Мониторинг

Зондирование дистанционными методами нужно для решений по двум направлениям: изменение окружающей среды и инфраструктуры человеческой деятельности. ДЗЗ имеет 250+ тематических направлений.

Мониторинг ДЗЗ нужен для обнаружения аномалий на земле, в воде, в воздухе, в городе, на дороге, в критической ситуации по природным катаклизмам или по человеческому фактору — ограниченных по размерам или протяжённых. Фиксация аномалий и анализ их появления и есть ДЗЗ.

Цель: принять эффективные решения по результатам анализа, способствующие улучшению и безопасности жизни, сохранению и восстановлению природы, предотвращению разрушения инфраструктуры.

Классификация по диапазонам электромагнитного излучения: видимый свет, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение, микроволны и радиоволны. Также есть другие категории ДЗЗ.

• Оптическое зондирование. Использует видимый и инфракрасный спектр. Высокое пространственное разрешение, детальные изображения поверхности.
• Тепловое (термальное). Измеряет тепловое излучение поверхности. Обнаруживает изменения температуры, горячие точки (в том числе утечки нефти).
• Радиолокационное. Радиодиапазон, проникает сквозь облака, обзор в различных погодных условиях, изменения рельефа и структуры поверхности.
• Гиперспектральное. Излучение в дискретных длинах волн широкого спектра с узкими полосами; высокая способность различения типов поверхности и веществ.

В пассивном зондировании измерения производятся с помощью излучения объектов поверхности Земли, собственный источник излучения на нужной части спектра не требуется.

В активном зондировании система облучает поверхность и регистрирует возвращённый сигнал. Сенсоры RADAR и LiDAR — типичные активные инструменты: измеряют временную задержку между излучением и возвращением, чтобы установить местоположение, направление и скорость объекта.

Собранные данные обрабатывают оборудованием ДЗЗ и ПО; наиболее сложное решение — аналитические продукты в квазиреальном времени, прежде всего в ГИС. Любые исходные данные ДЗЗ представляют собой пространственные данные.

Классификация по платформе: спутники, беспилотные летательные аппараты (дроны) или баллоны; также аэрофотосъёмка с пилотируемых аппаратов.

• Спутниковое зондирование — космические аппараты для распознавания объектов поверхности, погодных условий и других параметров; широкий масштаб исследований, мониторинга и картографии. Оптимальная площадь съёмки >100 км², пространственное разрешение 0,25 м до 10 м.
• Аэрофотосъёмка — фотокамера на борту самолёта, вертолёта или другого пилотируемого аппарата. Оптимальная площадь 50–1000 км², разрешение 0,1 м до 1,5 м.
• Съёмка с БПЛА — воздушная аэрофотосъёмка без человека на борту; мониторинг полей, лесов, лесопромышленных районов. Наивысшее пространственное разрешение: 0,02 до 1 м. Оптимальная площадь <100 км².

На всех трёх платформах в источнике указаны сенсоры: мультиспектр, гиперспектр, тепловой, радиолокация (радар), LIDAR (лазерное сканирование).

Ориентиры стоимости снимка площадью (USD) из таблицы источника: БПЛА — 200 (1 км), 500 (5 км), 1 250 (25 км), 1 750 (50 км), 3 000 (100 км); спутник — 200 (25 км), 500 (50 км), 1 000 (100 км), 10 000 (1000 км), 70 000 (10 000 км); пилотируемая авиация — 6 250 (50 км), 10 000 (100 км), 40 000 (1000 км), 150 000 (10 000 км). Прочерки в таблице не заполняли.

• оперативно выявлять очаги и характер изменений окружающей среды;
• покрывать обширные, в том числе труднодоступные, территории в один момент времени;
• практически непрерывно отслеживать изменения и динамику экологических процессов;
• исследовать территории за минуты вместо нескольких месяцев, как при традиционных методах;
• точные, надёжные, независимые продукты для мониторинга земель: спутниковые слои высокого разрешения;
• согласованная и контролируемая по качеству земельная информация в глобальном масштабе за счёт автоматизированной системы на потоках многозадачных спутниковых данных;
• цифровые ортофотоснимки — ресурс для подробного картографирования с объектно-ориентированной классификацией (здания, транспортная инфраструктура, энергетические объекты) по ортофото и изображениям БПЛА.

Продовольственная безопасность: слежение за культурами от посева до урожая на основе LULC; картирование индексов и состояния полей, оценка сорняков, засухи, солёности, вредителей; точное земледелие; контроль чистоты водных ресурсов и поиск новых источников воды.

Окружающая среда: данные о текущем состоянии и загрязнённости, картирование аномалий, широкомасштабные наблюдения антропогенного воздействия, прогноз тенденций, лесопатологическое обследование, контроль водных ресурсов.

Инфраструктура: картирование и 3D-моделирование объектов и протяжённых трасс на этапах проектирования, строительства, эксплуатации; городское развитие; регулярный мониторинг ЛЭП, автомобильных и железнодорожных трасс, трубопроводов; аналитические карты кадастра и недвижимости.

Чрезвычайные ситуации: прогнозирование и контроль природных катастроф и техногенных аварий; спектральные индексы ДЗЗ, тематическое картирование в ГИС, моделирование последствий, помощь полевым работам по ликвидации.

Примеры применения: тематические карты и мозаики в масштабе от 1:2000 до 1:200 000 по ТЗ заказчика; отчёт со справочными данными и спектральными характеристиками; аналитическая записка с предложениями; модели объектов и территорий и их изменения.