С небес на землю
Как дистанционное зондирование Земли обеспечивает нашу безопасность, помогает искать полезные ископаемые и рассказывает о прошлом и будущем климатической системы?
Летом 1783 г. братья Жозеф и Этьен Монгольфье на площади города Аннона наполнили дымом от костра огромный шар с трехэтажный дом. Когда шар расправил складки, жители города увидели на нем надпись: «К звездам». Братья Монгольфье благополучно взлетели, пролетели около километра и приземлились за городом. Так началась эра воздухоплавания, о которой грезил Леонардо да Винчи, Михаил Ломоносов и другие ученые-энциклопедисты.
Не менее важным изобретением, без которого мы сегодня не представляем свою жизнь, стала фотография. Потребовалось достаточно много времени, пока воздухоплавание и фотография в комплексе не создали новый метод исследования планеты – аэрофотосъемку. Первым человеком, создавшим аэрофотоснимок, был вновь француз Феликс Надар. В 1858 г. он сфотографировал небольшую деревеньку под Парижем с «борта» воздушного шара.
Спустя 8 лет в России поручик А.М.Ковалько произвел съемку Санкт-Петербурга и Кронштадта с воздушного шара на высотах от 600 до 1000 метров. Систематические съемки в нашей стране для составления топографических карт и исследований природных ресурсов начались с 1925 года, с момента зарождения гражданской авиации. И уже в 1929 году академик Александр Евгеньевич Ферсман основал в Ленинградском научно-исследовательском институте геодезии и картографии специальное отделение аэрофотосъемки.
С тех пор прошло немало лет, прежде чем появился принципиально новый метод исследования поверхности планеты – дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) из космоса.
Под ДЗЗ понимается сегодня наблюдение за поверхностью Земли с помощью космических средств. Этакий телескоп, направленный не в космическое пространство, а на Землю.
Эра дистанционного зондирования Земли из космоса началась еще в 1946 году с первых снимков Земли, которые были получены с помощью немецкой ракеты Fau-2. Фото земной поверхности из космоса было создано 35-миллиметровой кинокамерой на черно-белую фотопленку на высоте 120 км. Потом началась космическая эра, которая полностью видоизменила сферу дистанционного зондирования Земли.
С запуска первого искусственного спутника прошло более 66 лет. Современные космические аппараты и оптика сверхвысокого разрешения позволяют проводить детальную съемку поверхности в различных диапазонах, в том числе в ситуациях высокой облачности.
И человечество ежедневно пользуется услугами, появившимися благодаря ДЗЗ: спутниковые снимки на наших картах в телефоне, прогноз погоды, еда, качество которой зависит также и от ДЗЗ. Современные спутники способны проводить мониторинг сельскохозяйственных угодий, почвы и состояния растений.
Сегодня спутниковые группировки состоят из небольших спутников-кубсатов, которые при малом размере могут составлять карты лесов, следить за пожарами и оптимизировать работы по их тушению. Анализируя космические снимки, специалисты могут прогнозировать и другие чрезвычайные ситуации: например, извержения вулканов, наводнения и ураганы.
Информация со спутников создается благодаря съемочным сенсорам. На сегодняшний день существуют фотографические, телевизионные, сканерные, радиотепловые и радиолокационные сенсоры.
Фотографические сенсоры установлены на аналоговых или цифровых фотокамерах. Такие камеры производят снимок в высоком разрешении с возможностью увеличивать изображения без потери качества.
Телевизионные сенсоры работают в спектральном диапазоне от 0,4 до 0,9 мкм. Разрешение у телевизионных камер значительно меньше, чем у фотокамер. Но при этом у них есть одно важное преимущество. Этот вид сенсора предоставляет непрерывную информацию о конкретной территории. Это свойство применяется в основном в метеорологии.
