<<
>>

Спутниковый экологический мониторинг

Во всем мире исследования Земли из космоса приобретают все­объемлющий характер. Наиболее информативным методом для реше­ния задач дистанционного исследования поверхности Земли из космо­са является использование и тематический анализ изображений, полу­ченных приборными комплексами различных частотных диапазонов, установленных на космических аппаратах.

Целый ряд спутников, ос­нащенных приборами дистанционного зондирования (радиолокатора­ми, скаттерометрами, радиометрами и оптической техникой), выведе­ны на орбиту специально для получения разносторонней геофизиче­ской информации, необходимой для оценки состояния окружающей среды и для природно-ресурсных исследований.

Для космического экологического мониторинга целесообразно ориентироваться прежде всего на полярно-орбитальные метеорологи­ческие спутники, как на отечественные аппараты (спутники типа «Ме­теор», «Океан» и «Ресурс»), так и на американские спутники серии NOAA. Американские метеорологические спутники серии NOAA снабжены многозональной оптической и ИК аппаратурой, в частности радиометром высокого разрешения AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Космические аппараты NOAA запускаются на полярные орбиты высотой порядка 700 км над поверхностью Земли с наклонением 98,89 градусов. Радиометр высокого разрешения ведет съемки поверхности Земли в пяти спектральных диапазонах: 580-680 нм, 725-1100 нм, 3550-3930 нм, 10300-11300 нм и 11400-12400 нм. Космические съемки проводятся с пространственным разрешением 1100 м и обеспечивают полосу обзора шириной 2700 км.

Российские спутники серии «Ресурс-01» принадлежат Феде­ральной службе России по гидрометеорологии и мониторингу природ­ной среды (Росгидромет). Океанографический спутник «Ресурс-01» обеспечивает получение многозональной космической информации высокого и среднего разрешения. Параметры орбиты спутника «Ре­сурс-01»: круговая солнечно-синхронная орбита высотой 678 км, пе­риод обращения 98 мин с наклонением 98,04 градуса.

В состав борто­вого информационного комплекса входят два сканера видимого и ближнего инфракрасного диапазонов со следующими характеристика­ми:

1) многоканальное сканирующее устройство высокого разреше­ния МСУ-Э с пространственным разрешением 35x45 м. Полоса обзора составляет 45 км, съемка осуществляется в 3 спектральных каналах

500-600 нм, 600-700 нм и 800-900 нм;

2) многоканальное сканирующее устройство среднего разреше­ния МСУ-СК с пространственным разрешением 150x250 м. Полоса обзора достигает 600 км. Съемка проводится в 5 спектральных кана­лах: 500-600 нм, 600-700 нм, 700-800 нм, 800-1100 нм и 10400-12600 нм;

3) размеры видеоизображения составляют 1000 элементов на 1100 строк для МСУ-Э и 1800 элементов на 1500 строк для МСУ-СК.

Космическая гидрометеорологическая система «Метеор-3», также принадлежащая Росгидромету, обеспечивает глобальный эколо­гический мониторинг территории России. Параметры орбиты спутника «Метеор»: приполярная круговая орбита высотой около 1200 км, на­клонение -- 82,5 градуса. Комплекс научной аппаратуры позволяет оперативно получать изображения облачности и подстилающей по­верхности в видимом и инфракрасном диапазонах, данные о темпера­туре и влажности воздуха, температуре морской поверхности и обла­ков. Осуществляются также мониторинг озоносферы и геофизический мониторинг.

В состав бортового комплекса спутника входят сканирующий десятиканальный ИК радиометр с пространственным разрешением 35x35 км (спектральный диапазон -- 9,65-18,7 мкм, полоса обзора -­400 км), а также ИК радиометр для глобального обзора и передачи данных на автономные пункты приема информации (АППИ) с про­странственным разрешением 3x3 км (спектральный диапазон -- 10,5­12,5 мкм, полоса обзора -- 3100 км). В составе бортового комплекса имеется также сканирующая ТВ аппаратура с системой запоминания данных на борту для глобального обзора и сканирующая ТВ аппарату­ра для передачи данных на АППИ.

Российская космическая система «Океан-0» обеспечивает полу­чение радиолокационных, микроволновых и оптических изображений земной поверхности в интересах морского судоходства, рыболовства и освоения шельфовых зон Мирового океана.

Одной из основных задач спутника является освещение ледовой обстановки в Арктике и Ан­тарктике, обеспечение проводки судов в сложных ледовых условиях. Параметры орбиты спутника: приполярная круговая орбита высотой 600-650 км, наклонение -- 82-83°. Поток информации в условиях об­лачности и в любое время суток обеспечивается радиолокатором РЛС БО и системой сбора информации от автономных морских и ледовых станций «Кондор». В состав комплекса бортовой аппаратуры спутника «Океан-01» входят СВЧ-радиометры Р-600 и Р-255, сканирующий СВЧ-радиометр «Дельта-2», трассовый поляризационный спектрора­диометр «Трассер», а также комплекс оптической сканирующей аппа­ратуры, включающий в себя многоканальное сканирующее устройство среднего разрешения МСУ-С (пространственное разрешение — 370 км, полоса обзора — 1100 км, спектральные диапазоны — 0,6-0,7 мкм, 0,8-1,1 мкм) и многоканальное сканирующее устройство малого раз­решения МСУ-М (пространственное разрешение -- 2 км, полоса обзо­ра -- 1900 км, спектральные диапазоны -- 0,5-0,6; 0,6-0,7; 0,7-0,8; 0,8-1,1 мкм).

Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля состояния окружающей среды:

1) определение метеорологических характеристик: вертикаль­ные профили температуры, интегральные характеристики влажности, характер облачности и т.д.);

2) контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, полу­чение карт крупных стихийных бедствий;

3) определение температуры подстилающей поверхности, опе­ративный контроль и классификация загрязнений почвы и водной по­верхности;

4) обнаружения крупных или постоянных выбросов промыш­ленных предприятий;

5) контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых

зон;

6) обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;

7) выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов круп­ных производств и ТЭЦ в мегаполисах;

8) регистрация дымных шлейфов от труб;

9) мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;

10) обнаружение и оценка масштабов зон крупных наводнений;

11) контроль динамики снежных покровов и загрязнений снеж­ного покрова в зонах влияния промышленных предприятий.

2.2.

<< | >>
Источник: Толмачева Н.И., Шкляева Л.С.. Космические методы экологического мониторинга: учеб. пособие / Н.И. Толмачева, Л.С. Шкляева; Перм. ун­т.- Пермь,2006.- 296 с.. 2006

Еще по теме Спутниковый экологический мониторинг: