Дистанционное зондирование Земли

На основе теории рассеяния электромагнитных волн на статистически неровных поверхностях и с использованием фацетной стохастической модели взволнованного моря разработаны инженерные методики расчетов спектральных и поляризационных характеристик оптического излучения морского фона, антропогенных объектов и природных образований. Приведены статистически обеспеченные данные натурных измерений, полученные в разные сезоны года и на разных акваториях. Монография рассчитана на разработчиков и пользователей многоспектральных оптико-электронных приборов дистанционного зондирования.

В монографии приводится концепция, представлены наземные и дистанционные методы оценки состояния экосистем и угроз биологическому разнообразию при проведении комплексного мониторинга естественных экологических систем на особо охраняемых природных территориях в составе Национальной системы мониторинга окружающей среды в Республике Беларусь. При ведении данного вида мониторинга НСМОС обеспечивается контроль по немногочисленным простым и недорогим в определении параметрам, используемым для оценки региональных тенденций и трендов в развитии экосистем ООПТ, а также особенностей пространственного проявления этих процессов. Практической целью работ является регулярный сбор данных о состоянии естественных (лесных, луговых, болотных и водных) экосистем, о степени и интенсивности их повреждения природными и антропогенными факторами, а также о динамике выявленных угроз функционированию экосистем и биоразнообразию ООПТ на основе данных дистанционного зондирования Земли. Книга предназначена для работников органов государственного управления, специалистов в области охраны окружающей среды и использования природных ресурсов, научных работников и преподавателей вузов, работающих в области биологии и экологии, читателей, интересующихся проблемами экологии. Табл. 43. Ил. 153. Библиогр.: 142 назв.

Рассмотрены оптические модели земной атмосферы в ультрафиолетовом, видимом, ближнем инфракрасном и среднем инфракрасном спектральных диапазонах. Описаны модели газовой, аэрозольной и турбулентной атмосфер. Приведены высотные профили коэффициентов поглощения земной атмосферы для разных сезонов и высотная оптическая модель континентального аэрозоля для ультрафиолетового (0,3471 мкм), видимого (0,53 мкм) и ближнего (1,06 мкм) инфракрасного спектральных диапазонов с оптическими характеристиками, определяющими энергетику монохроматического лазерного излучения при распространении в аэрозольной атмосфере. Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Лазерная техника и лазерные технологии» и «Оптотехника», приведенные материалы могут быть использованы при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ, в рамках научно-исследовательской работы студентов, а также могут представлять интерес для аспирантов соответствующего профиля.

В методических указаниях приведены темы лабораторных работ по дисциплине «Фотограмметрия и дистанционное зондирование территорий».

В настоящем пособии рассмотрены вопросы применения ГИС и статистических методов при решении проблем экологии и природопользования.

Рассмотрена задача сжатия гиперспектральных данных дистанционного зондирования Земли и предложен соответствующий многоэтапный алгоритм. Увеличение степени сжатия алгоритма достигается использованием формирования вспомогательных данных большой избыточности на основе их байтового представления и учета межканальной корреляции. Приведены некоторые результаты исследований эффективности сжатия гиперспектральных аэрокосмических изображений, выполненные предложенным алгоритмом сжатия с универсальными и специализированными архиваторами.

Рассмотрены проблемы анализа динамики земной поверхности при использовании дистанционных методов изучения экосистем. Значительное внимание уделено проблеме создания информационных систем для решения этих задач, имеющих в комплексе развитые функции автоматизированной интерпретации данных аэрокосмического мониторинга экосистем, моделирования изменений ландшафтного покрова и пространственного анализа результатов интерпретации и моделирования. Книга может быть полезна научным работникам, аспирантам и студентам вузов, специализирующимся в области экосистемного мониторинга.

Дано описание современных оптико-электронных систем дистанционного зондирования с искусственных спутников Земли: спутниковых метеорологических систем NOAA и MetOp; спутников серии EOS; спутников с аппаратурой высокого и сверхвысокого разрешения; российских спутников «Метеор-М», «Ресурс ДК-1», «Электро-Л» и «Канопус-В», а также современных спутниковых радиометров AVHRR, MODIS и ASTER. Для студентов 5–6-го курсов, обучающихся по специальности «Лазерная техника и лазерные технологии».

Книга посвящена применению мульти- и гиперспектрального зондирования Земли для решения задач геологического картирования. Рассматриваются современные методы обработки и анализа данных гиперспектрального дистанционного зондирования земной поверхности из космоса. Изложены преимущества гиперспектральных данных по сравнению с другими материалами дистанционного зондирования применительно к задаче идентификации минералов, что позволяет составлять первичные тематические карты исследуемой территории. Описана экспертная система обработки гиперспектральных данных. Приведены примеры решения конкретных геологических задач. Сравниваются возможности аэро- (AVIRIS) и космической гиперспектральной (Hyperion) аппаратуры. Показана необходимость и перспективность использования гиперспектральных материалов для решения широкого круга природоресурсных задач при условии разработки более совершенных алгоритмов и поисков новых подходов к созданию специализированного программного обеспечения для интерпретации гиперспектральных изображений. Книга представляет интерес для специалистов, использующих материалы дистанционного зондирования Земли, аспирантов и студентов геолого-географического профиля.

В монографии рассматриваются проблемы электрофизики ионосферы, связанные с методами и технологиями исследования состояния ионосферной плазмы при помощи средств космического томографического радиомониторинга. Излагаются современные и перспективные методики спутниковой лучевой радиотомографии, проводится анализ аппаратно-программных средств бортового и наземного базирования, используемых при восстановлении вертикальных разрезов электронного содержания ионосферы. Предложен оригинальный способ глобального радиотомографического зондирования с применением кластеров малогабаритных космических аппаратов. Обобщен более чем десятилетний опыт исследований, проведенных авторами в рамках Федеральной космической программы, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009–2013 гг.», а также при выполнении грантов РФФИ и международных проектов. Книга предназначена студентам старших курсов, аспирантам и научным работникам, специализирующимся в области прикладных задач электрофизики, дистанционного аэрокосмического зондирования и геофизики. Рецензенты: С. А. Пулинец, доктор физико-математических наук, профессор А. С. Селиванов, доктор технических наук, профессор.

В книге изложена информация об основных результатах реализации проектов программы Союзного государства «Мониторинг-СГ» (2013–2017 гг.). При выполнении программы получены новые результаты, направленные на создание средств, технологий и программных комплексов в интересах повышения надежности, работоспособности и живучести маломассогабаритных космических средств дистанционного зондирования Земли, улучшения качества и доступности космической информации для конечных пользователей. Издание дает представление о научно-технических и производственных возможностях научных учреждений и вузов, предприятий и организаций Беларуси и России, занимающихся космической деятельностью. Приведенные результаты могут быть интересны широкому кругу специалистов в области создания и применения средств и технологий для космических аппаратов, систем обработки информации дистанционного зондирования Земли.

В книге представлены статьи, подготовленные на основе докладов научно-технической конференции, проведенной в ФГУП «РНИИ КП». Статьи посвящены следующим направлениям ракетно-космического приборостроения и информационных технологий: ГЛОНАСС, системы связи и ретрансляции, поиска и спасания; системы и технологии дистанционного зондирования Земли и спутникового мониторинга; наземные комплексы управления и системы; бортовые специальные системы, проблемы конструирования, технологии производства и качества РЭА; автоматизированные системы управления, информационные технологии и системы мониторинга; системы для космических исследований, новые технологии в космосе и др. Для специалистов, интересующихся новейшими достижениями в указанных научных направления.

Рассмотрены основные характеристики рассеянного и собственного радиотеплового излучения природных сред. Дан анализ электродинамических моделей различных поверхностей Земли и окружающей атмосферы. Разработаны модели радиотехнических сигналов и их статистических характеристик в области регистрации антенными системами. Изложены основы теории оптимальной пространственно-временной обработки рассеянных полей и полей собственного радиотеплового излучения. Сформулированы принципы построения и алгоритмического обеспечения современных активных, пассивных и комплексных активно-пассивных радиотехнических систем дистанционного зондирования, а также интерпретации получаемых с их помощью экспериментальных данных. Приведены алгоритмы оптимальных и квазиоптимальных измерений электрофизических параметров поверхностей и атмосферы при активном, пассивном и комплексном активно-пассивном дистанционном зондировании. Даны алгоритмы оценки предельных погрешностей измерений этих параметров. Представлены решения ряда задач картографирования и селекции целей с использованием классического и модифицированного методов синтеза апертуры антенны. Рассмотрены особенности применения атомарных функций и весовых окон Кравченко–Рвачева при обработке изображений. Для научных работников, инженеров, аспирантов и cтудентов старших курсов, занимающихся задачами дистанционного зондирования и радиолокации.

Представлены материалы научных исследований, по приоритетным направлениям Программы развития ДВФУ и Программы повышения конкурентоспособности ДВФУ среди ведущих мировых научно-образовательных центров на 2013- 2020 гг. и поддержанных Министерством образования и науки РФ «Госзадание № 11-41». Рассмотрены вопросы, относящиеся к дистанционным методам исследования морской среды, мониторинга состояния водной поверхности. Исследованы вопросы проектирования каналов связи, повышения их эффективности. Уделено внимание проблемам экологической безопасности. Сборник будет полезен техническим работникам занимающимся вопросами дистанционного зондирования природных сред, а также студентам и аспирантам.

Зондирование поверхности Земли с применением когерентных радиолокационных систем разных частотных диапазонов, размещенных на космических аппаратах, выгодно отличается от других средств видового мониторинга земной поверхности и расположенных на ней объектов. В книге последовательно рассматриваются: технический облик современных радиолокационных комплексов для дистанционного зондирования Земли из космоса, современные тенденции проектирования АФАР космического базирования, современные тенденции создания элементной базы для РСА космического базирования, СВЧ аппаратура на нитрид-галлиевых приборах, комплексные методики расчетов параметров радиолокационной съемки и параметров качества радиолокационных изображений с помощью космического РСА, методы улучшения качества радиолокационных изображений путем перехода на когерентные ансамбли дискретно-кодированных зондирующих сигналов. Расчеты параметров РСА и РЛИ проводятся в книге на основе комплексного подхода, который увязывает их с орбитальными параметрами космического аппарата-носителя РСА, с учетом влияния сферичности Земли и ее вращения, с учетом влияния параметров атмосферы, характеристик антенны РСА, а также отдельных процедур наземной обработки радиолокационной информации.