ка- | 0,3 Н | 0,9Н | 0,3 Н | 0,9 Н | 0,6 Н | 0,1 Н | 0,86 Н | 0,75 Н |
Всеми камерами | 0,58 Н | 0,9Н | 0,58 Н | 0,9 Н | 0,6 Н | 0,2 Н | - | - |
Разрешение (м) | 3,5-6/4,5-8 | 20-30 | 3-6/4-7 | 15-20 | 6-12/12-15 | 2-3 | 8-12 | 2-3/3-4 |
Перекрытие | 60,80 |
Ценовая политика поставщиков материалов дистанционного зондирования достаточно гибка и зависит от ряда факторов (табл. 16.3).
Таблица 16.3 Стоимость космической информации
Пространст- | Российские системы | Зарубежные системы | Масштаб | ||
венное разрешение (м) | Название | Стоимость* (руб./км2) | Название | Стоимость* (руб./км2) | создаваемой или обновляемой карты |
<2 2-3 3,5-8 15 20-30 | КВР-1000 КФА-ЗОСЮ КФА-1000, Монитор-Э МК-4 КАТЭ-200 | 100-150 6-13 1-2 0,3-0,7 0,03-0,09 | IKONAS, TES, OrbView-3, QuickBird-2 SPOT-5, EROS IRS Landsat-7, ASTER Landsat - 4 | 440-590** 39-225** 29-76 1-2 | 1:5000-1:10000 1:10000-1:25000 1:25000-1:50000 1:100000 1:100000-1:200000 |
* в зависимости от полноты и объема заказа, сложности обработки, поставщика, и'т.д.
** установлены компанией «Совзонд» с 1 мая 2005 г. ___________________
|
|
Так, снимки для научных исследований распространяются по цене воспроизведения, а для планирования землеустройства и градостроительства - на коммерческой основе; оперативные снимки всегда дороже архивных, учитывается глубина предварительной обработки и т.д. Имеется система скидок (например, в зависимости от объема заказа* при приобретении разновременных снимков одной территории и т.д.). При этом в ряде случаев установленные для потребителей России и стран СНГ цены ниже их среднего уровня на мировом рынке данных дистанционного зондирования. Стоимость российской космической продукции на порядок ниже, чем зарубежной.
Таким образом, в настоящее время имеется достаточно обширный рынок данных дистанционного зондирования, способный обеспечить потребности как тематического картографирования, так и крупно- и среднемасштабного топографического картографирования.
Басманов А. Е., Горбачев В. В. Мониторинг земельных ресурсов с использованием космической информации // «Земельный вестник России», 2003, № 2. с. 28 - 34.
|
|