Приложения, возможности КА и необходимость использования информации ДЗЗ

Космические аппараты дистанционного зондирования Земли используются для изучения природных ресурсов, метеорологических исследований, мониторинга состояния поверхности суши, океана и атмосферы, опасных природных явлений.

Для ДЗЗ обычно используются два основные типа спутников: геостационарные и полярноорбитальные. Если первые из них постоянно обеспечивают обзор одной и той 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(искусственные спутники Земли), оказываются над заданным районом наблюдения.

Съемочная аппаратура ДЗЗ, устанавливаемая на спутнике, может работать в различных спектральных диапазонах: ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном, микроволновом, в областях прозрачности земной атмосферы прозрачна для электромагнитных волн. В видимом диапазоне датчики (фотоэлементы, матрицы приборов с зарядовой связью и т.п.) регистрируют отраженное от земных покровов и прошедшее через атмосферу солнечное излучение. В ИК-диапазоне превалирует собственное (тепловое) излучение поверхности Земли. В микроволновом диапазоне используют собственное излучение планеты, либо отраженные сигналы искусственных источников облучения, установленных на борту ИСЗ. Возможности аппаратуры дистанционного зондирования в различных спектральных диапазонах существенно различаются: оптические дают наиболее качественные, привычные для наблюдателя цветные изображения с высоким пространственным разрешением, синтезированные из нескольких монохроматических снимков; инфракрасную съемку целесообразно проводить в темное время суток, наблюдая температурные аномалии поверхности. Для специфических случаев зондирования в микроволновом диапазоне даже облачный покров помехой не является.

Конечным потребителем информации ДЗЗ может быть построена иерархия требований к информации дистанционного зондирования, причем в этой иерархии в общем случае можно выделить следующие три уровня: требования к первичной, «объектовой» и потребительской информации ДЗЗ. На потребительском уровне к информации предъявляются требования в терминах решаемой прикладной задачи (например, прогнозирование урожайности посевов). Полнота удовлетворения этих требований определяет, в конечном счете, качество получаемой спутниковой информации. При этом может быть определен перечень геофизических объектов, процессов и явлений, дистанционное наблюдение которых необходимо для решения данной потребительской задачи. Совокупность определяемых при этом характеристик (температура земной поверхности, площадь снежного покрова и т.п.), а также необходимые точность, периодичность и обзорность измерений используются для обоснования требований к информации дистанционного зондирования на «объектовом» уровне. И, наконец, необходимые информационные возможности конкретной аппаратуры, устанавливаемой на ИСЗ ДЗЗ (пространственное разрешение, радиометрическая точность, используемые спектральные диапазоны, обзорность и периодичность съемки), а также орбитальные характеристики этих спутников (в основном, наклонение и высота орбиты, а также время пересечения экватора) определяются на этапе разработки требований к первичной информации дистанционного зондирования.

В космических системах изучения природных ресурсов Земли в качестве основных устройств дистанционного зондирования используются оптические камеры, обеспечивающие высокое (лучше 100 м) пространственное разрешение получаемых снимков в полосе обзора около 100 км. Данные, получаемые при помощи таких камер с высоким пространственным разрешением, используются при решении большого числа тематических задач, включая, например, измерение протяженности и классификация растительного покрова, определение состояния сельскохозяйственных культур, геологическое картирование, контроль эрозии почв в береговой зоне и т.д.