Использование спутниковых данных (включая гиперспектральные) для изучения океана - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Программа «Романские языки сопоставительное изучение» 1 272.71kb.
«Природные, социальные и экологические проблемы развития Индийского... 1 122.33kb.
Правила безопасности при эксплуатации электроустановок в вопросах... 7 1622.9kb.
Северный Ледовитый океан: особенности природы, изучение, хозяйственное... 1 86.4kb.
Учебно-методические материалы и задания для самопроверки для студентов... 2 540.07kb.
Разработка специального программного обеспечения для сбора и конвертации... 1 64.08kb.
О программе партнерства «зеленый мост» 1 49.64kb.
Учебная программа для направления специальности 1-31 03 01 Математика... 1 60.51kb.
«Защита данных на пк от вредоносных программ» 1 41.27kb.
Базы данных 1 333.83kb.
Paragon Software выпускает бесплатный пакет утилит для резервного... 1 22.89kb.
Контроль мульды оседания самотлорского месторождения на основе psinsar... 1 100.29kb.
- 4 1234.94kb.
Использование спутниковых данных (включая гиперспектральные) для изучения океана - страница №1/1

Использование спутниковых данных (включая гиперспектральные)
для изучения океана

Митягина М.И.
Институт космических исследований РАН

117997, Профсоюзная ул, 84/32
E-mail:mityag@iki.rssi.ru

Лекция посвящена систематическому изложению основ метода дистанционного зондирования Мирового океана из космоса и расширению представлений слушателей о возможностях использования спутниковых данных для исследования процессов и явлений в Мировом океане и в атмосфере над ним.

Во введении дается краткий обзор развития спутниковых средств дистанционного зондирования применительно к исследованию Мирового океана.

Отмечается, что на современном этапе исследование Мирового океана невозможно без использования информации, получаемой с помощью приборов дистанционной диагностики, установленных на различных спутниках, специализированных на дистанционном зондировании Земли. В последнее время во всем мире задействовано большое количество спутников с научной аппаратурой на борту, работающей в разных диапазонах электромагнитного спектра. Различные активные и пассивные сенсоры способны детектировать видимую, инфракрасную и микроволновую области электромагнитного спектра. Приводятся данные о том, что точность и разрешающая способность этих приборов постоянно растет, и одновременно расширяется набор параметров, характеризующих состояние океанов и морей, которые могут быть измерены из космоса.

В лекции обсуждаются вопросы использования цифровых данных спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой, микроволновых радиометров, спетрорадиометров оптического диапазона, альтиметров и скаттерометров, установленных на зарубежных и российских спутниках и позволяющих получать информацию о поле температуры поверхности моря, наличии взвеси, концентрации хлорофилла, других оптических характеристиках водной поверхности, нефтяных и биогенных пленках, изменчивости течений, ветровых и вихревых процессах, скорости ветра и высоты волн с высоким пространственным и временным разрешением.

Отдельное внимание уделено вопросам формирования радиолокационных (РЛ) изображений океана и применению спутниковых радиолокаторов с синтезированной апертурой (РСА) для изучения океанологических процессов и явлений. Дается представление о механизмах формирования радиолокационных образов поверхностных проявлений динамических процессов в океане, таких как поверхностные и внутренние волны, течения и вихри, фронтальные разделы, а так же о проявлении сликов, вызванных биологическими и нефтяными пленками на спутниковых радиолокационных изображениях. Рассматриваются примеры РЛ изображений различных процессов и явлений и приводится их анализ. Обсуждаются перспективы использования методов спутниковой радиолокации для наблюдения и исследования Мирового океана. Отмечается, что все возрастающее значение приобретает новое поколение спутниковых РСА, в частности сенсоры, установленные на спутниках TerraSAR-X (Германия), RADARSAT-2 (Канада), COSMO-SkyMed (Италия), ALOS PALSAR (Япония).

Излагаются физические основы и принципы гиперспектральных методов дистанционного зондирования. Обсуждаются особенности данных гиперспектральных сенсоров (Hyperion, HYCO) по сравнению с данными многоканальных спектрорадиометров (MODIS Aqua/Terra, MERIS Envisat, сенсоры спутников серии Ladsat). Отмечается, что анализ гиперспектральных снимков на настоящий момент является одной из самых эффективных и быстро развивающихся методик дистанционного зондирования. Сегодня гиперспектральные снимки позволяют извлекать точную и детальную количественную информацию. Успешное применение таких приборов определяется возможностью обнаружения небольших изменений спектральных свойств одного или нескольких отображаемых объектов и целостностью процесса калибровки сенсора. Данные многочисленных каналов о спектрах отражения объектов земной поверхности дают обширный материал для подробного анализа.

Первоначально гиперспектральные методы развивались в приложении к исследованию суши. При этом развивались алгоритмы классификации почв и растительного покрова, выявления засоленных почв, распознавание дорог и типов их покрытия, распознавание искусственных объектов, как открыто стоящих, так и закамуфлированных, задачи поиска полезных ископаемых и пр. Указывается, что гиперспектральные данные постепенно становятся эффективным инструментом и в их приложении к исследованию Мирового океана. Подчеркивается, что применение данных гиперспектральных сенсоров спутникового базирования для наблюдения процессов и явлений в океане потребовало развития значительно более сложных алгоритмов по сравнению с сушей. Приводится краткий обзор методов обработки гиперспектральных изображений, особое внимание уделяется вопросам атмосферной коррекции, калибровки данных, роли наземных подспутниковых экспериментов и т.д. Обсуждается степень информативности различных спектральных каналов и их комбинаций с точки зрения их применимости для определения гидрооптических свойств умеренно мутных и продуктивных вод прибрежной зоны морей и внутренних водоемов и восстановления таких параметров качества воды как концентрации хлорофилла, минеральной взвеси и растворенного органического вещества, а также для оценки вклада отражения от дна и установления типа дна. Подчеркивается высокий потенциал гиперспектральных данных для выявления и распознавания различных типов антропогенных и биогенных загрязнений в прибрежных зонах морей.

Проводится сравнительный анализ характеристик космических гиперспектральных комплексов, функционирующих на орбите на данный момент, в том числе, отечественные достижения последнего времени. До последнего времени большинство программ исследования Земной поверхности при помощи спутниковых гиперспектральных сенсоров осуществлялись в США. Сенсор Hyperion установлен на принадлежащем NASA ИСЗ EO-1 (Earth Observing-1). Сенсор HICO (Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean) является частью программы, финансирующейся NRL (Naval Research Laboratory) [12,13]. Однако, с вводом в действие в 2013г. российского спутника Ресурс-П, оснащенного гиперспектральной съемочной аппаратурой ситуация изменилась.

Приводятся примеры использования космических гиперспектральных данных для решения задач дистанционного зондирования применительно к исследованию Мирового океана, в частности подробно рассмотрен пример разделения различных типов вод на основе извлечения спектральных профилей гиперспектральных изображений и анализа спектральных отражательных способностей различных участков водной поверхности.


Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 13-07-12017 офи-м). Спутниковые радиолокационные данные предоставлены Европейским космическим агентством в рамках проектов C1P.6342, Bear 2775 and C1P.1027. Данные гиперспектрометра HICO получены в рамках соглашения между ИКИ РАН и Naval Research Laboratory.

+ договор с NRL.