Космический мониторинг загрязнения земель техногенной пылью:
Информационные ресурсы космического мониторинга загрязнения земель техногенной пылью

автор:

Практична реалізація концепції космічного моніторингу забруднення земель техногенним пилом потребує наявності таких інформаційних ресурсів:

  • фонду космічних знімків оптичного діапазону;
  • параметрів повторюваності напрямків вітрів у певній місцевості;
  • векторних електронних топографічних карт масштабного ряду 1:100 000…1:500 000.

Послідовно розглянемо вимоги до них.

Фонд космічних знімків формується, виходячи з вимог до параметрів їх оперативності та інформативності. Аналіз сучасного міжнародного ринку послуг у сфері забезпечення користувачів космічними знімками, а також їх інформативності стосовно можливості ідентифікації просторового розподілу техногенного пилу в межах визначених територій, дає підстави дійти висновку, що цей фонд доцільно формувати зі знімків оптичного діапазону, отриманих в умовах безхмарного неба за наявності сталого снігового покриву впродовж 10 – 20 діб:

  • радіометром AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) з полярно орбітальних метеорологічних супутників серії NOAA (табл.1.1.);
  • спектрорадіометром MODIS, який установлений на космічному апараті TERRA, працює в 36 спектральних каналах із просторовою роздільною здатністю 250, 500 і 1000 м з 12-бітною радіометричною роздільністю (табл.1);
  • сканером ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) із супутника TERRA. Просторове охоплення знімків ASTER 60×60 км. Можливе відхилення осі зйомки від надира до ±106 км для каналів теплового і середнього ІЧ-діапазону і до ±314 км для оптичного і ближнього ІЧ-діапазону. Це забезпечує глобальне охоплення знімків як щонайменше один раз на 16 днів у всіх 14 каналах та один раз на 5 днів у 3-х каналах оптичного і ближнього ІЧ-діапазону.

Таблиця №1
Основні технічні характеристики сенсора AVHRR
Спектральний каналNOAA-12, 15, 16, 17, 18
10,580 – 0,680 мкм
20,725 – 1,000 мкм
33,550 – 3,930 мкм
410,300 – 11,300 мкм
511,500 – 12,500 мкм
Ширина смуги огляду2700 км
Роздільна здатність на місцевості1,1×1,1 км

Космічні знімки серії NOAA можна приймати на персональну приймальну станцію «КосмЭк-HRPT» у діапазоні 1700 МГц із просторовою роздільністю 1,1 км. Супутники NOAA-12, -16, -18 (інформація з 18-го супутника стала загальнодоступною з 6 червня 2005 р.) працюють у другому, 17-й – у третьому, а 15-й – у п’ятому апаратному каналі прийому.

Таблиця №2
Спектральні канали і просторова роздільність спектрорадіометра MODIS
№ каналуПросторова роздільність, мСпектральний діапазон, мкмСмуга огляду, км
12500,620–0,6702 330
22500,841–0,8762 330
35000,459–0,4792 330
45000,545–0,5652 330
55001,230–1,2502 330
65001,628–1,6522 330
75002,105–2,1552 330
810000,405–0,4202 330
910000,438–0,4482 330
1010000,483–0,4932 330
1110000,526–0,5362 330
1210000,546–0,5562 330
1310000,662–0,6722 330
1410000,673–0,6832 330
1510000,743–0,7532 330
1610000,862–0,8772 330
1710000,890–0,9202 330
1810000,931–0,9412 330
1910000,915–0,9652 330
2010003,660–3,8402 330
2110003,929–3,9892 330
2210003,929–3,9892 330
2310004,020–4,0802 330
2410004,433–4,4982 330
2510004,482–4,5492 330
2610001,360–1,3902 330
2710006,535–6,8952 330
2810007,175–7,4752 330
2910008,400–8,7002 330
3010009,580–9,8802 330
31100010,780–11,2802 330
32100011,770–12,2702 330
33100013,175–13,4852 330
34100013,485–13,7852 330
35100013,785–14,0852 330
36100014,085–14,3852 330

Супутники 12 і 15 мають сеанси зв’язку з кутом огляду понад 30° рано-вранці (о 5–7-ій годині за київським часом) та ввечері (о 17–18-ій годині за київським часом), коли частина України потрапляє на неосвітленій бік Землі. Тому українським користувачам треба орієнтуватися на використання знімків із супутників NOAA-16 та -17. Станція отримує зображення довколишньої території за кута місця космічного апарата понад 5°. Сеанси зв’язку NOAA (12, 16, 15, 17, 18) – 10–12 разів на добу за кута місця понад 30?, а за менших кутів – до 28 сеансів на добу. У середньому за добу можна виконувати 15–20 сеансів. Час прийому, коли супутник знаходиться у зоні видимості, – від 6 до 15 хв. Обсяг інформації, отримуваної за один сеанс зв’язку, може досягати 3–100 МБ.

Знімки MODIS приймаються у Центрі прийому й обробки спеціальної інформації та контролю навігаційного поля (м. Дунаївці, Хмельницька обл.). Заявки на зйомку здійснює підприємство НКАУ – Державний науково-виробничий центр «Природа». Пошук і замовлення необхідних космічних знімків можна також здійснювати засобами Інтернет [2]. Наведемо адреси серверів геоінформації у мережі Інтернет, яку доцільно залучати до практичної реалізації концепції космічного моніторингу земель.

За останні роки в мережі Інтернет створено технології накопичення, систематизації матеріалів космічних зйомок Землі та забезпечення користувачів, зацікавлених в їх практичному застосуванні.

Існують каталоги, з яких можна безоплатно отримати інформацію про наявність знімків певного типу даної території, оцінити їх якість за зменшеним переглядовим зображенням (quicklook).

Під час аналізу різних каталогів і серверів аерокосмічних знімків основну увагу слід звертати на тих виробників, які надають безкоштовні первинні знімки з глобальним охопленням території.