Спутниковый экологический мониторинг

Во всем мире исследования Земли из космоса приобретают все­объемлющий характер. Наиболее информативным методом для реше­ния задач дистанционного исследования поверхности Земли из космо­са является использование и тематический анализ изображений, полу­ченных приборными комплексами различных частотных диапазонов, установленных на космических аппаратах.

Для космического экологического мониторинга целесообразно ориентироваться прежде всего на полярно-орбитальные метеорологи­ческие спутники, как на отечественные аппараты (спутники типа «Ме­теор», «Океан» и «Ресурс»), так и на американские спутники серии NOAA. Американские метеорологические спутники серии NOAA снабжены многозональной оптической и ИК аппаратурой, в частности радиометром высокого разрешения AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer). Космические аппараты NOAA запускаются на полярные орбиты высотой порядка 700 км над поверхностью Земли с наклонением 98,89 градусов. Радиометр высокого разрешения ведет съемки поверхности Земли в пяти спектральных диапазонах: 580-680 нм, 725-1100 нм, 3550-3930 нм, 10300-11300 нм и 11400-12400 нм. Космические съемки проводятся с пространственным разрешением 1100 м и обеспечивают полосу обзора шириной 2700 км.

Российские спутники серии «Ресурс-01» принадлежат Феде­ральной службе России по гидрометеорологии и мониторингу природ­ной среды (Росгидромет). Океанографический спутник «Ресурс-01» обеспечивает получение многозональной космической информации высокого и среднего разрешения. Параметры орбиты спутника «Ре­сурс-01»: круговая солнечно-синхронная орбита высотой 678 км, пе­риод обращения 98 мин с наклонением 98,04 градуса.

1) многоканальное сканирующее устройство высокого разреше­ния МСУ-Э с пространственным разрешением 35x45 м. Полоса обзора составляет 45 км, съемка осуществляется в 3 спектральных каналах

500-600 нм, 600-700 нм и 800-900 нм;

2) многоканальное сканирующее устройство среднего разреше­ния МСУ-СК с пространственным разрешением 150x250 м. Полоса обзора достигает 600 км. Съемка проводится в 5 спектральных кана­лах: 500-600 нм, 600-700 нм, 700-800 нм, 800-1100 нм и 10400-12600 нм;

3) размеры видеоизображения составляют 1000 элементов на 1100 строк для МСУ-Э и 1800 элементов на 1500 строк для МСУ-СК.

Космическая гидрометеорологическая система «Метеор-3», также принадлежащая Росгидромету, обеспечивает глобальный эколо­гический мониторинг территории России. Параметры орбиты спутника «Метеор»: приполярная круговая орбита высотой около 1200 км, на­клонение -- 82,5 градуса. Комплекс научной аппаратуры позволяет оперативно получать изображения облачности и подстилающей по­верхности в видимом и инфракрасном диапазонах, данные о темпера­туре и влажности воздуха, температуре морской поверхности и обла­ков. Осуществляются также мониторинг озоносферы и геофизический мониторинг.

В состав бортового комплекса спутника входят сканирующий десятиканальный ИК радиометр с пространственным разрешением 35x35 км (спектральный диапазон -- 9,65-18,7 мкм, полоса обзора -­400 км), а также ИК радиометр для глобального обзора и передачи данных на автономные пункты приема информации (АППИ) с про­странственным разрешением 3x3 км (спектральный диапазон -- 10,5­12,5 мкм, полоса обзора -- 3100 км). В составе бортового комплекса имеется также сканирующая ТВ аппаратура с системой запоминания данных на борту для глобального обзора и сканирующая ТВ аппарату­ра для передачи данных на АППИ.

Российская космическая система «Океан-0» обеспечивает полу­чение радиолокационных, микроволновых и оптических изображений земной поверхности в интересах морского судоходства, рыболовства и освоения шельфовых зон Мирового океана.

Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля состояния окружающей среды:

1) определение метеорологических характеристик: вертикаль­ные профили температуры, интегральные характеристики влажности, характер облачности и т.д.);

2) контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, полу­чение карт крупных стихийных бедствий;

3) определение температуры подстилающей поверхности, опе­ративный контроль и классификация загрязнений почвы и водной по­верхности;

4) обнаружения крупных или постоянных выбросов промыш­ленных предприятий;

5) контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых

зон;

6) обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;

7) выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов круп­ных производств и ТЭЦ в мегаполисах;

8) регистрация дымных шлейфов от труб;

9) мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;

10) обнаружение и оценка масштабов зон крупных наводнений;

11) контроль динамики снежных покровов и загрязнений снеж­ного покрова в зонах влияния промышленных предприятий.

2.2.