Что можно увидеть на космическом снимке
Что можно узнать по космическим фотоснимкам
12 апреля 1961 г. гражданин Советского Союза Юрий Гагарин впервые в мире облетел земной шар на космическом корабле. Это была крупная победа советской науки и техники. Весь мир восхищался небывалым полетом в космос. С этого времени началась эра освоения человеком космического пространства.
Одним из направлений использования космических полетов стало фотографирование земной поверхности в интересах науки и народного хозяйства. Изображения ее, полученные со спутников, вносят много нового в наши представления о Земле. С каждым витком вокруг Земли получают серию фотографий, по которым ученые изучают богатейшую информацию о нашей планете.
Первыми воспользовались фотоизображениями со спутников метеорологи. Получив фотографии облачности, они убедились в правильности многих своих гипотез о физическом состоянии атмосферы. Выяснилось, что в зависимости от характера воздушных течений существуют ячейки с восходящим и нисходящим потоком воздушных масс. Огромную информацию дали спутники о дождевых облаках — источниках ливневых осадков, приносящих много бед людям. Полученные с борта спутника изображения облачности позволяют судить об изменениях атмосферы, а следовательно, более правильно предсказывать погоду. Благодаря использованию космических снимков ученые стоят ныне на пороге решения одной из сложнейших задач метеорологии — составления двух- трехнедельного прогноза погоды.
Космические фотоснимки весьма эффективно используют в геологии. С их помощью уточнены и дополнены геологические карты, разработаны новые методы поисков полезных ископаемых. В частности, на основе наблюдений из космоса обнаружены крупные разломы на территории Казахстана и Алтая, что позволило сделать некоторые выводы об их рудоноскости. На основе полученных результатов составлен генеральный план проведения поисковых работ.
Геологический анализ космической информации используют для изучения структуры земной коры. С помощью съемок из космоса обнаружены скрытые глубинные разломы, громадные кольцевые образования. По снимкам изучают геологическое строение океанических мелководий и шельфовых зон.
В зависимости от масштаба изображения можно изучать континенты в целом, платформы, отдельные складки и разрывы. Обзор с космических высот позволяет сделать выводы о взаимосвязи отдельных структур с общим строением региона. При этом во многих случаях удается показать положение и уточнить строение поверхностной и глубинной структуры, погребенной под более молодыми отложениями. Это означает, что при анализе космических фотоснимков появляется новая информация об особенностях региона, что позволяет уточнить имеющиеся или составить новые геологические карты. В таком случае поиск полезных ископаемых становится более целенаправленным.
Наблюдения из космоса позволили получить данные, которые содействуют решению проблем сельского хозяйства. С их помощью следят за запасами влаги в почве, состоянием посевов, использованием пастбищ, прогнозируют урожай. В ряде засушливых районов по космическим снимкам удалось обнаружить грунтовые воды на небольших глубинах. Космическая информация дает возможность вести учет и оценку земель, следить за состоянием угодий, определять зоны, пораженные сельскохозяйственными вредителями, выбирать наиболее подходящие участки для пастбищ.
С помощью космических съемок уже сейчас решают одну из стоящих перед лесным хозяйством проблем — разработку метода учета лесов. По космическим снимкам ведут инвентаризацию лесных ресурсов, картографируют их и даже подсчитывают запасы древесины, следят за состоянием лесов, подверженностью их различным болезням, зараженностью вредителями. Съемки из космоса позволяют обнаружить лесные, тундровые и степные пожары и своевременно ликвидировать очаги возгорания. Космические снимки широко применяют и в географии. Основные задачи космической географии состоят в изучении окружающей нас природы и закономерностей ее изменений. С помощью космической техники мы имеем возможность судить о динамике рельефа земной поверхности, выявить основные рельефообразующие факторы, оценить разрушительные действия речных и морских вод и других сил природы. Не менее важно изучить из космоса растительный покров как обжитых, так и малодоступных районов. Космические снимки дают возможность узнать состояние снежного покрова и ледников для определения запасов снега. На основе этих данных прогнозируют водность рек, возможность снежных обвалов и схода лавин в горах, изучают динамику их движения, оценивают дождевой сток в засушливых районах, определяют площади затопления паводковыми водами.
С большой эффективностью космические методы применяют при исследовании Мирового океана. Оперативно получаемые снимки используются для изучения морских волнений, скорости движения океанских течений и оповещения о штормах и ураганах. Ледовые карты, составленные по снимкам, используют в навигации, а карты состояния поверхности океана применяют и при организации рыбного лова.
В группу специалистов, извлекающих из космических снимков ценную информацию, влились сегодня и археологи. Им удалось обнаружить погребенные и скрытые от глаз исследователя следы прошлого. Фотографии с орбиты помогли выявить в калмыцком Заволжье сотни древних поселений и археологические объекты, находящиеся под землей. На снимках хорошо видно, где когда-то пролегали дороги, жили люди, текли реки. Поиски таких объектов с помощью космических снимков продолжаются.
Широкому распространению съемки из космоса способствует исключительно быстрое получение фотоизображения обширных площадей земной поверхности. В качестве примера можно привести объем работы по фотографированию с космического корабля «Союз-22». За сравнительно короткий срок — всего 6 дней — было получено около 14 тыс. снимков высокого качества, на которых сфотографировано 20 млн. км 2 земной поверхности.
В настоящее время для съемки широко используют многозональный космический фотоаппарат МКФ-6, разработанный специалистами СССР и ГДР и изготовленный в ГДР. Его шесть фотокамер позволяют вести спектрозональную съемку в шести диапазонах спектра электромагнитных колебаний. В результате получают серию фотографий, на каждой из которых видны только те объекты, которые отражают электромагнитные волны определенной длины. Если их сопоставить, то скрытое изображение на одном снимке будет отчетливо видно на другом. На таких изображениях цветопередача не соответствует реальным цветам природных объектов, а используется для увеличения контрастности между объектами. Вот почему спектрозональные снимки позволяют получить сведения о влажности и составе почвы, солености воды, ее загрязненности, увидеть геологические разломы, поля, засеянные различными культурами, и т. п.
Спектрозональные снимки широко используют в работе по комплексному исследованию малоизученных зеленых массивов Сибири и Дальнего Востока. Бескрайние просторы сибирских лесов впервые подверглись всестороннему изучению, причем применение космических фотоснимков позволило проводить работу одновременно на территории в миллионы гектаров.
Что можно увидеть на космическом снимке
Для чего используются космоснимки?
Космические снимки широко используются в самых разных областях человеческой деятельности — исследование природных ресурсов, мониторинг стихийных бедствий и оценка их последствий, изучение влияния антропогенного воздействия на окружающую среду, строительные и проектно-изыскательские работы, городской и земельный кадастр, планирование и управление развитием территорий, градостроительство, геология и освоение недр, промышленность, сельское и лесное хозяйства, туризм и т.д. Современные геоинформационные технологии и создание карт различных масштабов также немыслимы без использования космических снимков.
Какая съемка лучше: космическая или авиационная?
Спутниковые изображения и аэрофотоснимки – сравните достоинства и недостатки:
Оптические спутниковые изображения
Аэрофотоснимки (на пленке)
Цена возрастает пропорционально увеличению площади
С увеличением площади цена растет в меньшей степени.
Данные фиксируются в цифровом виде, поэтому не нужно обрабатывать пленку.
Данные обычно записываются на пленку. Требуется сканирование и коррекция за направление полета.
Облачность является большой проблемой. Период повторного посещения от 3 дней и более.
Самолет может летать ниже облаков или повторить полет на следующий день.
Минимальная площадь заказа составляет всего 64 кв. км.
Аэрофотосъемка нерентабельна для небольших площадей
Никакого согласования для проведения космической съемки не требуется.
Процедура планирования и согласования проведения аэрофотосъемки сложна и занимает много времени
В настоящее время самым лучшим считается пространственное разрешение 50 см.
Можно получать изображения с разрешением до нескольких сантиметров в зависимости от высоты полета.
Одновременно получают изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.
Пленочные камеры обычно получают раздельно цветные и инфракрасные изображения.
Одна сцена покрывает площадь городской застройки 10х10 км или 16х16 км (IK и QB).
На снимках масштаба 1:40 000 с размером пиксела 1 м используемая площадь одного кадра равна 3.6 км х 6.4 км.
Составление мозаики занимает меньше времени.
Составление мозаики занимает больше времени.
Из-за распространенности околополярных спутниковых орбит более предпочтительным является направление получения изображений с Севера на Юг, чем с Востока на Запад.
Направление получения изображений не имеет значения
Средний срок поставки изображения после заказа составляет 7 дней. Для некоторых облачных/дождливых районов срок может увеличиваться до месяца.
Срок поставки изображения зависит только от доступности самолета и от летной погоды.
Быстрота и удобство обработки цифровых данных в камеральных условиях.
Трудоемкость и вследствие этого большие затраты при обработке результатов аэрофотосъемки в камеральных условиях
Возможность покрытия одним снимком больших площадей без необходимости последующей «сшивки» отдельных фрагментов.
Необходимость сшивки небольших фрагментов в единый массив
Снимки с каких спутников в настоящее время можно приобрести?
Снимки со спутников «РЕСУРС-ДК1», Доступны снимки как со спутников, находящихся на орбите, так и архивные.
Как выбрать снимок?
Самым лучшим вариантом решения является обращение к нашим специалистам, которые вместе с Вами проанализируют Ваш запрос и дадут необходимые рекомендации. Вы можете обратиться по телефону +7 (495) 925-04-19, 229-43-89, по электронной почте ntsomz@ntsomz.ru или заполнить специальную заявку.
Какие объекты я могу увидеть на космическом снимке?
В зависимости от пространственного разрешения на снимках можно различать объекты, сопоставимые с величиной единичного элемента разрешения (пиксела). В настоящее время самым лучшим считается пространственное разрешение 50 см.
Что значит «панхроматические» или «мультиспектральные» изображения?
Панхроматические изображения занимают практически весь видимый диапазон электромагнитного спектра (450-900 нм) и поэтому являются черно-белыми.
Мультиспектральные (или спектрозональные) изображения представлены в виде отдельных спектральных каналов (RGB и инфракрасные каналы) или виде синтеза отдельных каналов для получения цветного изображения. Поочередный синтез отдельных каналов позволяет решать многочисленные тематические задачи, а также помогает при дешифрировании снимков.
Что означает «радиометрическое разрешение»?
Радиометрическая разрешающая способность определяется количеством градаций значений цвета, соответствующих переходу от яркости абсолютно «черного» к абсолютно «белому», и выражается в количестве бит на пиксел изображения. Это означает, что в случае радиометрического разрешения 6 бит на пиксел мы имеем всего 64 градации цвета (2(6) = 64); в случае 8 бит на пиксел 256 градаций (2(8) = 256), 11 бит на пиксел 2048 градаций (2(11) = 2048). В настоящее время, как правило, сенсоры, установленные на спутниках ДЗЗ, имеют радиометрическое разрешение не хуже 8 бит на пиксел. Есть сенсоры и с более высоким радиометрическим разрешением (например, 11 бит для WorldView-1, IKONOS, QuickBird, OrbView-3 и 16 бит для EO-1), позволяющим различать больше деталей на очень ярких или очень темных областях снимка.
Как можно узнать, есть ли архивные снимки на интересующую меня область?
Для этого необходимо отправить электронное сообщение по адресу ntsomz@ntsomz.ru или по тел. +7 (495) 925-04-19, 229-43-89 с указанием интересующей Вас области и с каким пространственным разрешением снимки Вас интересуют. Можно прислать координаты интересующего Вас района, фрагмент карты с очерченной областью или просто описать запрашиваемую территорию (например, «в границах Тверской области» или «на город Коломна»).
В каком формате я получу снимок?
Вы получите уже геопривязанные снимки (для высокого разрешения к масштабу 1:100 000) в формате GeoTIFF. По умолчанию снимки поставляются в системе координат WGS-84 и проекции UTM. Возможна поставка снимков в других проекциях и системах координат.
Поставляемый заказчику снимок уже подвергался какой-либо обработке?
Поставляемые снимки уже проходят геометрическую и радиометрическую коррекцию (устраняются помехи, вносимые приемным трактом).
Какую минимальную площадь я могу заказать?
Все зависит от заказываемых снимков.
Что такое сцена и могу ли я заказать сцену произвольной формы?
Сцена — это часть принимаемого со спутника потока данных. Схемы нарезки потока на сцены для разных спутников имеют отличия. Сцену произвольной формы можно заказать, если речь идет о данных высокого разрешения. Ограничения – для протяженных объектов ширина полосы должна быть не уже 5 км, расстояния между вершинами полигона также не должны быть менее 5 км. Количество вершин полигона не должно превышать 50.
Через сколько дней я могу получить архивный снимок?
Максимум через неделю после поступления средств на счет.
Если в архиве нет данных на интересующую меня область, могу ли я заказать новую съемку?
Да, конечно. Практически с любого спутника имеется возможность заказать новую съемку, в том числе стереопары.
С какой периодичностью спутник проходит над одной и той же областью земного шара?
Периодичность прохождения спутника над одной и той же точкой над поверхностью Земли называется периодичностью съемки, она различна у разных спутников.
Во сколько спутник пролетает над Москвой?
Как правило, спутники дистанционного зондирования имеют солнечно-синхронную орбиту и проходят над одной и той же точкой земного шара в одно и то же время независимо от широты. Например, спутники IKONOS и QUICKBIRD пролетают примерно в 10 часов 30 минут над одной и той же точкой – будь то Москва или Красноярск.
Где можно получить подробную информацию о характеристиках спутников?
На нашем сайте, в разделе Космические средства ДЗЗ а также обратившись к нашим специалистам по тел. +7 (495) 925-04-19, 229-43-89.
Объекты, которые видны из космоса
След преступника исчез, у спецслужб не осталось ни одного шанса найти его в пучине города. Но вот, кому-то в голову приходит идея поискать нарушителя закона из космоса. Три минуты – и цель найдена. В мельчайших подробностях с помощью спутника мы смогли рассмотреть машину преступника, номер автомобиля, да и самого его с головы до пят.
Знакомый сюжет? И не удивительно! Все чаще подобный сюжет мы можем увидеть в голливудских фильмах.
Но правда ли это? Неужели в современном мире у человека больше нет возможности остаться наедине с собой, и, куда бы он ни пошел, за ним будут следить из космоса? Вероятно, вы уже догадываетесь, что во всей этой истории есть подвох.
Обычно, когда речь заходит о космосе, о перспективе что-либо рассмотреть на Земле, вспоминается бесконечная темная вселенная и большой сине-зеленый шар, окутанный белой пеленой. «Как вообще тут можно что-то разглядеть? Какая Китайская стена?» – вероятнее всего, проносится в мыслях.
Изображение взято с instagram аккаунта @tsniimash_official
Международная космическая станция (МКС) пролетает над Землей на высоте чуть выше 400 км. В реальной жизни трудно представить, что именно можно рассмотреть с такого расстояния. Ограничения складываются из возможностей нашего организма, а именно человеческого зрения. Космонавт различит города, поля, горы. Чтобы увидеть больше, он может воспользоваться фотоаппаратом. С помощью него возможно не только разглядеть Землю в десятки раз лучше, но и вообразить, какого это – наблюдать Землю, находясь в космосе. Имея в своем арсенале фотоаппарат, легко рассмотреть из космоса крупные рукотворные объекты вроде пирамиды Гизы.
Все мы понимаем, что снимки, которые используются в сервисах «Google Карты» и «Яндекс.Карты», сделаны не космонавтами. Эти снимки сделаны космическими спутниками.
Спутники, как и фотоаппараты, бывают разные. У одного разрешение снимка лучше, у другого хуже. Максимально высокое пространственное разрешение космического снимка, которое можно получить на сегодняшний день: 31 см. Это значит, что один пиксель на снимке будет как 31 см на Земле. Естественно, по длине и ширине. Космический снимок состоит из множества таких пикселей, каждый из которых имеет свой цвет и оттенок.
Снимок со спутника Kompsat-3A
Допустим, есть стол длинною 90 см и шириною 60 см. Для отображения этого стола на снимке понадобится 6 пикселей. Также и с остальными предметами. Мы можем рассмотреть кусты, дома, машины, дороги, корабли, даже разметку на футбольном поле несмотря на то, что по ширине она не больше 10 см (все дело в контрастности). Но мы не сможем увидеть собаку, человека, пожарный гидрант, велосипед.
Снимок со спутника WorldView-3
Конечно, и тут есть свои нюансы. Существуют различные ситуации, когда некоторые предметы можно распознать по косвенным дешифровочным признакам. Например, если съемка из космоса велась под большим углом, то вполне возможно, по наличию тени определить, что по стадиону несколько человек бегут кросс. Распознать людей на снимке также просто в случае большого их скопления. Но распознать на космоснимке человеческое лицо – задача нереальная. Большое значение имеет и цвет объекта. Если объект сливается с окружающим фоном и не отбрасывает тень, то увидеть его на космическом снимке будет практически невозможно.
С предметами разобрались, осталось выяснить, может ли спутник в режиме реального времени показать нам то, что происходит на Земле? Прежде чем получить всем привычное изображение с серыми дорогами, синей водой и зелеными деревьями, то, что мы называем космическим снимком, должно пройти несколько этапов обработки: от приема данных со спутника станцией до слияния отдельных каналов в цветное изображение. Такая цепочка приемки данных далека от принципа получения информации в режиме «онлайн». Ну а стоит ли упоминать, что ни один космический аппарат не может просто так изменить свое направление движения и «полететь» снимать, тот кусочек Земли, который нам нужен. Один и тот же спутник ведет съемку всегда по примерно одинаковой траектории.
Несмотря на это, при необходимости, вы всегда можете заказать новую съемку с космического спутника, но запланировать съемку нужно заранее. При хороших погодных условиях новую космическую съемку на нужную территорию можно получить за пару дней, но безоблачная погода бывает не всегда, поэтому для получения удачных снимков могут понадобиться недели, а возможно и месяцы.
Космические снимки также можно выкупить из архива космической съемки. Все чаще и чаще люди обращаются за помощью при урегулировании различных земельных конфликтов. Предположим, нужно доказать, что в 2013 году у здания не было крыши. У нас нет фотографий здания того времени, да и свидетелей этого тоже. Тут и может прийти на помощь космическая съемка.
Что можно увидеть на спутниковых снимках? Часть #1. Места, запрещённые к просмотру
Многие места на спутниковых снимках подвергаются цензуре. Основная цель этого — препятствовать возможным террористам осуществлять свои атаки, детально изучив местность и инфраструктуру объекта, а также скрыть секретные и многие стратегические объекты.
Не секрет, что с момента запуска карт Google главные правительственные здания США (такие, как Белый Дом и Капитолий) были искусственно замазаны — на оригинальных снимках можно было обнаружить позиции снайперов на крышах и многие другие вещи, которые не были предназначены для лишних глаз.
О том, к чему может привести доступ к информации о размещении стратегических объектов на аэро- и спутниковых снимках, известно давно. В самый разгар холодной войны, в 1962 году, снимки территории Кубы с самолётов-разведчиков (тогдашний аналог нынешних спутниковых снимков) привели к возникновению Карибского кризиса, который вполне мог перерасти тогда в глобальную ядерную войну. Многие годы спустя спутниковые снимки позволяли Америке беспрепятственно следить за этой территорией и оценивать кубинский потенциал.
Стратегические советсткие самолёты-разведчики (модификация бомбардировщика Ту-95) на аэродроме Кубы, 1980 г. Спутниковый снимок.
В конце 2008 произошла серия крупных терактов в индийском городе Мумбаи. Позже, один из захваченных террористов рассказал, что для подготовки использовались карты Google, на которых были доступны все секретные индийские объекты и достопримечательности. Ранее, представители палестинских террористов также признались в том, что пользуются спутниковыми картами Google для планирования ракетных ударов по Израилю.
В ответ на это Член Ассамблеи Джоэл Андерсон предложил закон о цензуре для спутниковых карт, согласно которому на общедоступных спутниковых снимках должны замазываться учебные заведения, государственные здания, а также религиозные и медицинские учреждения. Всё хорошо, но этот закон ограничивается только лишь Калифорнией.
Единого же закона до сих пор нет (в некоторых странах таких законов вообще нет), и это приводит к тому, что места не доступные в Google Maps можно без проблем наблюдать в других системах (Bing Maps, Yahoo maps, Яндекс карты и т.д.), и наоборот.
Для получения лучшего эффекта приведённые выше способы могут комбинироваться.
Изучив многие известные скрытые места на картах, становятся заметными множество вариантов способов сокрытия изображений: например, одной пикселизации встречается до десятка видов. А еще — очень четко отслеживается зависимость способа сокрытия изображений от страны. Можно сделать вывод, что страны сами занимаются скрытием «интересных» мест — так, как им удобно.
В плане скрытия работает всем известная истина: наилучшим образом скрыто то, что находится у всех на виду. Скрытие же части доступных ранее снимков обычно не происходит незамеченным, и эти участки привлекают к себе повышенное внимание.
Американская новостная организация Mother Jones, на основе информации находящейся в открытом доступе (включая данные со спутниковых снимков), даже составила подробную карту расположения ядерных объектов на территории США.
Небольшая подборка таких, запрещённых к просмотру, мест некоторое время назад уже была на Хабре.
Сегодня будет продолжение из 10 новых интересных мест, которые не попали в прошлый обзор.
[Google Maps], [Bing Maps] [Yahoo! Maps]
[Google Maps], [Bing Maps] [Яндекс.Карты], [Yahoo! Maps]
[Google Maps] [Bing Maps]
[Google Maps] [Яндекс.Карты], [Bing Maps]
[Google Maps]
[Google Maps], [Wikimapia] [Bing Maps], [Яндекс.Карты] за ссылку спасибо Simba
[Google Maps] [Bing Maps]
[Google Maps], [Bing Maps] [Yahoo! Maps]
[Bing Maps] [Google Maps]
[Google Maps] [Bing Maps]
Подобная цензура не всегда является постоянной, известно много случаев, когда ограничение на просмотр снималось и скрытые ранее объекты на спутниковых картах через некоторое время становились полностью доступны для просмотра.
В Википедии существует страница (на английском), где перечислен список скрытых мест на спутниковых картах с разбивкой по государствам.
Продолжение следует.