Современное состояние дистанционных методов зондирования Земли

Размещено на http://www.allbest.ru

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Сыктывкарский государственный университет имени Питирима

Сорокина»

(ФГБОУ ВО «СГУ им. Питирима Сорокина»)

Современное состояние дистанционных методов зондирования Земли

Реферат для поступления

в магистратуру по направлению подготовки

05.04.06 Экология и природопользование

Профиль: Геоинформационные системы

и мониторинг окружающей среды

Сыктывкар - 2024

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Дистанционное зондирование Земли: понятие, методы, применение в различных областях науки

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Дистанционные методы зондирования Земли являются ключевым инструментом для изучения нашей планеты. Они позволяют получать информацию о различных аспектах Земли, включая ее поверхность, атмосферу, океаны и криосферу. Современное состояние дистанционных методов зондирования включает в себя различные технологии и инструменты, такие как спутники, радары, лазеры и звуковые волны. Эти методы играют важную роль в изучении нашей планеты и помогают нам лучше понимать ее процессы и изменения.

Целью работы является обзор современного состояния дистанционных методов зондирования Земли, их применение в различных областях науки и перспективы развития этих методов в будущем.

Задачи:

Рассмотреть теоретическую базу методов дистанционного зондирования Земли и их применение в различных областях науки.

Оценить современное состояние и тенденции развития дистанционного зондирования Земли.

ГЛАВА 1. ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ЗЕМЛИ: ПОНЯТИЕ, МЕТОДЫ, ПРИМЕНЕНИЕ В РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЯХ НАУКИ

Дистанционное зондирование Земли представляет собой комплексный подход к изучению нашей планеты, который позволяет получать информацию о различных аспектах ее поверхности, атмосфере, океанах и криосфере. Этот метод основан на использовании различных технологий и инструментов, таких как спутники, радары, лазеры и звуковые волны. В данной главе мы рассмотрим понятие дистанционного зондирования, методы и применение в различных областях науки.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) - это наблюдение поверхности Земли наземными, авиационными и космическими средствами, оснащёнными различными видами съемочной аппаратуры Хабаров Д. А., Адиев Т. С., Попова О. О., Чугунов В. А. Анализ современных технологий дистанционного зондирования Земли // Московский экономический журнал. 2019. № 1. С. 182. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-sovremennyh-tehnologiy-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli. .

Также дистанционное зондирование - это метод сбора информации об объекте или явлении без прямого физического контакта с ним Сутырина Е. Н. Дистанционное зондирование земли: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИГУ. 2013. С. 5. URL: https://epizodyspace.ru/bibl/sutyrina/distantsionnoe/sutyrina-distantsionnoe-2013.pdf. . Данный метод часто используется в географии для изучения поверхности Земли, атмосферы и океана. Он основан на использовании различных технологий, таких как спутники, радары, лазеры и звуковые волны, для передачи и приема сигналов, включая электромагнитную радиацию. Зондирование может осуществляться двумя способами: пассивно, когда используется естественное отражение или вторичное тепловое излучение от объектов на поверхности Земли, вызванное солнечной активностью, и активно, когда применяется вынужденное излучение от объектов, вызванное искусственным источником направленного действия. Также к дистанционному зондированию можно отнести известные методы исследования недр Земли, такие как сейсморазведку и гравиразведку, сканирующую эхолоцию дна водоемов и др.

Пассивные сенсоры дистанционного зондирования фиксируют сигналы, исходящие от объектов или окружающих территорий. Солнечный свет, отражающийся от поверхностей, является наиболее распространенным источником излучения, которое регистрируется такими сенсорами. Примеры пассивного дистанционного зондирования включают цифровую и пленочную фотографию, использование инфракрасных устройств, приборов с зарядовой связью и радиометров Чикунов И. А. Мониторинг экологического состояния земли с помощью методов дистанционного зондирования // Modern Science. 2020. № 11-1. С. 431. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=44226188. .

Активные сенсоры, в отличие от пассивных, сами излучают сигнал для сканирования объектов и пространства. Затем сенсор может обнаружить и измерить излучение, отраженное или созданное путем обратного рассеивания объектом зондирования. Примерами активных сенсоров дистанционного зондирования являются радар и лидар, которые измеряют задержку во времени между излучением и регистрацией возвращенного сигнала, что позволяет определить положение, скорость и направление движения объекта Мустафин Р. А. Картография, фотограмметрия и дистанционное зондирование Земли. Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет. 2018. С. 61. URL: https://kpfu.ru/portal/docs/F564721785/Panasyuk.M.V..Safiollin.F.N..Loginov.N.A..Pudovik.E.M..Uchebnoe.posobie.Kartografiya_.fotogrammetriya.i.DZZ_konvertirovan.pdf..

Дистанционное зондирование предлагает уникальную возможность получать данные об опасных, труднодоступных и быстро движущихся объектах, а также позволяет проводить наблюдения на больших территориях. Примерами использования дистанционного зондирования могут служить мониторинг вырубки лесов (например, в бассейне Амазонки), состояние ледников в Арктике и Антарктике, измерение глубины океана с помощью лота. Дистанционное зондирование также может заменить дорогие и относительно медленные методы сбора информации с поверхности Земли, одновременно обеспечивая отсутствие вмешательства человека в природные процессы на исследуемых территориях или объектах.

Системы дистанционного зондирования Земли применяются в различных областях науки, включая географию, метеорологию, экологию, гидрологию, сельское хозяйство, лесное хозяйство, строительство, военное дело, туризм и архитектуру.

В географии эти системы используются для изучения рельефа местности, растительного покрова, водоемов и других природных объектов. Они позволяют получать детальные карты и трехмерные модели местности, что особенно важно для проведения исследований в труднодоступных районах или на больших территориях.

В метеорологии системы дистанционного зондирования используются для мониторинга атмосферных условий, таких как температура, влажность, давление и скорость ветра. Они помогают метеорологам предсказывать циклоны, штормы и другие экстремальные погодные условия.

В экологии эти системы применяются для оценки состояния окружающей среды, мониторинга загрязнения воздуха и воды. Они позволяют получать данные о качестве воздуха, уровне загрязнения воды и других параметрах, которые влияют на экологическую обстановку.

В гидрологии системы дистанционного зондирования используются для измерения уровня воды в реках и озерах, изучения морских течений. Они помогают гидрологам следить за изменениями уровня воды, прогнозировать наводнения и другие гидрологические явления.

В сельском хозяйстве эти системы применяются для мониторинга посевов, оценки урожайности и прогнозирования засух. Они позволяют фермерам следить за состоянием своих полей, принимать решения о поливе и удобрениях, а также прогнозировать возможные проблемы с урожаем Овчинникова Н. Г., Примакова А. С. Предложение «дистанционное зондирование Земли» и его инновационность на данном этапе развития общества // Экономика и экология территориальных образований. 2023. № 2. С. 69. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ponyatie-distantsionnoe-zondirovanie-zemli-i-ego-znachimost-na-dannom-etape-razvitiya-obschestva/viewer. .

В лесном хозяйстве системы дистанционного зондирования используются для контроля за вырубкой лесов, мониторинга пожаров и болезней деревьев. Они помогают лесникам следить за состоянием лесов, предотвращать незаконную вырубку и бороться с пожарами Горяева И. В. Система космического мониторинга и методы дистанционного зондирования Земли // Мировая наука. 2023. № 5 (74). С. 117. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-kosmicheskogo-monitoringa-i-metody-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli. .

В строительстве эти системы применяются для планирования и проектирования зданий и инфраструктуры. Они позволяют создавать детальные планы местности, учитывать особенности рельефа и другие факторы, которые могут повлиять на строительство.

В военном деле системы дистанционного зондирования используются для разведки и наблюдения за военными объектами. Они помогают военным следить за перемещениями противника, оценивать ситуацию на поле боя и принимать решения о дальнейших действиях.

В туризме эти системы применяются для создания карт и путеводителей, выбора маршрутов путешествий. Они позволяют туристам получать информацию о местности, достопримечательностях и возможных опасностях, что делает путешествия более безопасными и интересными.

В архитектуре системы дистанционного зондирования используются для визуализации проектов зданий и ландшафтного дизайна. Они помогают архитекторам создавать реалистичные модели будущих сооружений, учитывать особенности местности и предлагать оптимальные решения для проектов Шиндяпин М. В., Тюкленкова Е. П. Использование средств дистанционного зондирования Земли в управлении недвижимостью // Управленческий учет. 2024. № 1. С. 173. URL: https://uprav-uchet.ru/index.php/journal/article/download/4127/3114. .

Системы дистанционного зондирования Земли применяются в различных областях науки. Они позволяют получать детальные карты и трехмерные модели местности, мониторить атмосферные условия, состояние окружающей среды, уровень воды, посевы и многое другое.

Рассмотрим методы дистанционного зондирования.

Методы дистанционного зондирования основаны на принципе, что любой объект излучает и отражает электромагнитную энергию в соответствии с его природой. Различия в длине волн и интенсивности излучения могут быть использованы для изучения свойств удаленного объекта без необходимости непосредственного контакта с ним.

Одним из самых распространенных методов исследования Земли является фотосъемка. Фотографические снимки поверхности Земли могут быть получены с пилотируемых кораблей, орбитальных станций или автоматических спутников. Особенностью космической съемки является возможность охвата большими площадями поверхности одним снимком. Тип используемой аппаратуры и фотопленок определяет диапазон электромагнитного спектра, в котором производится фотографирование. Это может быть весь видимый диапазон, отдельные его зоны или даже ближний инфракрасный диапазон Хабарова И. А., Хабаров Д. А., Жорова В. И., Попова О. О. Методология осуществления дистанционного зондирования // Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral». 2019. № 1. С. 25. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodologiya-osuschestvleniya-distantsionnogo-zondirovaniya. . Современная фототехника обладает высоким разрешением, благодаря чему можно получить кадры с перекрытием 60% и более. Фотографирование происходит в спектральном диапазоне, который включает в себя видимую часть ближней инфракрасной зоны до 0,86 микрометров. Главные минусы фотографического метода заключаются в том, что пленку нужно возвращать на Землю и на борту ее запас ограничен. Но несмотря на это, фотографическая съемка остается самым информативным способом съемки из космоса на данный момент.

Одним из методов зондирования являются сканерные съемки Хабаров Д. А., Адиев Т. С., Попова О. О., Чугунов В. А. Анализ современных технологий дистанционного зондирования Земли … С. 184. . В настоящее время для съемок из космоса чаще всего применяются многоспектральные оптико-механические системы, известные как сканеры. Они устанавливаются на искусственных спутниках Земли различного назначения. С помощью сканеров создаются изображения, состоящие из множества отдельных элементов, которые последовательно формируются. Слово «сканирование» обозначает процесс развертки изображения с использованием специального элемента, который может качаться или вращаться. Этот элемент последовательно просматривает местность вдоль направления движения спутника и направляет лучистый поток в объектив, а затем на специальный датчик, который преобразует световой сигнал в электрический. Электрический сигнал, полученный от датчика, передается на приемные станции через каналы связи. Изображение местности формируется непрерывно на ленте, которая состоит из полос, называемых сканами. Каждый скан состоит из отдельных элементов, известных как пиксели. Сканерные изображения могут быть получены во всех спектральных диапазонах, но особенно эффективными являются видимый и инфракрасный диапазоны. При съемке земной поверхности с помощью сканирующих систем формируется изображение, где каждому элементу соответствует яркость излучения участка, находящегося в пределах мгновенного поля зрения. Сканерное изображение представляет собой упорядоченный набор яркостных данных, которые передаются по радиоканалам на Землю, записываются на магнитную ленту (в цифровом виде) и затем могут быть преобразованы в кадровую форму. Одной из самых важных характеристик сканера является угол сканирования (обзора) и мгновенный угол зрения. Эти параметры влияют на ширину снимаемой полосы и разрешение изображения. В зависимости от величины этих углов сканеры делятся на точные и обзорные. У точных сканеров угол сканирования уменьшается до ±5°, а у обзорных увеличивается до ±50°. Разрешение изображения при этом обратно пропорционально ширине снимаемой полосы. Сканирующие устройства могут быть использованы не только для получения изображений Земли, но и для измерения радиации - сканирующие радиометры, и излучения - сканирующие спектрометры.

Также для различных нужд используется телевизионная съемка. Телевизионная съемка ведется телевизионными камерами в видимом диапазоне электромагнитного спектра. Она используется для съемки с геостационарных спутников. Телевизионная съемка помогает отслеживать различные природные процессы, такие как движение облаков, перемещение морских льдов, таяние и образование снежного покрова, изменение влажности почвы и сезонные изменения уровня воды в водоемах. Также она применяется для изучения природных катастроф: извержений вулканов, песчаных бурь, ураганов, тайфунов, тропических циклонов, лесных и торфяных пожаров. Преимущество телевизионной съемки заключается в возможности быстро и многократно снимать одни и те же территории. Однако у нее есть и недостатки: низкое разрешение изображений и значительные искажения, которые зависят от положения съемочного оборудования относительно снимаемой поверхности Донецков А. А. Сравнительный анализ методов спутниковой съёмки при проведении космического экологического мониторинга // Фундаментальные и прикладные научные исследования: инноватика в современном мире. 2023. Часть 3. С. 203. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50490764. .

Наравне с другими методами используется микроволновая радиометрическая съемка. Она выполняется в коротковолновом радиодиапазоне с использованием принципа механического сканирования. Приемниками излучения служат антенны. Главная особенность микроволновой радиометрии - слабое влияние атмосферы на результаты съемки, а также возможность просвечивания облачного покрова. Однако у микроволновой радиометрии есть и недостатки: излучательная способность поверхности в этом диапазоне электромагнитного излучения сильно зависит от её состояния, низкая флуктуационная чувствительность микроволновых радиометров и очень низкое пространственное разрешение снимков, не более нескольких километров Там же. С. 205..

Также для исследования поверхности земли используют радары. Радиолокационная (РЛ) или радарная съемка - это важный вид дистанционных исследований Хабаров Д. А., Адиев Т. С., Попова О. О., Чугунов В. А. Анализ современных технологий дистанционного зондирования Земли… С. 185.. Она используется в ситуациях, когда прямое наблюдение поверхности планеты затруднено из-за различных природных условий, таких как плотная облачность, туман и т.д. Эта съемка может проводиться даже в темное время суток, потому что она является активной. Для радарной съемки обычно используются радиолокаторы бокового обзора (ЛБО), установленные на самолетах и ИСЗ. С помощью ЛБО радиолокационная съемка осуществляется в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Сущность съемки заключается в посылке радиосигнала, отражающегося по нормали от изучаемого объекта и фиксируемого на приемнике, установленном на борту носителя. Радиосигнал вырабатывается специальным генератором. Время возвращения его в приемник зависит от расстояния до изучаемого объекта. Этот принцип работы радиолокатора, фиксирующего различное время прохождения зондирующего импульса до объекта и обратно, используется для получения РЛ-снимков. Изображение формируется бегущим по строке световым пятном. Чем дальше объект, тем больше времени надо на прохождение отражаемого сигнала до его фиксации электронно-лучевой трубкой, совмещенной со специальной кинокамерой Геологический факультет ВГУ [Электронный ресурс]. URL: http://www.geol.vsu.ru/ecology/ForStudents/4Graduate/RemoteSensing/Lection03.pdf. .

При дистанционном зондировании Земли используют такой метод исследования, как тепловые съемки. Инфракрасная (ИК), или тепловая, съемка основана на обнаружении тепловых аномалий путем регистрации теплового излучения объектов Земли, которое обусловлено внутренним теплом или солнечным излучением Шевчук А. М., Карасёв С. Ю., Лебедь Б. П., Сивохина Н. В. Применение новых строительных материалов и технологий дистанционного зондирования участков местности в экостроительстве // Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. № 8. С. 119. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-novyh-stroitelnyh-materialov-i-tehnologiy-distantsionnogo-zondirovaniya-uchastkov-mestnosti-v-ekostroitelstve. . Она широко используется в геологии. Температурные неоднородности поверхности Земли возникают из-за неравномерного нагрева различных ее участков. Инфракрасный диапазон спектра электромагнитных колебаний условно делится на три части:

ближний (0,74-1,35 мкм);

средний (1,35-3,50 мкм);

дальний (3,50-1000 мкм).

Солнечное (внешнее) и эндогенное (внутреннее) тепло нагревает геологические объекты по-разному в зависимости от литологических свойств пород, тепловой инерции, влажности, альбедо и многих других причин.

Инфракрасное (ИК) излучение, проходя через атмосферу, избирательно поглощается, поэтому тепловую съемку можно проводить только в зонах расположения так называемых «окон прозрачности» - областях, где ИК-лучи проходят свободно. Опытным путем было выделено четыре основных окна прозрачности для инфракрасного излучения: 0,74-2,40 мкм; 3,40-4,20 мкм; 8,0-13,0 мкм; 30,0-80,0 мкм. Некоторые исследователи выделяют большее количество таких окон. В первом окне (до 0,84 мкм) используется отраженное солнечное излучение. Здесь можно использовать специальные фотопленки и работать с красным фильтром. Съемка в этом диапазоне называется ИК-фотосъемкой Хабаров Д. А., Адиев Т. С., Попова О. О., Чугунов В. А. Анализ современных технологий дистанционного зондирования Земли… С. 188..

В некоторых диапазонах инфракрасного излучения используются специальные устройства - тепловизоры, которые преобразуют невидимые инфракрасные волны в видимые изображения. Эти устройства позволяют зафиксировать тепловые аномалии на поверхности Земли. На инфракрасных изображениях светлые оттенки соответствуют областям с более низкими температурами, а темные - с более высокими. Интенсивность тепловой аномалии прямо пропорциональна яркости тона на изображении.

Инфракрасную съемку можно проводить в ночное время. На инфракрасных снимках, полученных с искусственных спутников Земли, четко отображаются береговая линия, гидрографическая сеть, ледовая обстановка, тепловые неоднородности водной среды, вулканическая активность и многое другое. Инфракрасные снимки используются для создания тепловых карт Земли. Линейно-полосовые тепловые аномалии, выявляемые при инфракрасной съемке, интерпретируются как зоны разломов, а площадные и концентрические - как тектонические или орографические структуры.

Например, наложенные впадины Средней Азии, заполненные рыхлыми кайнозойскими отложениями, на инфракрасных снимках дешифрируются как площадные аномалии повышенной интенсивности. Особую ценность представляет информация, полученная в районах активной вулканической деятельности. В настоящее время накоплен опыт использования инфракрасной съемки для изучения шельфа. Этот метод позволяет получить данные о структуре дна, основываясь на различиях в температурных аномалиях поверхности воды. Согласно принципу, при равном облучении поверхности воды на более глубоких участках водных масс энергии на нагревание расходуется больше, чем на более мелких. В результате температура поверхности воды над более глубокими участками будет ниже, чем над мелкими. Это позволяет на инфракрасных изображениях выделять положительные и отрицательные формы рельефа, подводные долины, банки, гряды и т.д. Инфракрасная съемка в настоящее время активно применяется для решения специальных задач, особенно в экологических исследованиях, поиске подземных вод и в инженерной геологии.

Таким образом, дистанционное зондирование Земли используется во многих областях науки. Для этого используют новейшие технологии, которые включают в себя различные способы сбора информации о планете с помощью космических аппаратов, самолетов и других летательных средств. Они позволяют получать данные о поверхности, атмосфере, океанах и других частях Земли без непосредственного контакта с исследуемым объектом. Основными методами дистанционного зондирования являются фотосъемка, съемка сканерами, радиолокационные исследования и инфракрасная съемка. Все эти методы позволяют получать актуальную информацию о Земле без непосредственного присутствия исследователя. Я думаю, что развитие технологий и появление этих методов исследования позволили существенно увеличить объем знаний о нашей планете.

ГЛАВА 2. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

В настоящее время дистанционное зондирование Земли становится все более востребованным. Информация, получаемая в результате этого процесса, используется в различных областях, включая экологию, гидрометеорологию, океанографию, землеустройство и другие. Благодаря данным, собранным со спутников, мы можем обновлять и получать точные сведения о сейсмичности в определенных регионах, отслеживать масштабы чрезвычайных ситуаций, масштабы экологических загрязнений, а также следить за климатическими изменениями и закономерностями, происходящими на планете.

По мере расширения областей применения данных, полученных с помощью дистанционного зондирования Земли, наблюдается активное развитие космических аппаратов и космических технологий дистанционного зондирования. Быстрый рост мирового рынка продуктов и услуг в области космической информации способствует тому, что информация, полученная с помощью дистанционного зондирования Земли, становится более доступной и дешевой в получении. В результате, доступ к этой информации становится более широким Колготина Т. А. Перспективы развития дистанционного зондирования земли // E-Scio. 2021. № 5 (56). С. 478. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-razvitiya-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli. . Если раньше такой информацией обладали только крупные национальные корпорации, то теперь она доступна и для небольших предприятий.

Особые условия для развития и улучшения систем дистанционного зондирования Земли создаются действиями государств, которые стимулируют разработку и использование новых космических аппаратов на коммерческой основе. Например, за последние несколько лет в Соединенных Штатах были приняты директивные меры для стимулирования разработки новых технологий и их внедрения в работу при сохранении государственного контроля над этим вопросом. Это привело к созданию совершенно новой техники высокодетального наблюдения, которая обеспечивает получение наиболее востребованных на рынке снимков с пространственным разрешением 0,5-5 метров. Именно поэтому даже относительно небольшие предприятия разрабатывают и внедряют свои собственные космические аппараты дистанционного зондирования Земли и активно покупают снимки от ведущих спутников США, Франции, Канады, Индии, Европейского космического агентства Колготина Т. А. Перспективы развития дистанционного зондирования земли… С. 479..

В настоящее время одиночные космические аппараты уступают место системам, состоящим из нескольких спутников, работающих вместе для выполнения одной задачи. Возникновение новых и расширение уже существующих группировок спутников для увеличения производительности и сокращения интервалов повторной съемки приводит к значительному увеличению объемов обрабатываемых и анализируемых данных, необходимых для принятия эффективных решений в оперативном режиме. Для приема, обработки и хранения больших объемов информации требуются новые технические решения. Оперативность съемки должна сочетаться с быстрым доступом к данным для конечного пользователя и удобством доступа к информации.

Дистанционное зондирование Земли задумывалось как оборонная технология (даже сегодня около 60% данных спутникового наблюдения используются в военных целях). Оно также поддерживает существование и развитие нескольких рынков услуг, основанных на данных спутниковых снимков: оперативной картографии, контроля состояния окружающей среды и загрязнений, а также мониторинга энергоэффективности. Цифровизация и значительный рост вычислительной мощности компьютеров в последние годы сделали использование данных дистанционного зондирования Земли более доступным: компьютерная обработка «тяжелых» снимков значительно упростилась и ускорилась. Кроме того, появилась возможность применять технологии обработки больших данных к массиву спутниковых снимков, что позволяет извлекать информацию о долгосрочных комплексных взаимосвязях (например, динамика погодных условий, состояние почв, урожай, хозяйственная деятельность человека). Это делает технологию дистанционного зондирования Земли еще более востребованной. Ожидается, что до 2026 года рынок услуг дистанционного зондирования Земли будет уверенно расти, с текущих $3,4 млрд. до $8,5 млрд.

По моему мнению, можно выделить несколько тенденций развития технологий дистанционного зондирования Земли:

Уменьшение стоимости запуска спутников: развитие космической индустрии и увеличение конкуренции среди производителей ракет-носителей приводят к снижению стоимости запуска космических аппаратов.

Рост количества спутников ДЗЗ на орбите позволяет использовать более информативные стереоснимки, когда один и тот же участок поверхности фотографируется с разных орбитальных позиций.

Совершенствование аппаратной базы делает услугу радарного зондирования более доступной: это очень полезная, но очень энергозатратная технология, которая ранее была доступна только при использовании спутников двойного назначения. дистанционный зондирование земля

Если рассматривать отечественный рынок ДЗЗ, то на нем отмечается рост активности разработчиков бортовых систем и программного обеспечения АО «Российские космические системы» (РКС). В первую очередь, это касается разработки инновационных технологий обработки данных дистанционного зондирования Земли. РКС ведут работу над сервисом, в котором все желающие смогут получить геоданные с российских спутников. Этот сервис предоставит пользователю возможность получать в режиме реального времени не только обработанные снимки земной или водной поверхности, но и аналитические данные по различным объектам на поверхности Кайпиайнен А. Д. Современное состояние и перспективы развития дистанционного зондирования Земли // Моя профессиональная карьера. 2021. Т. 1. № 30. С. 184. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47301619. .

Сервисы и программное обеспечение для обработки космических данных, а также геоинформационные системы (ГИС) играют важную роль на рынке дистанционного зондирования Земли. В настоящее время эта сфера характеризуется высоким уровнем специализации и низкой автоматизацией. Исключение составляет фотограмметрическая обработка информации дистанционного зондирования, которая практически полностью автоматизирована.

Отечественные специалисты в своих работах отмечают, что в ближайшие пять лет уровень автоматизации в области обработки и распространения данных ДЗЗ в России превысит 30%. Ожидается, что в области картографии будет активно внедряться инновационное пространственно-временное моделирование. Программное обеспечение для анализа данных ДЗЗ будет предоставляться пользователям преимущественно в виде сервисов, с использованием облачных технологий. Развитие получат технологии анализа данных ДЗЗ с помощью нейронных сетей и методик ситуационной осведомленности Кайпиайнен А. Д. Современное состояние и перспективы развития дистанционного зондирования Земли… С. 185.. Прогнозируется, что в течение 15 лет в сфере дистанционного зондирования Земли произойдут кардинальные изменения: будут разработаны новые прогрессивные технологии, позволяющие строить пространственно-временные модели территорий на качественно новом уровне.

Таким образом, из всего вышесказанного можно сделать несколько выводов. Во-первых, с каждым годом растет необходимость в данных, получаемых при дистанционном зондировании Земли, так как они используются в различных областях науки. Во-вторых, в связи с технологическим прогрессом, многократно возросли мощности вычислительной техники снизилась стоимость подобных услуг на мировом рынке, что повысило доступность к информации. В-третьих, государства стали стимулировать разработку и использование космических аппаратов на коммерческой основе, что привело к созданию новой техники высокодетального наблюдения. В-четвертых, началось активное развитие группировок спутников, которые вместе работают над одной задачей, что увеличило объем получаемых данных, а значит качество и количество данных многократно возросло, что в свою очередь позволяет оперативно принимать эффективные решения. В-пятых, в ближайшем будущем возрастет уровень автоматизации и предложения на отечественном и мировом рынке данных ДЗЗ. В-шестых, ожидается, что через 15 лет в области дистанционного зондирования Земли произойдут значительные преобразования: появятся инновационные методы, которые позволят создавать более качественные пространственно-временные модели территорий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, дистанционное зондирование Земли активно применяется в различных научных областях. Благодаря использованию современных технологий, стало возможным собирать информацию о планете с помощью космических аппаратов, самолетов и других летательных средств. Эти технологии позволяют получать данные о поверхности, атмосфере, океанах и других частях Земли без прямого контакта с исследуемым объектом. Основные методы дистанционного зондирования включают фотосъемку, съемку сканерами, радиолокационные исследования и инфракрасную съемку. Эти методы обеспечивают получение актуальной информации о Земле без необходимости физического присутствия исследователя. Развитие технологий и внедрение этих методов исследования значительно расширили наши знания о нашей планете.

С каждым годом увеличивается потребность в данных, получаемых при дистанционном зондировании Земли, поскольку они применяются в различных научных областях. Технологический прогресс привел к увеличению вычислительных мощностей и снижению стоимости таких услуг, что сделало информацию более доступной. Государства стимулируют разработку и использование космических аппаратов на коммерческой основе, что способствует созданию новой техники для высокодетального наблюдения. Развиваются группировки спутников, работающих вместе над одной задачей, что увеличивает объем получаемых данных и позволяет принимать эффективные решения. В ближайшем будущем ожидается рост уровня автоматизации и предложения на рынке услуг дистанционного зондирования Земли. Через 15 лет в этой области ожидаются значительные преобразования, включая появление инновационных методов создания пространственно-временных моделей территорий.

Я считаю, что дальнейшее развитие технологий дистанционного зондирования Земли и обработки поступающих данных, позволит успешнее бороться с такими проблемами как глобальное потепление, загрязнение окружающей среды, техногенные катастрофы и другие.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

Геологический факультет ВГУ [Электронный ресурс]. URL: http://www.geol.vsu.ru/ecology/ForStudents/4Graduate/RemoteSensing/Lection03.pdf (дата обращения: 28.07.2024).

Горяева И. В. Система космического мониторинга и методы дистанционного зондирования земли // Мировая наука. 2023. № 5 (74). С. 116-119. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-kosmicheskogo-monitoringa-i-metody-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli (дата обращения: 29.07.2024).

Донецков А. А. Сравнительный анализ методов спутниковой съёмки при проведении космического экологического мониторинга // Фундаментальные и прикладные научные исследования: инноватика в современном мире. 2023. Часть 3. С. 201-206. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=50490764 (дата обращения: 29.07.2024).

Кайпиайнен А. Д. Современное состояние и перспективы развития дистанционного зондирования Земли // Моя профессиональная карьера. 2021. Т. 1. № 30. С. 181-185. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=47301619 (дата обращения: 28.07.2024).

Колготина Т. А. Перспективы развития дистанционного зондирования земли // E-Scio. 2021. № 5 (56). С. 477-480. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-razvitiya-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli (дата обращения: 29.07.2024).

Мустафин Р. А. Картография, фотограмметрия и дистанционное зондирование Земли. Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет. 2018. 121 c. URL: https://kpfu.ru/portal/docs/F564721785/Panasyuk.M.V..Safiollin.F.N..Loginov.N.A..Pudovik.E.M..Uchebnoe.posobie.Kartografiya_.fotogrammetriya.i.DZZ_konvertirovan.pdf (дата обращения: 28.07.2024).

Овчинникова Н. Г., Примакова А. С. Предложение «дистанционное зондирование Земли» и его инновационность на данном этапе развития общества // Экономика и экология территориальных образований. 2023. № 2. С. 68-75. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ponyatie-distantsionnoe-zondirovanie-zemli-i-ego-znachimost-na-dannom-etape-razvitiya-obschestva/viewer (дата обращения: 29.07.2024).

Сутырина Е. Н. Дистанционное зондирование земли: учеб. пособие. Иркутск: Изд-во ИГУ. 2013. 165 c. URL: https://epizodyspace.ru/bibl/sutyrina/distantsionnoe/sutyrina-distantsionnoe-2013.pdf (дата обращения: 28.07.2024).

Хабаров Д. А., Адиев Т. С., Попова О. О., Чугунов В. А. Анализ современных технологий дистанционного зондирования Земли // Московский экономический журнал. 2019. № 1. С. 181-190. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-sovremennyh-tehnologiy-distantsionnogo-zondirovaniya-zemli (дата обращения: 26.07.2024).

Хабарова И. А., Хабаров Д. А., Жорова В. И., Попова О. О. Методология осуществления дистанционного зондирования // Международный журнал прикладных наук и технологий «Integral». 2019. № 1. С. 21-30. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodologiya-osuschestvleniya-distantsionnogo-zondirovaniya (дата обращения: 26.07.2024).

Чикунов И. А. Мониторинг экологического состояния земли с помощью методов дистанционного зондирования // Modern Science. 2020. № 11-1. С. 431-435. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=44226188 (дата обращения: 28.07.2024).

Шевчук А. М., Карасёв С. Ю., Лебедь Б. П., Сивохина Н. В. Применение новых строительных материалов и технологий дистанционного зондирования участков местности в экостроительстве // Известия ТулГУ. Технические науки. 2023. № 8. С. 116-123. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-novyh-stroitelnyh-materialov-i-tehnologiy-distantsionnogo-zondirovaniya-uchastkov-mestnosti-v-ekostroitelstve (дата обращения: 29.07.2024).

Шиндяпин М. В., Тюкленкова Е. П. Использование средств дистанционного зондирования земли в управлении недвижимостью // Управленческий учет. 2024. № 1. С. 173-179. URL: https://uprav-uchet.ru/index.php/journal/article/download/4127/3114 (дата обращения: 29.07.2024).

Размещено на Allbest.ru