Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Первые снимки из космоса были сделаны во время полета суборбитальной ракеты Фау-2, запущенной США 24 октября 1946 года.

Спутниковые изображения (также наблюдение снимки Земли , космические фотографии , или просто спутниковое фото ) являются изображения на Земле собранных спутников изображений управляют правительствами и бизнесом по всему миру. Компании, занимающиеся созданием спутниковых изображений, продают изображения по лицензии правительствам и предприятиям, таким как Apple Maps и Google Maps . Его не следует путать с астрономическими изображениями, полученными с помощью космического телескопа .

История [ править ]

Спутниковые снимки сделаны в пикселях. На первом грубом изображении, сделанном спутником Explorer 6, показана освещенная солнцем часть центральной части Тихого океана и ее облачный покров. Фотография была сделана 14 августа 1959 года, когда спутник находился на высоте около 27000 км над поверхностью земли. В то время спутник пересекал Мексику.

Первые снимки из космоса были сделаны во время суборбитальных полетов . Запущенный США полет Фау-2 24 октября 1946 года делал одно изображение каждые 1,5 секунды. С апогеем в 65 миль (105 км) эти фотографии были в пять раз выше, чем предыдущий рекорд, 13,7 миль (22 км), сделанный полетом на воздушном шаре Explorer II в 1935 году. [1] Первые спутниковые (орбитальные) фотографии Земля была создана 14 августа 1959 года американским исследовательским центром Explorer 6 . [2] [3] Первые спутниковые фотографии Луны могли быть сделаны 6 октября 1959 года советским спутником Луна-3 во время миссии по фотографированию обратной стороны Луны. Голубой мраморФотография была сделана из космоса в 1972 году и стала очень популярной в средствах массовой информации и среди общественности. Также в 1972 году Соединенные Штаты начали программу Landsat , самую крупную программу получения изображений Земли из космоса. Миссия Landsat Data Continuity Mission , самый последний спутник Landsat, была запущена 11 февраля 2013 года. В 1977 году первые спутниковые изображения в реальном времени были получены американской спутниковой системой KH-11 .

Первое телевизионное изображение Земли из космоса, переданное метеорологическим спутником TIROS-1 в 1960 году.

Все спутниковые изображения, созданные НАСА , публикуются Обсерваторией Земли НАСА и находятся в свободном доступе для общественности. В нескольких других странах есть программы спутниковой съемки, и совместными усилиями европейцев были запущены спутники ERS и Envisat с различными датчиками. Есть также частные компании, которые предоставляют коммерческие спутниковые снимки. В начале 21 века спутниковые изображения стали широко доступны, когда несколько компаний и организаций предложили доступное, простое в использовании программное обеспечение с доступом к базам данных спутниковых изображений.

Использует [ редактировать ]

... или нанести на карту небольшой участок Земли, например, на этой фотографии сельской местности округа Хаскелл , штат Канзас , США.

Спутниковые изображения находят множество применений в метеорологии , океанографии , рыболовстве , сельском хозяйстве , сохранении биоразнообразия , лесном хозяйстве , ландшафте , геологии , картографии , региональном планировании , образовании , разведке и войне. Менее распространенные виды использования включают поиск аномалий , критикуемый метод исследования, включающий поиск необъяснимых явлений на спутниковых изображениях. [4] Изображения могут быть в видимых цветах и ​​в других спектрах . Это такжекарты высот , обычно составляемые с помощью радиолокационных изображений. Интерпретация и анализ спутниковых снимков проводится с использованием специализированного программного обеспечения дистанционного зондирования .

Характеристики данных [ править ]

При обсуждении спутниковых изображений в дистанционном зондировании существует пять типов разрешения: пространственное, спектральное, временное, радиометрическое и геометрическое. Кэмпбелл (2002) [5] определяет их следующим образом:

  • пространственное разрешение определяется как размер пикселя изображения, представляющего размер площади поверхности (т.е. м 2 ), измеряемой на земле, определяемой мгновенным полем обзора датчиков (IFOV);
  • спектральное разрешение определяется размером интервала длин волн (дискретный сегмент электромагнитного спектра) и количеством интервалов, которые измеряет датчик;
  • временное разрешение определяется количеством времени (например, дней), которое проходит между периодами сбора изображений для данного местоположения поверхности.
  • Радиометрическое разрешение определяется как способность системы формирования изображения записывать многие уровни яркости (например, контраст) и эффективную битовую глубину датчика (количество уровней градаций серого) и обычно выражается как 8-битное (0–255) ), 11-битный (0–2047), 12-битный (0–4095) или 16-битный (0–65 535).
  • Геометрическое разрешение относится к способности спутникового датчика эффективно отображать часть поверхности Земли в одном пикселе и обычно выражается в единицах расстояния от земной поверхности или GSD. GSD - это термин, содержащий общие источники оптического и системного шума, который полезен для сравнения того, насколько хорошо один датчик «видит» объект на земле в пределах одного пикселя. Например, GSD Landsat составляет ≈30 м, что означает, что наименьшая единица измерения, отображаемая на один пиксель изображения, составляет ≈30 м x 30 м. Последний коммерческий спутник (GeoEye 1) имеет GSD 0,41 м. Это сопоставимо с разрешением 0,3 м, полученным на некоторых ранних военных разведывательных спутниках, таких как Corona . [ необходима цитата ]

Разрешение спутниковых снимков варьируется в зависимости от используемого инструмента и высоты орбиты спутника. Например, в архиве Landsat есть повторяющиеся снимки планеты с разрешением 30 метров, но большая их часть не была обработана на основе необработанных данных. Landsat 7 имеет средний период возврата 16 дней. Для многих небольших областей могут быть доступны изображения с разрешением до 41 см. [6]

Спутниковые снимки иногда дополняют аэрофотосъемкой , которая имеет более высокое разрешение, но стоит дороже за квадратный метр. Спутниковые изображения можно комбинировать с векторными или растровыми данными в ГИС при условии, что изображения были пространственно исправлены, чтобы они правильно согласовывались с другими наборами данных.

Изображения спутников [ править ]

Общественное достояние [ править ]

Спутниковые изображения земной поверхности настолько полезны для общества, что многие страны поддерживают программы спутниковой съемки. Соединенные Штаты первыми сделали эти данные свободными для использования в научных целях. Некоторые из наиболее популярных программ перечислены ниже, за ними недавно последовала группировка Sentinel Европейского Союза.

Landsat [ править ]

Landsat - это старейшая программа непрерывных спутниковых изображений Земли. Оптические изображения Landsat собираются с разрешением 30 м с начала 1980-х годов. Начиная с Landsat 5 , также собирались тепловые инфракрасные изображения (с более грубым пространственным разрешением, чем оптические данные). В настоящее время на орбите находятся спутники Landsat 7 и Landsat 8 . Landsat 9 планируется.

MODIS [ править ]

MODIS собрал почти ежедневно спутниковых снимков Земли в 36 спектральных диапазонах с 2000 MODIS на борту спутников NASA Terra и Aqua.

Sentinel [ править ]

ЕКА в настоящее время разрабатывает группировку спутников Sentinel . В настоящее время запланировано 7 миссий, каждая для разных приложений. Sentinel-1 (визуализация SAR), Sentinel-2 (декаметровая оптическая визуализация поверхности суши) и Sentinel-3 (гектометрические оптические и тепловизионные изображения для земли и воды) уже запущены.

АСТЕР [ править ]

Усовершенствованного космического термоэмиссионного и отражающего радиометра (ASTER) является инструментом визуализации на борту Terra, флагман спутник системы НАСА наблюдения Земли (ЭОС) , запущенный в декабре 1999 года ASTER является результатом совместных усилий между НАСА, японского Министерства экономики, торговли и промышленности (METI) и Japan Space Systems (J-spaceystems). Данные ASTER используются для создания подробных карт температуры поверхности земли, отражательной способности и высоты. Скоординированная система спутников EOS, включая Terra, является основным компонентом Управления научных миссий НАСА и Отдела наук о Земле. Целью НАСА «Наука о Земле» является развитие научного понимания Земли как интегрированной системы, ее реакции на изменения, а также лучшего прогнозирования изменчивости и тенденций в климате, погоде и стихийных бедствиях.[7]

  • Климатология земной поверхности - исследование параметров земной поверхности, температуры поверхности и т. Д. Для понимания взаимодействия земной поверхности и потоков энергии и влаги.
  • Динамика растительности и экосистемы - исследования распределения растительности и почвы и их изменений для оценки биологической продуктивности, понимания взаимодействия суши и атмосферы и выявления изменений экосистемы.
  • Мониторинг вулканов - мониторинг извержений и предшествующих событий, таких как выбросы газа, шлейфы извержений, развитие лавовых озер, история извержений и потенциал извержений.
  • Мониторинг опасностей - наблюдение за масштабами и последствиями лесных пожаров, наводнений, береговой эрозии, ущерба от землетрясения и ущерба от цунами.
  • Гидрология - понимание глобальных энергетических и гидрологических процессов и их связи с глобальными изменениями; включено эвапотранспирация с растений
  • Геология и почвы - подробный состав и геоморфологическое картирование поверхностных почв и коренных пород для изучения процессов на поверхности земли и истории земли.
  • Изменение поверхности земли и земного покрова - мониторинг опустынивания, обезлесения и урбанизации; предоставление данных для менеджеров по сохранению для мониторинга охраняемых территорий, национальных парков и территорий дикой природы

Метеосат [ править ]

Модель геостационарного спутника Meteosat первого поколения.

МЕТЕОСАТ -2 геостационарных метеорологический спутник начал оперативно предоставлять данные съемки 16 августа 1981 г. Eumetsat работает в Meteosats с 1987 года.

  • МЕТЕОСАТ видимые и инфракрасное формирование изображения (MVIRI) , три канала формирование изображения: видимый, инфракрасный и водяной пар; Он работает на спутнике Meteosat первого поколения , при этом Meteosat-7 все еще активен.
  • 12-канальный вращающийся формирователь изображений в видимом и инфракрасном диапазонах (SEVIRI) включает в себя каналы, аналогичные тем, которые используются в MVIRI, обеспечивая непрерывность климатических данных на протяжении трех десятилетий; Метеосат второго поколения (MSG).
  • Flexible Combined Imager (FCI) на Метеосата третьего поколения (MTG) также будет включать в себя аналогичные каналы, а это означает , что все три поколения обеспечили более 60 лет климатических данных.

Частный домен [ править ]

Некоторые спутники строятся и обслуживаются частными компаниями. К ним относятся:

GeoEye [ править ]

GeoEye в GeoEye-1 спутник был запущен 6 сентября 2008 года [8] GeoEye-1 спутник имеет систему обработки изображений с высоким разрешением и может собирать изображения с разрешением на местности 0,41 м (16 дюймов) в панхроматический или черный и белый режим. Он собирает мультиспектральные или цветные изображения с разрешением 1,65 метра или около 64 дюймов.

Максар [ править ]

Спутник Maxar WorldView-2 обеспечивает получение коммерческих спутниковых изображений высокого разрешения с пространственным разрешением 0,46 м (только панхроматическое). [9] Панхроматические изображения WorldView-2 с разрешением 0,46 метра позволяют спутнику различать объекты на земле, расстояние между которыми составляет не менее 46 см. Точно так же спутник Maxar QuickBird обеспечивает панхроматические изображения с разрешением 0,6 метра (в надире ).

Спутник Maxar WorldView-3 обеспечивает получение коммерческих спутниковых изображений высокого разрешения с пространственным разрешением 0,31 м. WVIII также имеет коротковолновый инфракрасный датчик и атмосферный датчик [10]

Spot Image [ править ]

SPOT изображение Братиславы

3 спутника SPOT на орбите (Spot 5, 6, 7) обеспечивают изображения с очень высоким разрешением - 1,5 м для панхроматического канала, 6 м для многоспектрального (R, G, B, NIR). Spot Image также распространяет данные с различным разрешением с других оптических спутников, в частности с Formosat-2 (Тайвань) и Kompsat-2 (Южная Корея), а также с радарных спутников (TerraSar-X, ERS, Envisat, Radarsat). Spot Image также является эксклюзивным поставщиком данных со спутников Pleiades высокого разрешения с разрешением 0,50 метра или около 20 дюймов. Запуски произошли в 2011 и 2012 годах соответственно. Компания также предлагает инфраструктуру для приема и обработки, а также дополнительные возможности.

BlackBridge [ править ]

BlackBridge , ранее известная как RapidEye , управляет группировкой из пяти спутников, запущенной в августе 2008 г. [11], группировка RapidEye содержит идентичные мультиспектральные датчики, которые одинаково откалиброваны. Следовательно, изображение с одного спутника будет эквивалентно изображению с любого из четырех других, что позволит собирать большое количество изображений (4 миллиона км 2 в день) и ежедневно посещать определенную область. Каждый из них путешествует по одной и той же орбитальной плоскости на расстояние 630 км и доставляет изображения с размером пикселя 5 метров. RapidEyeспутниковые изображения особенно подходят для приложений в сельском хозяйстве, окружающей среде, картографии и борьбе со стихийными бедствиями. Компания не только предлагает их изображения, но и консультирует своих клиентов для создания услуг и решений на основе анализа этих изображений.

ImageSat International [ править ]

Спутники наблюдения за ресурсами Земли , более известные как спутники "EROS", представляют собой легкие спутники с низкой околоземной орбитой и высоким разрешением, предназначенные для быстрого маневрирования между визуализируемыми целями. На рынке коммерческих спутников высокого разрешения EROS - самый маленький спутник очень высокого разрешения; он очень маневренный и, следовательно, обеспечивает очень высокие характеристики. Спутники размещаются на круговой солнечно-синхронной околополярной орбите на высоте 510 км (± 40 км). Спутниковые изображения EROS используются в первую очередь для разведки, национальной безопасности и национального развития, но также используются в широком спектре гражданских приложений, включая: картографирование, пограничный контроль, планирование инфраструктуры, сельскохозяйственный мониторинг, мониторинг окружающей среды., реагирование на стихийные бедствия, обучение и моделирование и т. д.

EROS A - спутник высокого разрешения с панхроматическим разрешением 1,9–1,2 м, запущен 5 декабря 2000 года.

EROS B - второе поколение спутников очень высокого разрешения с панхроматическим разрешением 70 см, было запущено 25 апреля 2006 года.

Китай Сивэй [ править ]

GaoJing-1 / SuperView-1 (01, 02, 03, 04) - это коммерческое созвездие китайских спутников дистанционного зондирования, контролируемое China Siwei Surveying and Mapping Technology Co. Ltd. Четыре спутника работают с высоты 530 км и синхронизируются по фазе. 90 ° друг от друга на одной орбите, обеспечивая панхроматическое разрешение 0,5 м и мультиспектральное разрешение 2 м на полосе обзора 12 км. [12] [13]

Недостатки [ править ]

Поскольку общая площадь суши на Земле очень велика и из-за относительно высокого разрешения, спутниковые базы данных огромны, а обработка изображений (создание полезных изображений из необработанных данных) требует много времени. [ необходима цитата ] Часто требуется предварительная обработка, такая как удаление изображения . В зависимости от используемого датчика погодные условия могут влиять на качество изображения: например, трудно получить изображения для областей с частым облачным покровом, таких как горные вершины. По этим причинам общедоступные наборы данных спутниковых изображений обычно обрабатываются для визуального или научного коммерческого использования третьими сторонами.

Коммерческие спутниковые компании не размещают свои изображения в открытом доступе и не продают свои изображения; вместо этого нужно иметь лицензию на использование их изображений. Таким образом, возможность легального создания производных продуктов из коммерческих спутниковых снимков сводится к минимуму.

Проблемы конфиденциальности были высказаны некоторыми, кто не желает, чтобы их собственность показывалась сверху. Google Maps отвечает на такие вопросы в своих часто задаваемых вопросах следующим заявлением: « Мы понимаем вашу озабоченность по поводу конфиденциальности ... Изображения, которые отображаются на Google Maps, не отличаются от тех, которые могут увидеть все, кто пролетает или проезжает мимо определенного географического местоположения. " [14]

См. Также [ править ]

Составное изображение Земли в ночное время, так как только половина Земли находится в ночи в любой момент времени.
  • Аэрофотосъемка
  • Бхуван
  • Платформа Bing Maps
  • Спутник наблюдения Земли
  • Карты Гугл
  • Спектрорадиометр среднего разрешения
  • Разведывательный спутник
  • Дистанционное зондирование
  • Миссия Shuttle Radar Topography
  • Стратегеллит
  • TerraServer-USA (теперь Microsoft Research Maps )
  • Terraserver.com
  • Хронология первых снимков Земли из космоса
  • Виртуальный глобус
    • Гугл Земля
    • НАСА Мировой ветер
  • Метеорологический спутник

Ссылки [ править ]

  1. ^ Первая фотография из космоса , Тони Reichhardt, Air & Space Magazine , 01 ноября 2006
  2. ^ "50 лет наблюдения за Землей" . 2007: Космический юбилей . Европейское космическое агентство . 3 октября 2007 . Проверено 20 марта 2008 .
  3. ^ "Первое изображение со спутника Explorer VI" . НАСА. Архивировано из оригинала на 2009-11-30.
  4. ^ Рэдфорд, Бенджамин (2019). «Поиск аномалий по спутниковым изображениям». Скептически настроенный исследователь . Vol. 43 нет. 4. Центр запросов . С. 32–33.
  5. ^ Кэмпбелл, JB 2002. Введение в дистанционное зондирование. Нью-Йорк Лондон: The Guilford Press [ необходимы страницы ]
  6. ^ Grayaudio мар 15, 2010 « в мире с самым высоким разрешением спутниковых снимков» . HotHardware . Проверено 9 июня 2013 .
  7. ^ «Проект АСТЕР» . Проверено 6 апреля 2015 .
  8. Перейти ↑ Shall, Andrea (6 сентября 2008 г.). «GeoEye запускает спутник высокого разрешения» . Рейтер . Проверено 7 ноября 2008 .
  9. ^ "Ball Aerospace & Technologies Corp" . Проверено 7 ноября 2008 .
  10. ^ "Аэроснимки и фотографии высокого разрешения" . Проверено 24 октября 2014 .
  11. ^ "Пресс-релиз RapidEye" (PDF) . Проверено 9 июня 2013 .
  12. ^ "GaoJing / SuperView - Спутниковые миссии - eoPortal Directory" . directory.eoportal.org . Проверено 14 ноября 2019 .
  13. ^ "GaoJing-1 01, 02, 03, 04 (SuperView 1)" . space.skyrocket.de . Проверено 14 ноября 2019 .
  14. Кэтрин Беттс сообщила Associated Press (2007) http://news.nationalgeographic.com/news/2007/03/070312-google-censor_2.html

Внешние ссылки [ править ]

  • ЕКА Envisat Meris - 300 м - самое подробное изображение всей Земли на сегодняшний день, сделанное Envisat Meris Европейского космического агентства.
  • Blue Marble: Next Generation - детальное полноцветное изображение всей Земли.
  • World Wind - программное обеспечение для трехмерного просмотра Земли с открытым исходным кодом, разработанное НАСА и имеющее доступ к базе данных НАСА JPL.