Для чего нужны космоснимки
Космические снимки и преимущества их использования в разных сферах
Наверно, многие уже сталкивались с космическими снимками. И вставал вопрос: для чего они вообще используются, как их применять на практике. В целом космические снимки представляют собой реалистичное изображение какой-либо местности, полученное из космоса. Это лучше, чем карты, ведь такие снимки являются динамическими и более актуальными. Разрешение подобной съемки является очень высоким, практически до нескольких сантиметров. По этой причине человек может увидеть даже такие детали, которые он не мог бы заметить на обычных картах.
Плюсы космических снимков
Космические снимки основаны на удаленном зондировании нашей планеты. Происходит наблюдение за поверхностью Земли с помощью разных авиа- и космических средств, а также мощной аппаратуры.
Плюсом такого подхода является то, что космические снимки являются удобной основой для топографического картографирования. Многие сервисы, существующие сегодня, работают с использованием космических карт и снимков. Как пример можно привести Google Maps или Яндекс.Карты. Сторонние сервисы тоже активно подтягиваются.
Еще один плюс космических снимков – с их помощью можно отслеживать разные процессы и явления, которые не всегда могут быть отражены на обычных картах. По снимкам можно, к примеру, составить прогноз погоды или определить места, в которых произошли чрезвычайные ситуации, лесные пожары, земельные проблемы. Космические снимки дают возможность решить вопросы с урожайностью, ведь на их основе можно составить действующие рабочие модели высокой эффективности.
Сферы применения снимков очень широки.
Плюсами такого подхода являются актуальность информации, оперативность ее получения, широкий охват в пространстве, а также возможность сопоставления полученных сведений.
На снимках можно всегда выделить разные объекты, даже мельчайшие. Аппаратура, которая стоит на современных комплексах слежения, ведет изучение сразу в нескольких диапазонах, а потому можно решать самые разные прикладные задачи.
Лекция №11. Космические снимки
Лекция №11. Космические снимки
11.2. Определения
Аэрокосмическое зондирование, бурно развиваясь в последнее время, предоставило новые методы исследования земной поверхности. Практическое использование космических снимков лежит в тематическом картографировании и кадастровых задачах.
Развитие методов дистанционного зондирования способствовало развитию дешифрования и попыток автоматизировать этот процесс, который в настоящее время лишь частично реализован.
11.3. Особенности съемки из космоса
Космические снимки получают с высоты более 100 км., т. е. при движении носителя аппаратуры вне атмосферы, в космическом пространстве, с ракет, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций, автоматических искусственных спутников Земли и других космических аппаратов.
11.3.1. Влияние параметров орбиты
Съемка из космоса имеет две основные особенности: выполняется с орбит, параметры которых влияют на свойства снимков; производятся с большого расстояния через толщу атмосферы. По сравнению с самолетом космический аппарат имеет ограниченные возможности маневрирования. Съемку производят с определенной орбиты. Параметры орбиты и скорость космического корабля обычно известны, поэтому может быть найдено его пространственное положение в заданный момент фотографирования.
У орбиты имеются следующие параметры, влияющие на снимки:
· Форма орбит, обусловленная законами небесной механики, в зависимости от скорости движения корабля, может быть круговой, эллиптической, параболической и гиперболической. Незамкнутые параболические и гиперболические орбиты используются для вывода космических аппаратов к другим планетам, а наблюдение за Землей производится обычно с круговых и эллиптических орбит (замкнутых). Для съемки наиболее предпочтительны круговые орбиты, у которых высоты в перигее и апогее близки. Круговая орбита обеспечивает одинаковую высоту съемки земной поверхности.
· Наклонение, определяемое углом i между плоскостью орбиты и плоскостью экватора, разделяют орбиты экваториальные (i=0), полярные (i=90) и наклонные. В реальных условиях из-за особенностей гравитационного поля Земли строго полярных и экваториальных орбит (как и строго круговых) не существует, и под ними понимают околополярные, околоэкваториальные (около круговые). В число наклонных орбит входят прямые (0
GIS-LAB
Географические информационные системы и дистанционное зондирование
Космические снимки – еще один инструмент обеспечения прозрачности государства
Опубликовано онлайн в Газета.ру с изменениями, здесь публикуется в оригинальном виде.
Максим Дубинин (sim@gis-lab.info)
Одной из стандарных «подложек» для отображения объектов, процессов и событий является картографическая информация. Одна из ее разновидностей – спутниковые или космические снимки, или более корректно, данные дистанционного зондирования, поскольку они могут быть получены не только из космоса, но и, например, с аппаратов воздушного базирования. Революцию в этой области, приведшую к изменению мирового информационного «ландшафта» в 2005 году произвела компания Google. Она предоставила первую глобальную, доступную каждому пользователю сети Интернет карту, а также как набор космических снимков. Внимание пользователей показало значительный интерес к подобной информации. По разным оценкам, уже в 2008 году только программа Google Планета Земля (Google Earth) была загружена 200-400 миллионов раз [Michael Jones, 2008, Geoweb 2008 keynote speech]. За прошедшие с 2005 года 6 лет на рынок вышли и другие, не менее амбициозные игроки развивающие как глобальные так и региональные сервисы, использующие различные наборы картографических данных, полученные из разных источников, но как правило сопровождаемые картиной мира из космоса.
Наиболее известными картографическими сервисами, где размещено большое число данных со спутников, являются проекты Google Maps, Bing Maps, Yahoo! Maps, Nokia Ovi Maps. Интернет-компании вступают во многомиллионные сделки с компаниями поставщиками спутниковых данных из космоса и начинают приобретать компании-поставщиков данных дистанционного зондирования и оборудования. Так, Google в 2007 г. покупает ImageAmerica, Microsoft еще раньше, в 2006 покупает Vexel.
Разделение картографической и космической информации не случайно. Первая является более рафинированной моделью реальности, вторая – непосредственным ее слепком. Над первой работают сотни компаний по всему миру собирающие, проверяющие, наносящие на карту собранную информацию, вторая является уделом гораздо меньшего количества, фактически единиц государственных и коммерческих поставщиков способных запускать дорогие спутники или производить сложную аппаратуру для приема данных. Появления подробной карты своего города или села многим все еще приходится ждать иногда годами, спутниковыми же данными многократно покрыта вся территория Земли. В зависимости от разрешения, разумеется, такие данные тоже могут быть более или менее доступны, но для того чтобы показать актуальную картину целого города в высокой детализации достаточно несколько снимков. Продолжаются запуски новых спутников дистанционного зондирования предоставляющих возможность увидеть все большее количество деталей, преимуществами космических технологий являются большая оперативность и охват при большой степени автономности.
Активная работа по доставке пользователям данных идет не только на глобальном, но и региональном уровне. Сейчас это называют новым термином «геопортал», их создали многие страны мира и они поддерживаюся на государственном уровне. Устойчивого определения понятия «геопортал» пока не существует, где-то это средство обмена самими геоданными, где-то – метаданными (информации обо информации), где-то даже средство создания геоданных.
В России единого государственного геопортала пока нет, но ряд коммерческих компаний также предоставляет доступ к данным из космоса и картографической информации:
Идет активность и на региональном уровне, хотя количество достойных примеров пока не так велико:
Ряд сервисов использующих космические снимки предоставляется государственными структурами:
До недавнего времени, многие из возможных способов применений снимков оставались прерогативой государства, но его технологическое и понятийное отставание в применении новых технологий привело к тому, что более активно реализовывать эти возможности стала общественность и негосударственные организации. Так как космические снимки представляют, как правило, неотредактированную картину мира, они могут использоваться для создания продуктов и сервисов позволяющих контролировать деятельность компаний и государства, создавать альтернативные источники информации для проверки официальной статистики.
Уникальность ситуации заключается в том, что Интернет позволяет пользователю быть не только потребителем информации, но и ее создателем. Как и во многих других сферах затронутых Интернетом в дистанционном зондировании также начинается эпоха UGC (user-generated content, содержание создаваемое самими пользователями) и его особого случая – VGI (volunteered geographic information, географическая информация создаваемая пользователями). Появление в широком доступе космических данных уже привело к запуску проектов использующих эти данные в качестве подложки, и счет таким проектам уже идет на тысячи. Постепенно начинают появляться и проекты непосредственно анализирующие данные из космоса на предмет обнаружения различных процессов, явлений и объектов. Однако, чем более высокотехнологичной или научной считается область знаний, тем более скептически принято относится к участию в работе со специфической информацией обычных пользователей. Тем не менее, радикальное улучшение доступа к данным, методологии и програмному обеспечению изменило правила игры и в отношении космических снимков. Дешифрирование снимков перестает быть прерогативой экспертов, сейчас попробовать себя в роли дешифровщика может каждый.
В 2009 г. Гринпис России запустил проект Леснадзор позволяющий, используя карту, сообщить о незаконных рубках, захвате земель и других нарушениях, приложив кроме информации о местоположении предполагаемого нарушения фотографию и описание. За 2 года существования проекта оставлено 361 cообщение. Российская группа проекта Letsdoit отмечает на картах места свалок. Пожалуй самым известным явлением в этой области является Ushahidi/Crowdmap – открытая программная платформа созданная одноименной компанией и предназначенная для оперативного сбора и визуализации информации, в том числе пространственной, из социальных сетей, СМС. Ushahidi проявила себя в кризисных событиях: землятрясениях на Гаити, Чили, Новой Зеландии, анти-провительственных демонстрациях на Ближнем Востоке и бедствиях в Японии [Проекты с использованием Ushahidi]. Собираемая с помощью широкой общественности информация в том числе демонстрировалась на картах, показывая местоположения жизненно важных объектов, источников воды, топлива, пунктов медицинского обслуживания и т.д. В России платформа Ushahidi использовалась проектом Карта помощи [Карта помощи] пострадавшим от природных пожаров 2010.
Возьмем, например, природные пожары. Теоретически, используя информацию оперативного спутникового мониторинга следить за пожарной обстановкой в интересующем регионе, анализировать динамику горения за период, по ежедневным снимкам из космоса, оценивать направление перемещения дымных шлейфов теперь может каждый желающий, например используя сервис «Космоснимки — Пожары». В сезон пожаров 2010 г. несколько десятков участников проекта OpenStreetMap используя актуальную космическую съемку предоставленную компанией Сканэкс осуществляли картирование границ сгоревших территорий [Общественный пожарный мониторинг]. Произведенная информация по качеству не могла сравниться с результатами государственной системой мониторинга пожаров (ИСДМ Рослесхоз) создаваемой профессионалами [ИСДМ Рослесхоз], но открытость данных позволила в дальнейшем использовать результаты для их улучшения и проведения независимой оценки площадей сгоревших территорий [Детектирование сгоревших территорий РФ в 2010: результаты Гринпис России].
К сожалению, несмотря на ряд интересных сервисов, государство пока не идет в ногу со временем и накладывает большое количество ограничений мешающих интенсивному развитию систем мониторинга. Несмотря на заявления официальных лиц и очевидное несоответствие современной действительности (данные сверхвысокого разрешения открыто доступны на многих упомянутых выше сайтах), до сих к данным с разрешением лучше двух метров применяется режим секретности. Хотя контролировать появление таких данных по территории РФ на зарубежных сайтах государство не может, ограничивать российские компании в проведении такой съемки пытается [Суд отложил на 4 августа жалобу по делу о запрете съемки Земли с высоким разрешением]. Лицензия «на гостайну», лицензия на космическую деятельность, лицензия на картографическую деятельность, — такой набор «бумажной» нагрузки сегодня необходим разве что при допуске к решению вопросов, как минимум, национальной безопасности страны. С одним лишь уточнением — в информационно и экономически развитых странах. Однако, в России они понадобятся любой организации серьезно занимающейся картографическими проектами. Это ограничивает конкуренцию и не пускает в область молодые и способные коллективы. Другое отрицательное следствие ограничений – невозможность создания по-настоящему эффективной независимой системы мониторинга. Побеждать в государственных тендерах будут организации находящиеся в хороших отношениях со спец- и другими службами, а не настоящие эксперты. В частности, “зеленые” организации получать доступ к гостайне не будут и соответственно формально проводить мониторинг по данным высокого разрешения не смогут. А если все-таки решатся провести его, то при большой степени “неудобности” выводов, вероятность натолкнуться вопроса “на каком основании вы такую деятельность ведете” будет стремится к 100%. Поэтому государство продолжает проводить конкурсы по закупке данных с подобными требованиями, например летом 2011-го ФГУП «Рослесинфорг» объявил тендера по поставке цифровой информации космической съемки на площади более 200 млн га [Тендер по поставке цифровой информации космической съемки ФГУП «Рослесинфорг»]. Учитывая, что спутниковый мониторинг лесного фонда России уже не первый год осуществляется с помощью зарубежных спутников дистанционного зондирования Земли, остается непонятным, от кого пытаются засекретить материалы космосъемки, требуя от исполнителя лицензию «на гостайну».
Планируется также расширение работы с высокодетальными снимками населенных пунктов и сельхозугодий России, которые должны быть сфотографированы в высоком разрешении (0,5 метра на пиксель), согласно приказу, который был подписан министром экономического развития Эльвирой Набиуллиной [Росреестр сфотографирует Россию четче «Яндекса» и Google]. Представители Росреестра обещают, что для некоммерческого использования эти данные будут доступны бесплатно. Как это согласуется с режимом секретности и можно ли будет создавать на их основе производные продукты — покажет время.
В будущем эксперты ожидают все большого вовлечения институтов гражданского общества в создание механизмов контроля использующих географическую информацию. Возможно, уже в ближайшие годы именно потребности различных гражданских тематических пользовательских сообществ и будут определять вектор развития всей отрасли съемки Земли из космоса.
Примеры тематических направлений, где возможно применение космических данных для создания альтернативных источников данных (возможная врезка):
Последнее обновление: 2014-05-14 23:23
Дата создания: 22.08.2011
Автор(ы): Максим Дубинин
Космоснимки
«Космоснимки» — проект ИТЦ «СканЭкс» по разработке технологической платформы Веб-Гис Scanex Web GeoMixer и созданию единой основы спутниковых снимков для всей территории России. Проект складывается из этапов создания отдельных мозаик [1] спутниковых снимков по городам и областям РФ. Единая пространственная основа создается с целью использования в качестве базовой в геоинформационных и веб-картографических сервисах. Технологическая разработка направлена в первую очередь на развитие средств доступа к пространственным данным и данным дистанционного зондирования в Интернет.
Содержание
История
Первой реализацией проекта «Космоснимки» был интернет-магазин с возможностью online-покупки фрагментов снимков LandSat-4, LandSat-5, LandSat-7 и IRS-1С/1D в формате JPEG, по ценам ниже, чем в профессиональном формате GTiff на рынке данных дистанционного зондирования, но ориентированный на более широкую аудиторию. В 2007 году появился проект «New! Космоснимки», в котором покупка снимков online стала одним из сервисов системы доступа к мозаикам снимков и картам, а все мозаики были выложены в свободный просмотр.
Контент
Технологические особенности
На сайте проекта доступны сервисы:
Дополнительными уникальными сервисами проекта являются:
Интерфейс интерактивной карты выполнен на основе технологии Flash.
Сотрудничество
Проект развивается в сотрудничестве с другими веб-сервисами. Например, ИТЦ СканЭкс поставляет мозаики снимков для Яндекс Карт.
Интересные факты
См. также
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Космоснимки» в других словарях:
Космоснимки (проект) — Космоснимки карта спутниковых снимков http://www.kosmosnimki.ru Тип сайта: геоинформационный веб сервис Владелец: ИТЦ СканЭкс … Википедия
«Космоснимки» (проект) — Космоснимки карта спутниковых снимков http://www.kosmosnimki.ru Тип сайта: геоинформационный веб сервис Владелец: ИТЦ СканЭкс … Википедия
Космоснимки (значения) — Космоснимки: Космоснимки проект ИТЦ «СканЭкс» по разработке технологической платформы веб ГИС Scanex Web GeoMixer и созданию единой основы спутниковых снимков для всей территории России. Космические снимки собирательное название… … Википедия
«Космоснимки» (проект) — карточка сайта websitename = Космоснимки карта спутниковых снимков url = http://www.kosmosnimki.ru screenshot = type = геоинформационный веб сервис owner = ИТЦ СканЭкс |Сайт «Космоснимки»: вид со спутника на стадион… … Википедия
OpenStreetMap — OpenStreetMap … Википедия
Yahoo! Maps — URL: http://maps.yahoo.com/ Тип сайта: картографический сервис Регистрация: Необязательная … Википедия
Google Планета Земля — Google Earth (Google Планета Земля) Тип Геоинформационная система Разработчик Google Написана на Qt / C++ Операционная система Кроссплатформенное программное обеспечение Последняя версия 7.0.1.8244 … Википедия
ДЗЗ — О проекте «Космоснимки» см. «Космоснимки» (проект). Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) наблюдение поверхности Земли авиационными и космическими средствами, оснащёнными различными видами съемочной аппаратуры. Рабочий диапазон съёмочной… … Википедия
Космическая фотосъемка — Спутниковая фотосъёмка фотографирование Земли или других планет с помощью спутников. Содержание 1 История 2 Использование 3 Технические характеристики … Википедия
Космическая съёмка — Спутниковая фотосъёмка фотографирование Земли или других планет с помощью спутников. Содержание 1 История 2 Использование 3 Технические характеристики … Википедия
Зачем нужны спутниковые фотографии и как наблюдать за изменениями на Земле из космоса
Лесные пожары, таяние ледников, перемещения беженцев и миграция птиц — спутниковые наблюдения дают массу полезной информации для политиков и бизнеса. Тайга.инфо объясняет, кто, как и зачем следит за Землей из космоса.
Зачем нужны спутниковые наблюдения?
Чтобы узнавать о природных бедствиях, отслеживать состояние полей, следить за вырубкой лесов и уровнем воды. Полученные из космоса данные нужны для картирования городской застройки и планирования объектов инфраструктуры. Космические наблюдения позволяют контролировать эффективность работы заводов и портов, оценивать транспортную доступность районов. Спутниковые снимки используют разведывательные службы разных стран, а еще они нужны журналистам, чтобы следить за перемещением беженцев.
Как можно следить за планетой из космоса?
Космические агентства запускают спутники со специальной аппаратурой. Камеры многих спутников позволяют делать снимки с разрешением меньше 30 сантиметров — лиц разглядеть не получится, но увидеть одежду людей уже можно. Недавно два школьника из Подмосковья проанализировали снимки, полученные со спутников разных стран, и нашли новый остров у архипелага Новая Земля.
Частная компания Planet Labs запустила больше 100 маленьких космических аппаратов на орбиту. Доступ к снимкам может получить кто угодно за абонентскую плату.
Космонавты и астронавты на борту МКС тоже смотрят за тем, что происходит на планете. Кроме фотоаппаратов с большими длиннофокусными объективами в их распоряжении есть научая аппаратура, например, ультрафиолетовые камеры, спектрометры, видеокамеры и многое другое.
В программу пребывания на МКС у космонавтов входят различные эксперименты по наблюдению за Землей. Например, для эксперимента по изучению физических процессов в околоземном космическом пространстве «Всплеск» космонавтом нужно смонтировать научную аппаратуру внутри станции и вне ее во время выхода в открытый космос. Этот эксперимент помогает понять природу сейсмомагнитных явлений и позволяет продвинуться в разработке методов прогноза землетрясений. А эксперимент «Молния-Гамма» позволяет получать новую информацию для обеспечения безопасности полетов в грозовой атмосфере.
Какие еще эксперименты проводят космонавты?
Фото- и видеосъемки космонавтов нужны, например, в эксперименте «Сейнер» для поиска и освоения промыслово-продуктивных районов Мирового океана. Эксперимент «Экон-М» проводится, чтобы получать информацию для оценки экологических последствий техногенной деятельности человека на территории России и других стран.
Благодаря эксперименту «Сейсмопрогноз» можно отрабатывать методы мониторинга предвестников землетрясений, чрезвычайных ситуаций и техногенных катастроф. За мониторинг лесных экосистем отвечает эксперимент «Дубрава» — с его помощью можно определять воздействия на лесной покров природных и техногенных факторов.
Эксперимент «Сценарий» нужен для определения скорости и момента схода ледников, оценки развития наводнений, загрязнений на водной поверхности (например, разлива нефти). Кроме того, благодаря «Сценарию» космонавты могут смотреть за перемещениями животных и птиц и по ним определять места возникновения природных катастроф.
Как передают данные наблюдений за планетой с МКС на Землю?
Результаты, полученные во время исследований, космонавты отправляют на Землю на жестких дисках, компакт-дисках, видеокассетах мини-DV, «флэшках» или даже дискетах.
Если нужно оперативно доставить до Земли информацию, то она сначала накапливается в памяти модуля контроля и сбора данных, оттуда передается в блок сервера полезной нагрузки, а затем в радиотехническую систему передачи информация для получения на Земле. Кажется, что это сложно и долго, но получается все равно быстрее, чем передавать данные непосредственно транспортировкой на Землю.
Какую технику используют космонавты при наблюдениях?
Кроме специальной аппаратуры, космонавты используют и привычные нам устройства — например, фотоаппараты и ноутбуки. Порой на фотоаппараты Nikon или видеокамеры Sony приходится ставить особые фильтры, о которых написано в инструкции по проведению опыта. Там же есть указания, каким из ноутбуков Lenovo нужно пользоваться и какой картой памяти. Для личных целей космонавты и астронавты чаще пользуются планшетами.