Игорь Москаленко, эксперт DATA+ (igorm@dataplus.ru)
В последнее время на рынке данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗ) происходят значительные изменения. Они выражаются и в постоянно увеличивающемся разнообразии предлагаемых данных, и в их все более низкой стоимости. Во многих сегментах рынка растет конкуренция между поставщиками данных.
Сегодня на рынке доступны снимки различного пространственного (геометрического), спектрального, временного и радиометрического разрешения. Используемые для их получения сенсоры подразделяются на цифровые и аналоговые, а также на те, с которых можно (либо нельзя) получать стереопары.
Пространственное (геометрическое) разрешение характеризуется минимальным размером объектов, различимых на снимках, спектральное — количеством спектральных зон, их шириной и размещением по электромагнитному спектру, временное – периодичностью съемки одного участка, радиометрическое разрешение – числом градаций сигнала в каждой спектральной зоне и возможностями калибровки. Большая часть современных космических съемочных систем использует лишь единицы (реже десятки) спектральных зон, а стоимость снимков определяется, прежде всего, их пространственным разрешением и тем кругом задач, в которых эти данные применяются (см. рис.).
Сейчас существуют системы дистанционного зондирования (и их количество постоянно растет), данные с которых можно получать бесплатно – по сети Internet.
Как правило, это метеорологические системы с низким геометрическим разрешением (1 км и менее) – METEOSAT (www.ccc.nottingham.ac.uk/pub/sat-images), GOES (www.goes.noaa.gov), GMS (ftp://rsd.gsfc.nasa.gov/pub/Weather/GMS-5/gif/mapped).
Из таких систем наибольшее распространение и популярность приобрели данные со спутников NOAA (www.saa.noaa.gov), в основном, с сенсора AVHRR (пространственное разрешение 1,1 км, 5 спектральных диапазонов). Благодаря высокому радиометрическому разрешению (10 бит/пиксел), возможности точной радиометрической калибровки информации, а также высокой периодичности съемки (для территории России – 2-3 часа) данных с этого сенсора можно использовать в разных прикладных областях. Так, например, существует приложение, идентифицирующее по данным с AVHRR очаги пожаров диаметром 30(!) метров на местности.
Серьезным конкурентом самого популярного сенсора NOAA может стать сенсор MODIS с запущенной в прошлом году платформы TERRA (36 каналов с пространственным разрешением от 250 до 1000 метров, ширина полосы съемки – 2000 км). Помимо того, что данные с MODIS можно бесплатно скачивать из Internet – архива, пользователи также могут получать данные непосредственно со спутника на персональную приемную станцию (как, впрочем, и данные NOAA). В России продажей приемных станций для MODIS, а также распространением данных с собственных приемных станций занимается фирма «СканЭкс» (www.scanex.ru).
На платформе TERRA также установлен сенсор ASTER, имеющий 14 спектральных каналов с пространственным разрешением 15, 30 (видимый диапазон) и 90 (дальний ИК) метров.
Из «коммерческих» данных с высоким пространственным разрешением отметим, прежде всего, системы Landsat и SPOT.
Появление на рынке ДЗЗ данных с Landsat-7, запущенного в 1999-м году, стало знаменательным событием, ибо, если употреблять рекламную фразеологию, задало «новый стандарт» стоимости подобных данных – 600 ЕВРО (+90 доставка) за сцену 180х183 км. К сожалению, приведенная цена – международная, и для российского потребителя сцена обходится раза в два дороже, что, впрочем, не помешало «взрывному» росту популярности этих данных в нашей стране.
На Landsat-7 установлен сенсор ETM+ с улучшенными, по сравнению с Landsat-5, характеристиками. Так, добавился 15-метровый панхроматический канал, а разрешение теплового канала улучшилось до 60 м (вместо 120). Улучшилось и покрытие съемками всей земной суши (например, вся территория России покрыта малооблачными снимками 2 и более раз).
Для поиска данных Landsat-7 на интересующую вас территорию можно обратиться к Интернет–каталогам USGS и Eurimage, а также воспользоваться услугами DATA+ (www.dataplus.ru) и «СканЭкс» для подбора и заказа качественных данных.
Несмотря на очевидные успехи программы Landsat, французская система SPOT, космический сегмент которой состоит из 3-х аппаратов — Spot-1, 2 и 4, продолжает занимать одну из лидирующих позиций на мировом рынке ДЗЗ.
Сегодня система относится к разряду классических – 2 канала в видимой части спектра, 1 – в ближнем ИК. Кроме того, на Spot-4 имеется 4-й канал в диапазоне 1.55-1.75 мкм, предназначенный, в первую очередь, для получения вегетационного индекса.
Геометрическое разрешение данных SPOT составляет 10 м при панхроматической съемке и 20 — при многозональной. Также система SPOT может производить стереосъемку поверхности с перекрытием 60%, что при размере сцены 60х60 км позволяет получать цифровые модели местности размером 36х60 км и шагом сетки 10 метров.
Очень полезна и возможность программирования заказчиком съемки той или иной территории (по сути, благодаря наличию на SPOT-4 бортового записывающего устройства, для съемки доступна вся поверхность Земли). Есть два режима программирования. При одном из них, приоритетном, съемка может проводиться с периодичностью в 3 дня.
Ценовая политика SPOT стала более гибкой. Предусмотрены значительные скидки при одновременном заказе разновременных данных на одну территорию, заказе «панхроматические + многозональные» данные и т.д.
Еще одним шагом, направленным на увеличение привлекательности данных, является изменения понятия архивных данных. Архивными теперь считаются все данные SPOT, начиная с 1986, кроме последних 2-х лет. То есть, в 2001 году архивными будут данные с 1986 по 1999 годы включительно.
Узнать о наличии съемки на интересующую территорию можно по каталогам фирмы Spot Image или в DATA+, а заказать данные – в DATA+.
В конце 2001 года планируется запуск системы нового поколения SPOT-5 с вдвое более высоким пространственным разрешением (10м в режиме многозональной съемки, 5 м – панхроматической). Кроме того, SPOT-5 будет иметь возможность съемки в специальном режиме с разрешением 2,5 метра.
Еще один популярный источник цифровых данных — индийская система IRS. В России, по ряду причин, основной из которых является сложная система прав собственности на эти данные и связанная с этим их высокая стоимость, этот источник данных не получил большого распространения.
Сенсоры на спутниках последнего поколения (IRS-1C и 1D) позволяют получать панхроматические снимки с геометрическим разрешением 6 м, а в многозональном режиме — 23 м. Недостатком панхроматического сенсора является низкое радиометрическое разрешение – 6 бит/пиксел.
На текущий год запланирован запуск сразу двух платформ IRS: P5 и P6. На первой будет сенсор, позволяющий получать панхроматические снимки с разрешением 2,5 метра (как у SPOT-5).
Одним из наиболее заметных событий последнего времени на рынке ДДЗ стало появление данных сверхвысокого пространственного разрешения. Первыми появились данные со спутника IKONOS-2, запущенного осенью 1999 г. Его коммерческая эксплуатация началась в первой половине 2000 г. Наряду с метровым пространственным разрешением в панхроматическом режиме и 4-метровым в многозональном, сенсор на этом спутнике производит съемку с радиометрическим разрешением 11 бит/пиксел, что означает 2048 градаций яркостей в одном канале.
 |
 |
 |
 |
| Рис. Примеры данных с различным геометрическим и спектральным разрешением. Верхний: 5 метров — двухзональный. Нижний ряд: 30 метров — многозональный; 15 метров — панхроматический; 10 метров — панхроматический. | |||
Фактически являющаяся монополистом, компания Space Imaging (www.spaceimaging.com) держит цены на свою продукцию на весьма высоком уровне (хотя в последнее время и произошло снижение цены и размера минимального заказа на архивные данные).
После неудачного запуска осенью 2000 г. спутника QuickBird-1 конкуренцию IKONOS составляют лишь архивные данные с отечественных фотографических спутников (www.sovinformsputnik.com) и американских разведывательных спутников CORONA, LANYARD и ARGON (http://edcwww.cr.usgs.gov/webglis).
В текущем году ситуация здесь может измениться, причем достаточно кардинально. Ведь, помимо QuickBird-2, запуск которого намечен на август, планируется запуск сразу двух платформ: OrbView-3 и OrbView-4. На OrbView-4, помимо панхроматического сенсора с метровым разрешением, находится гиперспектральный сенсор, производящий съемку в 280 спектральных диапазонах.
Сегодня на рынке ДДЗ, наряду с улучшением характеристик и уменьшением цены на данные «традиционных» систем (максимум десятки каналов в видимой и инфракрасной частях спектра), все шире предлагаются новые типы данных, таких, как гиперспектральные или радарные.
И если OrbView-4 еще только планируется запустить, то Earth Observing –1 (EO-1) – первый спутник, несущий на своем борту гиперспектральный 220-канальный сенсор с 30-метровым пространственным разрешением, уже выведен на орбиту и работает. Теперь дело за программным обеспечением, позволяющим работать с такими данными, а также за методами их анализа и интерпретации.
Радарные данные представлены на рынке, в основном, данными с систем Radarsat (www.rci.ca) и ERS (www.eurimage.com). Radarsat позволяет проводить съемку с высоким разрешением (8 метром против 30 у ERS) и в большем числе режимов съемки. Соответственно, и цена его данных выше. Из архивных радарных данных интерес представляют снимки с японской системы JERS-1 (www.eurimage.com).
Большой популярностью в России и мире пользуются данные с российского спутника КОМЕТА. На нем устанавливаются фотографические камеры КВР-1000 (разрешение 2 метра) и ТК-350 (разрешение 10 метров). Последняя камера позволяет получать стеpеоснимки. Последний успешный полет «Кометы» прошел в сентябре–ноябре 2000 г. Поиск и заказ данных можно осуществить в МА «Совинформспутник», или же в DATA+.
В России популярны данные со спутников Ресурс-Ф. Спутники этой серии оснащаются фотографическими камерами КФА-1000, КФА-3000, МК-4, КАТЭ-200. Данные с перечисленных сенсоров требуют перевода в цифровую форму путем сканирования. Съемка с Ресурса-Ф проводилась, в основном, до 1994 года. Отдельные территории России были сняты в ноябре-декабре 1997 и 1999 гг.
К сожалению, из-за возникших технических проблем, качество данных, получаемых с отечественной цифровой системы Ресурс-О, нестабильно. Это особенно досадно из-за того, что данные с находящихся на борту Ресурса многозональных сенсоров МСУ-Э (разрешение 35 — 45 м) и МСУ-СК (разрешение ~150 м) широко использовались во многих организациях, в том числе благодаря возможности их оперативного приема на персональную приемную станцию, поставляемую фирмой «СканЭкс».
По всем вопросам, связанным как с рассмотренными, так и с другими системами дистанционного зондирования Земли Вы можете обращаться в DATA+.
В заключение хочется пожелать успешных запусков новых систем ДЗ и еще более широкого использования этих данных в самых разных областях деятельности.
