Радиолокационная съёмка (радарные снимки)

Радиолокационная съемка является незаменимой по сравнению с другими средствами наблюдения в сложных погодных условиях, а именно, возможностью получения снимков в любое время суток и в любую погоду, высокой точностью измерения координат и геометрических характеристик объектов, возможностью наблюдения и обнаружения объектов, невидимых в оптическом или инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра, скрытых снежным или растительным покровом, а также находящихся под поверхностью Земли.

Изначально задачи радиолокационной съёмки ограничивались исследованиями поверхности океана. Сейчас же круг задач радиолокационной съёмки расширился, и радиолокационная съёмка позволяет получать данные о миллиметровых смещениях объектов на земной поверхности, отслеживать нефтяные загрязнения и судовую обстановку в акваториях, а также создавать цифровые модели местности (широко известная ЦММ SRTM создана на основе обработки данных радиолокации).

Обработка РЛС

Стоит отметить, что обработка РЛС достаточно тяжелая задача, потому что радиолокационный снимок имеет непривычное для человеческого глаза изображение в сыром виде. Для обработки РЛС используются специализированные программные продукты, и специалисты должны иметь должный опыт создания вторичных продуктов радиолокационной космической съёмки. Однако, не смотря на это, преимущества РЛС делают использование радиолокационной съёмки очень востребованным.

Можно выделить три степени обработки данных радиолокации:

• Комплексное изображение (SLC) — информация, полученная благодаря фокусировке сигнала передатчика. Радиолокационный снимок на данном уровне обработки РЛС включает в себя два канала: амплитудное ("панхроматическое") изображение в градациях серого цвета и изображение фазы сигнала, которое используется для создания цифровых моделей рельефа и карт смещений земной поверхности
• Геокодированный снимок. Радиолокационный снимок имеет пространственную привязку в определенной системе координат. Радарные снимки на данном уровне обработки РЛС, как правило, поставляются в формате GeoTIFF.
• Ортотрансформированный снимок. Радиолокационный снимок высокого качества, без геометрических искажений от рельефа. Радиолокационная космическая съёмка на данном уровне обработки РЛС применяется для создания картографических материалов и пространственного анализа.

Использование радиолокационной съемки

Задачи радиолокационной съемки расширяются с каждым годом. Инновационная обработка РЛС позволяет открывать все более новые направления использования радиолокационной съемки:

• Создание и обновление цифровых топографических карт. Особенности радиолокационной съемки, которые позволяют получать радиолокационные снимки вне зависимости от погоды, делают ее настоящим открытием для картографирования районов дальнего востока России и зарубежных стран, где в зимний период мешает снег, а летом сезон дождей и соответственно сплошная облачность на протяжении всего съёмочного сезона. К преимуществам РЛС для картографии стоит также отнести достаточно высокое пространственное разрешение радарных снимков, которое позволяют создавать и обновлять карты вплоть до масштаба 1:50 000.
• Имея информацию о фазах сигнала радиолокационной съемки можно создавать цифровые модели рельефа и местности путем интерферометрической обработки. Они в свою очередь могут быть использованы во многих направлениях жизнедеятельности общества.
• Разновременные радиолокационные снимки позволяют получать информацию о смещениях земной поверхности. Это помогает обнаружить понижения при разработке месторождений полезных ископаемых, отклонениях объектов инфраструктуры от нормального положения и отслеживать оползневые процессы
• Радиолокационная съёмка водных поверхностей позволяет обнаруживать нефтяные разливы. Они из-за особенностей структуры вещества имеют сглаженную поверхность и иную отражательную способность радиолокационной съёмки в отличие от естественной воды. Это позволяет достаточно легко определить нефтяной разлив на радиолокационном снимке.
• Радиолокационная съемка также даёт возможность найти суда, у которых специально или вследствие аварии отключен сигнал слежения. Сигнал на радиолокационном снимке хорошо отражается от металлических поверхностей и позволяет обнаружить корабли в автоматическом режиме обработки РЛС даже на радарных снимках среднего разрешения. Также важно, что радиолокационные снимки могут быть получены всего через час после съёмки. Данная оперативность позволяет с большей точностью найти судно соответствующим службам.
• Различная отражательная способность радиолокационной съемки дает возможность обнаруживать гари и вырубки в лесных массивах, а также следить за состоянием сельскохозяйственных посевов.

Преимущества РЛС (Радиолокационной съёмки)

• Возможность проводить радиолокационную съемку при любой погоде (в том числе при сильной облачности) и в любое время дня (в том числе ночью);
• Высокая степень детализации за счет высокого пространственного разрешения радарного снимка;
• Выгодная альтернатива GPS-мониторингу смещений на местности.

Целью космической радиолокационной съемки является оперативное получение актуальной информации о местности и водной поверхноси, необходимой для решения многочисленных задач в различных областях деятельности, основными из которых являются:

• создание и обновление топографических карт и планов, а также другой картографической продукции;
• создание инженерно-геологических карт при геологических изысканиях
• выполнение землеустроительных и кадастровых работ;
• создание цифровых моделей местности для планирования и развития телекоммуникационных сетей;
• сельскохозяйственные исследования, выявление болезней растений, определение фазы вегетации;
• осуществление мониторинга чрезвычайных ситуаций и их последствий, контроль ход аварийно-восстановительных работ;
• таксация леса (учет леса, определение возраста, высоты и диаметра растущих деревьев, запаса древесины, ее годичного прироста и т. п.);
• выявление фактов аварийного разлива нефти;
• выявление фактов сброса топлива с кораблей;
• информационное обслуживание работ по предотвращению и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов;
• мониторинг деформации и смещения земной поверхности на месторождениях полезных ископаемых;
• наблюдение за деформациями сооружений в городах;
• мониторинг критических промышленных объектов;
• мониторинг трубопроводов;
• мониторинг авто- и железных дорог и других объектов;
• мониторинг ледовой обстановки и движения судов;
•  мониторинг опасных природных и природно-техногенных процессов, в том числе таких, как землетрясения, оползни и обвалы, лавины, сели, просадки лессов, подтопление территорий, карст, суффозия, речная эрозия, переработка берегов морей и водохранилищ.

Изначально задачи радиолокационной съёмки ограничивались исследованиями поверхности океана. Сейчас же круг задач радиолокационной съёмки расширился, и радиолокационная съёмка позволяет получать данные о миллиметровых смещениях объектов на земной поверхности, отслеживать нефтяные загрязнения и судовую обстановку в акваториях, а также создавать цифровые модели местности (широко известная ЦММ SRTM создана на основе обработки данных радиолокации).

Преимущества использования радиолокационных снимков

Радиолокационная съемка обладает рядом преимуществ по сравнению с другими средствами наблюдения, а именно, высокой точностью измерения координат и геометрических характеристик объектов и возможностью получения радарных снимков в любое время суток и в любую погоду (микроволновое излучение свободно проходит сквозь облака и не требует наличия дневного света, как снимки в видимом и ИК-диапазонах).

• Возможность проводить радиолокационную съемку при любой погоде (в том числе при сильной облачности) и в любое время дня (в том числе ночью);
• Высокая степень детализации за счет высокого пространственного разрешения радарного снимка;
• Выгодная альтернатива GPS-мониторингу смещений на местности.

Инновационная обработка позволяет открывать все более новые направления использования радиолокационной съемки:

• Особенности радиолокационной съемки, которые позволяют получать радиолокационные снимки вне зависимости от погоды, делают ее настоящим спасением для картографирования районов дальнего востока России и зарубежных стран, где в зимний период мешает снег, а летом сезон дождей и соответственно сплошная облачность на протяжении всего съёмочного сезона. К преимуществам РЛС для картографии стоит также отнести достаточно высокое пространственное разрешение радарных снимков, которое позволяют создавать и обновлять карты вплоть до масштаба 1:50 000.
• Имея информацию о фазах сигнала радиолокационной съемки можно создавать цифровые модели рельефа и местности путем интерферометрической обработки. Они в свою очередь могут быть использованы во многих направлениях жизнедеятельности общества.
• Разновременные радиолокационные снимки позволяют получать информацию о смещениях земной поверхности. Это помогает обнаружить понижения при разработке месторождений полезных ископаемых, отклонениях объектов инфраструктуры от нормального положения и отслеживать оползневые процессы
• Радиолокационная съёмка водных поверхностей позволяет обнаруживать нефтяные разливы. Они из-за особенностей структуры вещества имеют сглаженную поверхность и иную отражательную способность радиолокационной съёмки в отличие от естественной воды. Это позволяет достаточно легко определить нефтяной разлив на радиолокационном снимке.
• Радиолокационная съемка также даёт возможность найти суда, у которых специально или вследствие аварии отключен сигнал слежения. Сигнал на радиолокационном снимке хорошо отражается от металлических поверхностей и позволяет обнаружить корабли в автоматическом режиме обработки РЛС даже на радарных снимках среднего разрешения. Также важно, что радиолокационные снимки могут быть получены всего через час после съёмки. Данная оперативность позволяет с большей точностью найти судно соответствующим службам.
• Различная отражательная способность радиолокационной съемки дает возможность обнаруживать гари и вырубки в лесных массивах, а также следить за состоянием сельскохозяйственных посевов.

Радиолокационная съёмка позволяет получать радарные снимки при любой погоде и в любое время суток, обеспечивает высокую точность измерений и применяется для картографии, интерферометрии, мониторинга нефтеразливов, льда, судов, лесов и сельскохозяйственных посевов.