Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено со спутниковой съемки )
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.
Спутниковый снимок Форталезы .

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 ]

Дополнительная информация: Первые изображения Земли из космоса.
Спутниковые снимки сделаны в пикселях. Первое приблизительное изображение, полученное спутником Explorer 6, показывает освещенную солнцем центральную часть 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 , крупнейшую программу получения изображений Земли из космоса. Миссия Landsat Data Continuity Mission , 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, полученные 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 по радиолокационным изображениям. 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 визуализации записывать множество уровней яркости (например, контраст) и эффективной битовой глубины датчика (количество уровней градаций серого) и обычно выражается в 8-битном формате (0–255). ), 11-битный (0–2047), 12-битный (0–4095) или 16-битный (0–65 535).
  • Геометрическое разрешение относится к способности спутникового сенсора 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 для Landsat составляет ≈30 м, что означает, что наименьшая единица измерения, отображаемая на один пиксель в изображении, составляет ≈30 м x 30 м. Последний коммерческий спутник (GeoEye 1) имеет GSD 0,41 м. Это сопоставимо с разрешением 0,3 м, полученным некоторыми ранними разведывательными спутниками, основанными на военных фильмах, такими как Corona . [ необходима цитата ]

Разрешение спутниковых снимков варьируется в зависимости от используемого инструмента и высоты орбиты спутника. Например, в архиве Landsat есть повторяющиеся изображения 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 скорректированы, так что они будут правильно согласованы с другими наборами данных.

Спутники для съемки [ править ]

Основная статья: спутники наблюдения Земли

Общественное достояние [ править ]

Спутниковые изображения поверхности Земли 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 - 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 Landsat 7 и Landsat 8 спутников на орбите. Планируется, что Landsat 9 .

MODIS [ править ]

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

Страж [ 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 и 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 обнаружения изменений экосистемы.
  • Мониторинг вулканов - мониторинг извержений и предшествующих им 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 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 охране окружающей среды 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 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 ]

Несколько спутников строятся и обслуживаются частными компаниями. Это включает:

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. Аналогичным образом 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 дистрибьютором данных со спутников Pleiades высокого разрешения с разрешением 0,50 метра или около 20 дюймов. Пуски произошли в 2011 и 2012 годах соответственно. Компания также предлагает инфраструктуру для приема и обработки, а также дополнительные возможности.

Planet's RapidEye [ править ]

В 2015 году Planet приобрела BlackBridge и ее группировку из пяти спутников RapidEye , запущенных в августе 2008 года. [11] Созвездие RapidEye содержит идентичные мультиспектральные датчики, которые одинаково откалиброваны. Следовательно, изображение с одного спутника будет эквивалентно изображению с любого из четырех других, что позволит собирать большой объем изображений (4 миллиона км 2 в день) и ежедневно пересматривать 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. Созвездие RapidEye было удалено Planet в апреле 2020 года.

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 является самым маленьким спутником очень высокого разрешения; он очень маневренный и, следовательно, обеспечивает очень высокие характеристики. Спутники размещены 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, контролируемых 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 при 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 на основе коммерческих спутниковых изображений сводится к минимуму.

Проблемы конфиденциальности были высказаны некоторыми, кто не желает, чтобы их собственность показывалась сверху. Google Maps отвечает на такие проблемы в своих часто задаваемых вопросах следующим заявлением: « Мы понимаем вашу озабоченность по поводу конфиденциальности ... Изображения, отображаемые на Картах Google, 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». Скептический вопрошатель . 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 15 марта 2010 г. «Спутниковые снимки с самым высоким разрешением в мире» . 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 ]

  • ESA Envisat Meris - 300 м - самый подробный на сегодняшний день снимок всей Земли, сделанный Европейским космическим агентством Envisat Meris.
  • 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.