На протяжении последних десяти лет мы стали свидетелями того, как реализуется «видение будущего» начала XXI века, которое предрекалось, когда только только был выведен на орбиту второй, после IKONOS, коммерческий спутник с пространственным разрешением менее 1 м — QuickBird, шла дискуссия по поводу «истинности» разрешения в 2,5 м у планировавшегося к запуску космического аппарата (КА) SPOT5 и достаточно успешно продавались актуальные снимки с российских КА с аналоговыми камерами КФА1000 и МК4.

Сегодня «то будущее» становится реальным и даже обыденным — геопорталы, такие как Google Earth или Яндекскарты, многократная актуальная съемка со сверхвысоким разрешением крупных и почти всех мелких городов, радиолокационные изображения с разрешением 1 м и многое другое.

 

Мировой, а вместе с ним и российский рынок данных ДЗЗ все более насыщается. В настоящее время доступны актуальные данные с десятка коммерческих КА с разрешением 1 м и менее, а архив одного из них — OrbView3 с изображениями за период 2003–2007 гг. с пространственным разрешением 1 м (панхроматическая съемка) и 4 м (мультиспектральная съемка) размещен в сети Интернет в свободном доступе. В течение ближайших 10 лет должны быть запущены новые спутники дистанционного зондирования, что будет являться благом для всех — как существующих потребителей этих данных, так и тех, кто ими пока не является (хотя последних становится все меньше). Увеличение количества источников данных ДЗЗ является одной из причин качественных изменений, таких как долгосрочная тенденция снижения стоимости «сырых» данных в оптическом/ближнем ИК диапазонах для снимков с практически любым пространственным разрешением или, например, поставка продукции, наибольшим образом соответствующей потребностям заказчика (от выбора типа данных и уровня их обработки до постобработки и возможного обучения конечного пользователя), а также ориентация поставщиков на производную продукцию, а не только на «продажу пикселей».

Кроме того, благодаря сокращению периода съемки одного и того же участка урбанизированной или межселенной территории системами высокого и сверхвысокого пространственного разрешения, а также сформированному за последнее десятилетие внушительному архиву космических снимков с сопоставимыми характеристиками, становится возможным проведение мониторинга с большей частотой, а также более качественного ретроспективного анализа. Например, можно сопоставить данные ДЗЗ, полученные с КА IKONOS за период с 2000 г. по 2011 г. Другая тенденция началась, если не с появления в 2000 г. гиперспектральных данных с Hyperion, то с КА WorldView2. Данные, получаемые с КА Earth Observing1 с помощью оптикоэлектронной системы Hyperion по 220-ти спектральным каналам, были интересны, хотя и невсегда результативны при интерпретировании. В то время как данные с КА WorldView2 с дополнительными спектральными диапазонами, причем в видимой части спектра, за два с небольшим года функционирования спутника уже используются в нескольких коммерческих приложениях. Данные ДЗЗ с этого КА, получаемые в восьми спектральных каналах, находят применение в прецизионном земледелии, батиметрии и т. д. Однако следует отметить, что до полного раскрытия их потенциала еще далеко, и поэтому ежегодный конкурс на лучшее оригинальное применение снимков с WorldView2 привлекает множество участников, в том числе и из России.

В следующие 2–3 года нас ждет запуск целой плеяды оптикоэлектронных систем для исследования Земли как с дополнительными спектральными каналами, так и гиперспектральных: LDCM (Landsat8) и «РесурсП» в 2012–2013 гг., Sentinel2 и WorldView3 в 2014 г., ALOS3 в 2015 г. Так что появления новых видов данных, методик и производной продукции в ближайшее время пользователям данных ДЗЗ, по всей видимости, не избежать. Еще одной наметившейся тенденцией является увеличение количества малых космических аппаратов ДЗЗ. Уже сейчас развернуты группировки КА RapidEye (Германия), консорциума DMC (Disaster Monitoring Constellation — система мониторинга катастроф; Великобритания, Испания, Китай, Нигерия, Алжир, Турция), и запущены отдельные спутники, принадлежащие Украине, Турции, Малайзии и ОАЭ.

Рынок радиолокационных данных переживает сегодня настоящий расцвет, который начался с функционирования таких систем, как TerraSAR, COSMOSkyMed и Radarsat2. Стали появляться данные с уникальными характеристиками, доступные ранее лишь военным (не стоит также забывать, что съемка с радарных спутников может осуществляться независимо от наличия облачности и времени суток). Так, радиолокационные данные с пространственным разрешением 1 м заметно приближаются по информативности к снимкам в оптическом диапазоне (На рисунке - сравнение снимков, полученных в результате: радиолокационной съемки с КА (слева) и аэрофотосъемки (справа). Infoterra GmbH ).

Сравнение снимков

Однако, даже наличие одновременной съемки в различных режимах поляризации не позволяет ставить знак равенства между данными оптического и радиолокационного диапазонов, особенно в глазах неискушенного пользователя. С другой стороны (в том числе благодаря активной позиции поставщиков данных ДЗЗ), общее представление о новых возможностях радиолокационной съемки с КА имеет большое число специалистов из других областей знаний. В этих условиях пользователи совместно с поставщиками должны научиться применять радиолокационные снимки не только для решения «классических» задач (мониторинг разливов нефти или ледовой обстановки), но и таких, как распознавание типов сельскохозяйственных культур или дешифрирование искусственных объектов (железно-дорожная инфраструктура, порты и т. п.).

В отличие от снимков в оптическом диапазоне (с КА WorldView, GeoEye и др.), радиолокационные снимки с пространственным разрешением 1 м пока стоят достаточно дорого, и в этом смысле им есть куда стремиться. Новый импульс рынку радиолокационных изображений могут придать данные с недорогих спутников, типа NovaSARS, запуск которого планируется в 2013 г. Он будет способен получать изображения с разрешением 6 м Sдиапазона сразу в трех поляризационных режимах. Кроме того, уже доступна такая необычная продукция, как глобальная мозаика PALSAR, созданная на основе данных радара Lдиапазона, установленного на спутнике ALOS (имеются варианты с разрешением 10 и 25 м), и которая лучше всего пригодна для идентификации покрытых растительностью территорий.

Рынок цифровых моделей рельефа и местности (ЦМР и ЦММ), начавший активно развиваться с появлением в 2004 г. модели SPOT DEM с разрешением 20 м компании SPOTIMAGE (которая в настоящее время входит в EADS Astrium), вскоре получит новый тренд — ЦММ с разрешением 12 м на основе данных спутников семейства TerraSAR. Эта глобальная модель должна появиться в 2014 г., и если и не станет «новой SRTM», так как будет платной, то позволит задать новые стандарты качества и производительности, например, при точной привязке снимков высокого разрешения в оптическом диапазоне, решении задач, связанных с моделированием на рельефе, геологических изысканиях и т. д.

Геопорталы и геосервисы активно развиваются с 2005 г., в том числе и в нашей стране. Здесь данные ДЗЗ выступают и в качестве «подложки» и как основа для тематических слоев после проведения дешифрирования. Порталы Роскосмоса и Росреестра также, как и региональные геопорталы, являются подтверждением востребованности инфраструктуры пространственных данных на федеральном и региональном уровнях, что, в свою очередь, гарантирует повышение спроса на качественные данные дистанционного зондирования Земли в России в будущем. Кроме того, необходимо упомянуть об организационном аспекте рынка данных ДЗЗ, а именно: о взаимодействии частного бизнеса и государства. В настоящее время во всем мире широкое распространение получают примеры такого сотрудничества. Например, семейства спутников:EROS и SPOT, TerraSARX, RADARSAT2 созданы с привлечением частного капитала. В России ГИА «Иннотер» участвует в процессе калибровки камер «КанопусВ», в формировании облика конечной продукции и технологии обработки снимков этого спутника.

И.В. Москаленко (ГИА «Иннотер»), электронный журнал geoprofi.ru