Малинников, А.Ф. Стеценко, А.Е. Алтынов, С.М. Попов МОНИТОРИНГ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ АЭРОКОСМИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ 120200 «Фотограмметрия и дистанционное зондирование», специальностей 120201 «Исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами» и 120202 «Аэрофотогеодезия» геодезии и фотограмметрии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки Рекомендовано УМО по образованию в области Москва 2009 1 УДК 528.8; 528.914 М 19 Рецензенты: • • профессор, кандидат техн. наук П.Н. Бруевич (кафедра геодезии и маркшейдерии МГГУ); профессор, кандидат техн. наук Н.К. Шавенько (кафедра вычислительной техники и автоматизированной обработки аэрокосмической информации МИИГАиК) Малинников В.А., Стеценко А.Ф., Алтынов А.Е., Попов С.М. <...> ISBN 978-5-91188-015-6 Изложены методы организации и технического обеспечения информационно-аналитического мониторинга природной среды для различных направлений хозяйственной деятельности. <...> Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки «Фотограмметрия и дистанционное зондирование» специальностей «Исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами» и «Аэрофотогеодезия», и аспирантов, занимающихся аэрокосмическими съемками, мониторингом и исследованием природных ресурсов. <...> УДК 528.8; 528.914 ISBN 978-5-91188-015-6 © В.А. Малинников, А.Ф. Стеценко, А.Е. Алтынов, С.М. Попов, 2009 © Издательство МИИГАиК, 2009 © Оформление обложки МИИГАиК, 2009 2 ПРЕДИСЛОВИЕ Дальнейшее развитие и возрастающая интенсификация отраслей народного хозяйства обуславливают применение самых прогрессивных методов исследований, широкое использование данных дистанционного зондирования (ДЗЗ) и обеспечение на их основе региональных организаций комплексными данными о природных ресурсах и экологической обстановке. <...> Очевидно, для выполнения подобных работ необходима подготовка специалистов, обладающих соответствующим объемом знаний в области эксплуатации и развития <...>
Мониторинг_природной_среды_аэрокосмическими_средствами_учеб.пособие.pdf
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ
В.А. Малинников, А.Ф. Стеценко,
А.Е. Алтынов, С.М. Попов
МОНИТОРИНГ ПРИРОДНОЙ
СРЕДЫ АЭРОКОСМИЧЕСКИМИ
СРЕДСТВАМИ
120200 «Фотограмметрия и дистанционное зондирование»,
специальностей 120201 «Исследование природных ресурсов
аэрокосмическими средствами» и 120202 «Аэрофотогеодезия»
геодезии и фотограмметрии в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению подготовки
Рекомендовано УМО по образованию в области
Москва
2009
1
Стр.2
УДК 528.8; 528.914
М 19
Рецензенты:
•
•
профессор, кандидат техн. наук П.Н. Бруевич
(кафедра геодезии и маркшейдерии МГГУ);
профессор, кандидат техн. наук Н.К. Шавенько
(кафедра вычислительной техники и автоматизированной
обработки аэрокосмической информации МИИГАиК)
Малинников В.А., Стеценко А.Ф., Алтынов А.Е., Попов С.М.
М 19 Мониторинг природной среды аэрокосмическими средствами:
Учеб. пособие. – М.: Изд-во МИИГАиК, 2009. – 140 с.: ил.
ISBN 978-5-91188-015-6
Изложены методы организации и технического обеспечения информационно-аналитического
мониторинга природной среды для различных
направлений хозяйственной деятельности. Пособие подготовлено в
соответствии с программой курса «Аэрокосмические методы съемок» и
«Техника и технология дистанционного зондирования Земли».
Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки
«Фотограмметрия и дистанционное зондирование» специальностей
«Исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами» и
«Аэрофотогеодезия», и аспирантов, занимающихся аэрокосмическими
съемками, мониторингом и исследованием природных ресурсов.
УДК 528.8; 528.914
ISBN 978-5-91188-015-6
© В.А. Малинников, А.Ф. Стеценко, А.Е. Алтынов, С.М. Попов, 2009
© Издательство МИИГАиК, 2009
© Оформление обложки МИИГАиК, 2009
2
Стр.3
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ...............................................................................................3
1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА ДАННЫМИ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ........................................................................4
1.1. Классификация систем аэрокосмического мониторинга по
технологии получения видеоинформации .........................................6
1.2. Аэрокосмические системы дистанционного
зондирования Земли...........................................................................12
1.3. Авиационные системы дистанционного зондирования Земли ......18
1.4. Обеспечение ДЗЗ данными наземных наблюдений .......................21
2. КОСМИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ДЗЗ СРЕДНЕГО И ВЫСОКОГО
ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗРЕШЕНИЯ .............................................24
2.1. Зарубежные космические средства ДЗЗ среднего
пространственного разрешения .......................................................24
2.1.1. Система ДЗЗ LANDSAT ..........................................................24
2.1.2. Система ДЗЗ КА SPOT ............................................................29
2.1.3. KA ALOS ..................................................................................32
2.2. Зарубежные космические средства ДЗЗ высокого
пространственного разрешения .......................................................36
2.2.1. КА QUICKBIRD .......................................................................37
2.2.2. КА IKONOS ..............................................................................38
2.2.3. КА OrbView-3 ...........................................................................41
2.2.4. КА Formosat-2 ...........................................................................43
2.2.5. Многоцелевой КА Kompsat-2 .................................................45
2.2.6. Космические аппараты IRS-P6 (RESOURCESAT-1)
и IRS-P5 (Cartosat-1)................................................................46
2.3. Отечественные космические средства ДЗЗ среднего и высокого
пространственного разрешения ........................................................50
2.3.1. КА Ресурс-ДК1 .........................................................................50
2.3.2. Система ДЗЗ Монитор-Э .........................................................56
2.3.3. КА Метеор-М ...........................................................................60
3. РАДИОЛОКАЦИОННАЯ АППАРАТУРА КА ДЗЗ ВЫСОКОГО
ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗРЕШЕНИЯ ..............................................66
3.1. Зарубежные космические средства радиолокационного
наблюдения ........................................................................................69
3.1.1. Европейская космическая система ДЗЗ ERS-1, 2 .................70
139
Стр.140
3.1.2. КА ДЗЗ ENVISAT-1 ..................................................................74
3.1.3. КА ДЗЗ JERS-1 .........................................................................80
3.1.4. Радиолокационная система КА ALOS ..................................84
3.1.5. КА радиолокационного наблюдения Radarsat-1,2 ................86
3.1.6. КА радиолокационного наблюдения TerraSAR-X ...............91
3.2. Отечественные космические средства радиолокационного
наблюдения ........................................................................................95
3.2.1. Аппаратура радиолокационного наблюдения КА
Космос-1870 и Алмаз-1 ............................................................95
3.2.2. Радиолокационные приборы модуль «ПРИРОДА» ..............98
4. ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНАЯ АППАРАТУРА КОСМИЧЕСКИХ
СИСТЕМ ДЗЗ ............................................................................................101
4.1. Особенности представление видеоданных в
гиперспектральной системе ДЗЗ ....................................................101
4.2. Бортовые гиперспектрометры КЛА ................................................105
4.2.1. Аппаратный комплекс TERRA/ASTER ................................106
4.2.2. Аппаратный комплекс TERRA/MODIS и AQUA /MODIS .109
4.2.3. Аппаратный комплекс ДЗЗ КА EO-1 (HYPERION, ALI) ...113
5. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ
КОСМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЗЗ ...........................................................116
5.1. Системы средств ДЗЗ сверхвысокого разрешения .......................116
5.1.1. КА серии OrbView .................................................................116
5.1.2. Проекты новых отечественных космических
аппаратов .................................................................................120
5.2. Разработки систем радиолокационного наблюдения ....................122
5.2.1. КА Radarsat-2 ..........................................................................124
5.2.2. Система КА LightSAR ...........................................................126
5.2.3. Система МКА SAR-Lupe .......................................................126
5.2.4. Система МКА TerraSAR ........................................................127
5.2.5. Система МКА SkyMed-Cosmo ..............................................127
5.3. Отечественные разработки радиолокационного наблюдения ......130
5.4. Перспективы использования гиперспектрального ДЗЗ ...............135
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................................136
Список рекомендуемой литературы ............................................................138
ИНТЕРНЕТ ресурсы .....................................................................................138
140
Стр.141