Программа дисциплины «Фонд космических снимков»

Авторы: в.н.с. В.И. Кравцова, н.с. А.И. Михеева

Цели освоения дисциплины: познакомить с накопленным к настоящему времени

фондом космических снимков, историей его формирования, дать фундаментальные

знания, обеспечивающие выбор оптимальных материалов космической съемки для

тематического картографирования и различных видов географических и экологических

исследований в интересах устойчивого развития.

Задачами освоения дисциплины являются:

• научиться ориентироваться в разнообразных материалах современного и исторического фонда космических снимков, • получить навыки выполнения оценки космических снимков по пространственному, спектральному, временному, географическому разрешению, • научиться выбирать снимки для различных видов исследований и картографирования природной среды и ее антропогенной трансформации.

Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к базовой части ООП, общепрофессиональному блоку, III курс, V семестр, является частью модуля «Аэрокосмическое зондирование». Дисциплина опирается на базовые знания о получении и обработке данных дистанционного зондирования, полученные при освоении курсов «Основы дистанционного зондирования Земли», «Фотограмметрия», «Цифровая фотограмметрия». Большое значение имеют базовые навыки визуального и автоматизированного дешифрирования, приобретенные в курсе «Дешифрирование аэрокосмических снимков. Часть 1» и на учебной полевой практике по дешифрированию. Дисциплина предшествует курсам модуля «Географическое картографирование». Знания, полученные в ходе освоения дисциплины, необходимы для для прохождения производственной практики, выполнения курсовых и дипломных работ.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: материалы мирового фонда космических снимков и характеристики основных типов снимков;

уметь: взаимодействовать с организациями – поставщиками космических снимков по их заказу и получению; уметь найти и получить необходимые снимки через Интернет;

выполнить оценку и выбор дистанционных материалов для информационного обеспечения проектов по созданию карт, геоинформационных систем и по географическому моделированию на разных территориальных уровнях.

владеть: методами оценки пригодности снимков для решения проектных задач.

Содержание Раздел 1. Введение.

Роль космических снимков в географических исследованиях и жизни общества.

Концепция единого мирового фонда космических снимков. Роль основных отечественных и зарубежных космических систем в формировании фонда снимков. Организация фондов аэрокосмических снимков в нашей стране и за рубежом.

Космические снимки как источник информации о природных и хозяйственных объектах земной поверхности, их состоянии, о естественной динамике и антропогенной трансформации природной среды Особенности съемки из космоса, влияющие на картографическое использование снимков. Особенности орбит: форма, высота, наклонение, период обращения, положение относительно Солнца. Влияние атмосферы: экранирующее влияние облачности;

поглощение лучей атмосферой и окна прозрачности; рассеивание лучей атмосферой.

Раздел 2. Типы космических снимков Классификация космических снимков. Система классификаций космических снимков по масштабу, обзорности, пространственному разрешению. Пространственное, спектральное и временное разрешение снимков. Географическое разрешение снимков.

Комплексная классификация космических снимков современного фонда по спектральным диапазонам съемки и технологии получения изображений. Характеристика основных типов космических снимков.

Основные типы космических снимков.

Фотографические снимки: технология получения; геометрические и изобразительные свойства снимков; способ стереосъемки; практическая реализация метода съемки; масштаб, охват, разрешение основных снимков; области применения.

Сканерные ОМ-снимки (снимки оптико-механического сканирования): технология получения; геометрические и изобразительные свойства снимков; практическая реализация метода съемки; масштаб, охват, разрешение основных снимков; области применения.

Сканерные ОЭ-снимки (снимки оптико-электронного сканирования) технология получения; геометрические и изобразительные свойства снимков; способ стереосъемки;

практическая реализация метода съемки; масштаб, охват, разрешение основных снимков;

области применения.

Фототелевизионные снимки: технология получения; геометрические и изобразительные свойства снимков; практическая реализация метода съемки; области применения.

Тепловые инфракрасные снимки: технология получения; геометрические и изобразительные свойства снимков; практическая реализация метода съемки; масштаб, охват, разрешение основных снимков; области применения.

Микроволновые радиометрические снимки: технология получения; изобразительные свойства снимков; практическая реализация метода съемки; разрешение основных снимков; области применения.

Радиолокационные снимки: технология получения; геометрические и изобразительные свойства снимков; интерферометрическая съемка и обработка снимков;

практическая реализация метода съемки; масштаб, охват, разрешение основных снимков;

области применения.

Обзор фонда космических снимков.

Космические снимки в видимом, ближнем и среднем инфракрасном (световом) диапазоне. Фотографические снимки. Отечественный фонд фотографических снимков с околоземных орбит. Снимки с пилотируемых кораблей и орбитальных станций. Снимки со спутников системы Ресурс-Ф. Конверсионные снимки со спутников оборонного ведомства Комета. Зарубежный фонд фотографических снимков с околоземных орбит.

Фотоснимки с межпланетных орбит.

Сканерные ОМ-снимки. Снимки с отечественных и зарубежных метеорологических спутников на околоземных и геостационарных орбитах. Сканерные ОМ-снимки с ресурсных спутников – американских спутников Landsat, отечественных Метеор-Природа, Ресурс-О, Метеор-3М.

Сканерные ОЭ-снимки. Снимки с французских спутников SPOT, индийских IRS, немецких Rapid Eye, российских Метеор-М, спутников других стран. Снимки очень высокого разрешения со спутников Ikonos, QuickBird, OrbView, EROS, WorldView, GeoEye, Ресурс-ДК и др. Стереоскопические конвергентные снимки.

Снимки со специализированных картографических спутников ALOS, Cartosat и др.

Космические снимки в тепловом инфракрасном диапазоне. Тепловые снимки с метеорологических, океанологических и ресурсных спутников.

Гиперспектральные снимки в оптическом диапазоне. Снимки ASTER, MODIS со спутников Terra, Aqua, снимки MERIS со спутника Envisat. Производная геовидеопродукция гиперспектральной съемки.

Снимки в радиодиапазоне. Микроволновые радиометрические снимки со спутников Nimbus, DMSP, Aqua. Радиолокационные снимки со спутника Seasat, космического корабля Shuttle, спутников Алмаз, ERS, Envisat, Radarsat, ALOS, TerraSAR-X, CosmoSkyMed.

Информация о высотах рельефа земной и морской поверхности. Конвергентные стереосъемки со спутников SPOT, ALOS, Ikonos, QuickBird, WorldView, GeoEye.

Радиолокационная интерферометрическая цифровая модель рельефа Земли SRTM с космического корабля Shuttle. Радиоальтиметрия со спутников ERS, Radarsat, Topex/ Poseidon, Jason. Лазерная альтиметрия со спутника ICESat.

Географическая оценка фонда космических снимков. Анализ снимков современного фонда по пространственному разрешению и задачи, решаемые по снимкам разного разрешения. Анализ фонда снимков по спектральному разрешению. Анализ фонда снимков по временному разрешению. Соотношение пространственного, спектрального и временного разрешения. Оценка географического разрешения снимков. Показатели географического разрешения: формы эрозионного рельефа, сельскохозяйственные поля, населенные пункты. Оценка с их помощью основных задач, решаемых по снимкам.

Электронные фонды космических снимков. Основные отечественные и зарубежные геопорталы и сайты для заказа космических снимков. Система Google Earth как источник информации о земной поверхности.

Раздел 3. Применение космических снимков различных типов Фонды данных ДЗЗ для применения в различных областях географических исследований и тематического картографирования. Дешифрирование снимков различных типов.

Рекомендуемая литература Основная:

Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений, 2-е изд.

перераб. и доп. – М.: изд. центр «Академия», 2011. – 416 с.

Лабутина И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков: Учебное пособие. – М.:

Аспект Пресс, 2004. – 184 с.

Дополнительная:

Аэрокосмические методы в социально-экономической географии. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1983.

Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. Методика и результаты. Москва, Наука – Берлин, Академии-Ферлаг. Т.1. 1982. 98 с.; Т.2. 1988.

Книжников Ю.Ф. Аэрокосмическое зондирование. Методология, принципы, проблемы. – М.: изд. Моск. ун-та.1997. – 128 с.

Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И. Аэрокосмические исследования динамики географических явлений. – М.: изд. Моск. ун-та, 1991. – 205 с.

Космические методы геоэкологии. М.: Геогр.ф-т МГУ. 1997. 108 с.

Кравцова В.И. Космические методы исследования почв. Учебное пособие. М.:

Аспект Пресс, 2005.

Кронберг П. Дистанционное изучение Земли. – М.: Мир, 1988. – 349 с.

Лурье И.К., Косиков А.Г. Теория и практика цифровой обработки изображений.

Учебное пособие. - М.: Научный мир, 2003.

Рис. У.Г. Основы дистанционного зондирования. Второе издание. – М.: Техносфера, 2006.

Савиных В.П., Малинников В.А., Сладкопевцев С.А., Цыпина Э.М. География из космоса: Учебно-методическое пособие. – М.: изд-во МИИГАиК, 2000.

Тутубалина О.В. Компьютерный практикум по курсу «Космические методы исследования почв». – М.: Географический факультет МГУ, 2009.

One planet – many people/ Atlas of our changing environment. UNEP, 2005. 322 p.

Интернет-ресурсы:

Каталог Геологической службы США (http://earthexplorer.usgs.gov), Каталог-портал данных НАСА (http://earthdata.nasa.gov/) Каталог Совзонда (http://www.sovzond.ru) Сайт российского Научного центра оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) http://ntsomz.ru Геопортал GoogleEarth (http://www.googleearth.com Геопортал Космоснимки (http://www.kosmosnimki.ru)