Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ) - GeoJet
info@geojetexploration.com
+7 (495) 477-43-32 Москва +7 (707) 933-30-49 Алматы

Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ)

Дистанционное зондирование земли (Remote Sensing) представляет собой процесс изучения земной поверхности с помощью датчиков, установленных как на космических и воздушных летательных аппаратах, так и на наземных объектах.

Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ)

Картинка с сайта gisgeography.com

В основе данного исследования лежит измерение собственного или отраженного электромагнитного излучения объектов. Значительно реже изучается гравитационное поле.

Ширина полосы захвата поверхности земли при дистанционном зондировании из космоса может составлять 10-20 км при высоком разрешении (менее 1 м на пиксель). Космические аппараты, находящиеся на геостационарной орбите, могут захватывать съёмкой целое полушарие.

Преимуществами ДЗЗ являются:

  • возможность проведения масштабных исследований. в том числе в труднодоступных местностях;
  • отсутствие непосредственного контакта с поверхностью и минимизация вмешательства человека в жизнь природы;
  • возможность изучения движущихся объектов;
  • получение информации в разных диапазонах электромагнитного спектра;
  • возможность изучать земную поверхность на глубину до нескольких сантиметров (например, при тепловой инфракрасной съёмке).

С другой стороны, дистанционное зондирование требует применения дорогостоящих аппаратуры и программного обеспечения, а также высокой квалификации специалистов-операторов.

В настоящее время ДЗЗ широко применяется во многих сферах – от военной до сельскохозяйственной. При разведке месторождений полезных ископаемых дистанционное зондирование в совокупности с другими методами помогает определять литологический состав пород, изучать осадочные отложения и геологические процессы, выделять геологические структуры и т.д. Очень хорошо методы ДЗЗ показали себя в разведке месторождений золота, алмазов, урана, меди.

Многие государства имеют свои собственные программы и системы ДЗЗ. У России это Ресурс-П, Метеор-М, Канопус-В и т.д., у США – WorldView, Terra, GeoEye и т.д., у Евросоюза – Sentinel.

Краткая история ДЗЗ

История ДЗЗ начинается с использования фотографии для изучения поверхности земли.

В середине 19 века французский фотограф Надар впервые получает снимок Парижа, сделанный на высоте 350 м с аэростата. В первой четверти 20 века фотосъёмка земной поверхности производится уже с самолётов с помощью аэрофотоаппаратов. Издаются книги по дешифрированию аэрофотоснимков.

На дальнейшее развитие дистанционного зондирования повлияла, главным образом, военная сфера. Затем наработки стали использоваться и в гражданских целях.

Дистанционное зондирование с помощью космических аппаратов начало развиваться в 60-х годах прошлого века. В это время начали реализовываться программы по запуску спутников для метеорологических, разведывательных целей. В последующие годы постоянно повышаются качество аппаратуры и разрешение снимков.

В 21 веке в ДЗЗ интегрируются цифровые технологии и искусственный интеллект. В настоящее время многие государства осуществляют свои собственные космические программы, связанные с  применением ДЗЗ в различных сферах человеческой деятельности.

Источники информации для ДЗЗ

Чаще всего при дистанционном зондировании датчиками фиксируется электромагнитное излучение. Так как большая часть его спектра поглощается и рассеивается атмосферой, аэрокосмическое ДЗЗ производится через так называемые “окна прозрачности” – те области спектра, которые максимально свободно проходят сквозь атмосферу (оптический и радиодиапазон).

Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ)

Картинка с сайта www.earthdata.nasa.gov

В оптический диапазон входят следующие области:

  • ультрафиолетовая (с длиной волны λ = 0,1–0,4 мкм),
  • видимая (λ = 0,4–0,75 мкм) – делится на 7 цветовых зон;
  • инфракрасная (λ = 0,75–1 000 мкм) – делится на ближнюю, среднюю и дальнюю части.

К радиодиапазону относятся:

  • Миллиметровый Ka (λ = 0,8-1,1 см);
  • Сантиметровые K (λ = 1,1-15 см);
  • Ku (λ = 1,7-2,4 см);
  • X (λ = 2,4-3,8 см);
  • C (λ = 3,8-7,5 см);
  • S (λ = 7,5-15 см);
  • Дециметровые L (λ = 15-30 см);
  • Метровые P (λ = 30-100 см).

Съёмка одновременно в нескольких волновых диапазонах позволяет получать более полную информацию об исследуемых объектах.

Методы ДЗЗ

В зависимости от природы излучения (собственного или отражённого) выделяются два метода зондирования: активный и пассивный.

Активный метод подразумевает облучение интересующих объектов или площадей волнами, генерируемыми датчиком, и последующее изучение отражённых волн. Примером применения такого метода могут быть радиолокационная система с синтезированной апертурой, лазерное сканирование.

Пассивный метод основывается на изучении естественного собственного или отражённого излучения объектов (например, солнечного света). Такой сбор информации ведётся с помощью мультиспектральных датчиков.

Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ)

Картинка с сайта www.earthdata.nasa.gov

Сферы применения ДЗЗ

С каждым годом сфер применения дистанционного зондирования становится всё больше. Это не только военная разведка, но и геодезия и картография, сельское, лесное, дорожное хозяйство, археология, геология, экология, градостроительство и т.д.

ДЗЗ активно используется для мониторинга, защиты окружающей среды, климатических исследований.

Также дистанционное зондирование позволяет прогнозировать природные и техногенные катастрофы, оперативно отслеживать ситуацию и устранять негативные последствия чрезвычайных ситуаций.

Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ)

Картинка с сайта gisgeography.com