ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.09.2020
Просмотров: 201
Скачиваний: 2
Лабораторная работа №3
Тема: Изучение возможностей интернет-ресурса Google Планета Земля. Современный фонд космических снимков
Цель работы: познакомиться с интернет-ресурсом компании Google – Пла-нета Земля (Google Earth); изучить каталоги космоснимков.
Исходные материалы: установленная на компьютер клиентская программа Google Планета Земля, позволяющая получить доступ к одноименному интернет-ресурсу
Задание 1. Изучение возможностей интернет-ресурса Google Планета Земля
1.1. Запустите установленную программу Google Планета Земля.
1.2. Изучите документацию к программе. Для этого выберете в меню Справка-Справочные ресурсы.
1.3. Найдите а) свой населенный пункт, б) свой дом, в) первую школу, г) БарГУ. Для этого в окошке «Search» (Поиск) введите название местоположения в поле ввода и нажмите кнопку "Поиск". В области результатов поиска (панель "Метки") дважды щелкните название местоположения. Google Планета Земля переместит вас в выбранное местоположение.
1.4. Осуществите Видеотур по планете: откройте папку Тур по достопримечательностям на панели "Метки" и дважды нажмите на элемент "Начните видеотур отсюда".
1.5.
Просматривайте изменения, которые
недавно произошли с вашими любимыми
местами. Нажмите в окне 3D-просмотра
кнопку с часами, чтобы включить функцию
Исторические
изображения.
После этого перемещайте ползунок, чтобы
увидеть, как изменились ваши любимые
места с течением недавнего времени.
1.6. Просмотр 3D-рельефа. Эту функцию удобно использовать при просмотре холмистой или гористой местности, например Большого Каньона. Перейдите к нужному местоположению (Когда местоположение будет отображаться в окне, используйте ползунок масштабирования, чтобы изменить угол обзора ландшафта).
Задание 2. Изучение и анализ современных каталогов снимков
2.1. Геостационарные спутники. Изучить предложенные каталоги снимков, дать их сравнительную характеристику. Найти информацию о наличии снимков с рассматриваемых спутников на территорию Беларуси.
2.2. Спутники NOAA. Изучить предложенные каталоги снимков, дать их сравнительную характеристику. Найти и скачать снимок на территорию Республики Казахстан.
2.3. Спутники SeaStar и Terra. На каждом сайте найти снимок территории (любой), полученный в день Вашего рождения (в любом году). Примеры отображения представлены ниже.
2.4. Снимки со спутников Ресурс (МСУ-СК, МСУ-Э).
1) На первом сайте – просмотреть архивы данных, выбрать фрагменты снимков, покрывающие территорию, выбранную в соответствии с вариантом.
2) На втором сайте найти эту же территорию, снятую разными сканерами и сравнить качество изображений (должно быть 5 снимков).
2.5. Landsat TM и ETM+ - Тематический Картограф Ландсат
1) Сравнить функциональность всех описываемых каталогов.
2) Найти данные MSS, TM и ETM+ на территорию НСО.
6. Спутники SPOT, ASTER, Ikonos.
1) Сравнить функциональность всех описываемых каталогов.
2) Найти примеры коммерческих снимков Ikonos.
Теоретические сведения к заданию 2.1.:
Геостационарные спутники: глобальный охват, высокое временное, но очень низкое пространственное разрешение, распространяются бесплатно.
1) GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) – съемочный инструмент имеет пять спектральных диапазонов, в основном используемых для метеорологических задач (0.52 – 0.72 мкм, 3.78 – 4.03 мкм, 6.47 – 7.02 мкм, 10.2 – 11.2 мкм, 11.5 – 12.5 мкм), пространственное разрешение 1 км в види-мом и 4 км в тепловых диапазонах. Данные GOES архивируются на Интернете во множестве каталогов. Обновление данных происходит каждые 15 минут, что необходимо для прослеживания динамичных атмосферных процессов.
2) METEOSAT – европейский геостационарный спутник.
http://www.vfs.org.ua/archive.htm
3) GMS – японский геостационарный спутник, данные по спектральным диапазонам в глобальном (полушарие) или региональном масштабе архивируются за последние несколько дней по адресу:
Теоретические сведения к заданию 2.2.:
Спутники NOAA на полярной орбите: широкий пространственный охват, высокое временное и низкое пространственное разрешение, снимки распространяются бесплатно.
Спутники NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, США) оборудованы сканером AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) с 4-5 широкими спектральными диапазонами, снимающим в видимом, ближнем и дальнем (тепловом) ИК диапазонах, разрешение около 1.1 х 1.1 – 1.1 х 4 км в зависимости от диапазона и угла съемки. AVHRR обеспечивает глобальный сбор данных по всем каналам, полоса съемки имеет ширину 2400 км, спутник облетает Землю 14 раз в сутки. Основной источник необработанных данных AVHRR – интерактивный спутниковый архив NOAA – http://www.bom.gov.au/sat/archive_new/orbsat.shtml . Архив позволяет вводить временные и пространственные критерии, тип съемочной аппаратуры (AVHRR – только один из доступных типов снимков в этом архиве, он, в свою очередь, подразделяется на данные от каждого отдельного спутника, идентифицируемого номером, например, NOAA 9, NOAA 14). Для осуществления заказа необходимо зарегистрироваться в качестве пользователя. Помимо глобального архива NOAA, данные AVHRR архивируются и распространяются региональными станциями приема, например, http://www.ulrmc.org.ua/archive/index_ru.html Есть станция приема на базе ИКИ РАН, образцы снимков и производных карт приведены по адресу: http://sputnik.infospace.ru/noaa/rus_win/noaa.htm
Обширные и актуальные данные AVHRR (c 1981 по настоящее время) с разрешением 8 км доступны для получения по Интернет протоколу передачи файлов (ftp) Goddard Space Flight Centre в США:
http://podaac.jpl.nasa.gov/DATA_CATALOG/avhrr.html
Теоретические сведения к заданию 2.3.:
Новые спутники SeaStar и Terra на полярных орбитах (сканеры SeaWIFS, MODIS, MISR): среднее и низкое пространственное разрешение, средний охват, высокое спектральное разрешение, распространяются бесплатно.
SeaWIFS (американский спутник SeaStar) – это сканер низкого пространственного разрешения (1100 м) с 8 спектральными зонами в диапазоне 0.402-0.885 мкм. Его данные можно получать бесплатно (для исследовательских и образовательных целей) с задержкой около двух недель с момента съемки, став авторизованным пользователем NASA (что бесплатно и требует только посылки краткого научного проекта).
Информация о спутнике и архиве находится по адресу: http://seawifs.gsfc.nasa.gov/
Сканер MODIS (американский спутник Terra) имеет пространственное разрешение от 250 до 1000 м в 36 спектральных каналах и его данные бесплатны. Фактически MODIS является следующим поколением сканеров AVHRR, усовершенствованным по всем направлениям. Начат локальный прием данных MODIS в Москве станцией ЕОСкан:
http://www.scanex.ru/ru/index.html
Сбор глобального каталога начат по адресу:
http://modis-250m.nascom.nasa.gov/
Интересен также сканер MISR (Multiangle Imaging SpectroRadiometer) на спутнике Terra, обеспечивающий съемку под девятью углами одновременно, и таким образом весьма полно описывающий отражательные характеристики объектов земной поверхности. Описание инструмента приведено по адресу http://www-misr.jpl.nasa.gov/ ,
а первые снимки приведены по адресу
Поиск и заказ данных осуществляется через EOS Data Gateway.
Рисунок 1 – снимки с сайта http://seawifs.gsfc.nasa.gov/
Рисунок 2 – снимок с сайта http://www.scanex.ru/ru/index.html
Рисунок 3 - снимок с сайта http://modis-250m.nascom.nasa.gov/
Теоретические сведения к заданию 2.4.:
Характеристика сканеров – среднее и высокое пространственное разрешение, широкий и средний охват, низкая и средняя стоимость. Серия представлена двумя спутниками: Ресурс-О1-3 (выведен на орбиту в октябре 1994 г.) и Ресурс-О1-4 (июль 1998 г.). Основной объем передаваемой информации обоих ИСЗ составляют данные сканирующих радиометров МСУ-Э («высокого разрешения») и МСУ-СК («среднего разрешения»).
МСУ-Э обеспечивает полосу обзора 45-60 км с разрешением 30-45 м в трех спектральных диапазонах (0.5-0.6, 0.6-0.7 и 0.8-0.9 мкм), а МСУ-СК – 600-10 км с разрешением 150-250 м в пяти диапазонах видимого и ближнего ИК и тепловом диапазонах (0.5-0.6, 0.6-0.7, 0.7-0.8, 0.8-1.0, 10.40-12.6, 3.5-4.1 мкм).
Информация о данных со спутников Ресурс-О (МСУ-Э, МСУ-СК) и данных аналогичных сканеров на российско-украинском спутнике Океан хранится и распространяется по адресу: http://sputnik.infospace.ru/welcomer.htm
Сервер «СПУТНИК» создан и поддерживается отделом разработки наземных микропроцеcсорных информационных комплексов НИЦ «ПЛАНЕТА» и лабораторией информационной поддержки космического мониторинга ИКИ РАН. В последнее время объемы съемки со спутников Ресурс-О и Океан весьма ограничены.
Большой архив снимков со спутников Ресурс-О, накопленный Инженерно-технологическим центром СканЭкс, расположен по адресу
http://catalog.scanex.ru/dewb/step1.pl
(снимки, принятые сетью локальных станций СканЭр, с лета 1996 г.). На этом русскоязычном сервере помимо каталога снимков приведены их характеристики, цены и скидки для образовательных учреждений. Можно посмотреть карты покрытия МСУ-Е (высокое разрешение) и МСУ-СК (среднее разрешение): в архиве СканЭкс.
На этом же сервере имеется каталог снимков российско-германской системы МOMS со станции «МИР».
Теоретические сведения к заданию 2.5.:
Высокое пространственное разрешение, средний пространственный охват, относительно высокая периодичность, высокая стоимость. Библиотеки ETM+.
Сканеры MSS (Multispectral Scanner) и TM (Thematic Mapper) на американских спутниках Landsat до недавнего времени обеспечивали единственный и наиболее популярный массив многолетних цифровых космических съемок.
Спутники Landsat работают на полярных солнечно-синхронных орбитах, частота повторной съемки на экваторе 16-18 дней (в зависимости от спутника).
Данные MSS (пространственное разрешение 80 м, 4 широких спектральных зоны в диапазоне 0.5 – 1.1 мкм) доступны с 1972 г., данные TM (пространственное разрешение 30 м в видимом, ближнем и средних инфракрасных зонах, 120 м в тепловом диапазоне, семь спектральных зон в диапазоне 0.45–12 мкм) – с 1982 г. Полоса обзора для обоих сканеров – около 185 км.
Посмотреть снимки со спутников Landsat можно в каталоге Global Land Information System американского EROS Data Center Геологической Съемки США: http://edcsns17.cr.usgs.gov/EarthExplorer/ .
Бесплатные образцы снимков полного разрешения Landsat TM имеются в архиве NASA Observatorium:
http://earthobservatory.nasa.gov/
Новые снимки cо спутника Landsat 7 сканером ETM+ (Enhanced Thematic Mapper) характеризуются улучшенным по сравнению с ТМ пространственным разрешением, и более низкой ценой (от $ 475 за исходный снимок). У сканера ETM+ добавился панхроматический канал с разрешением 15 м, а разрешение теплового канала улучшилось до 60 м. Практически вся обитаемая суша покрыта малооблачными снимками 2 и более раз.
Наилучший каталог для просмотра этих снимков принадлежит Геологической Съемке США.
Примечательно, что нет ограничений на вторичное распространение данных ETM+ (т.е. купив их однажды, можно передавать или продавать их по своему усмотрению). В результате появился ряд кооперативных библиотек, предлагающих архивные данные ETM+ по сниженной или номинальной цене. Прежде всего, следует отметить библиотеку Ландсат 7 в некоммерческом партнерстве «Прозрачный мир»:
http://www.transparentworld.ru/landsat/tw_club.htm
Имеется более ста снимков на территорию России. Природоохранные организации могут получить их, заплатив около 5 долларов США за копирование каждого снимка, прочие некоммерческие участники должны внести в библиотеку один снимок (или денежный эквивалент), и далее могут получать снимки платя по 25 долларов за копирование каждого.
Весьма интересны также:
Глобальный каталог ESDI:
http://glcf.umd.edu/index.shtml (снимки TM и ETM+, бесплатное получение по интернету, либо получение по почте за небольшую плату);
NASA Tropical Rain Forest Information Center http://www.bsrsi.msu.edu/ (данные MSS, TM, ETM+, JERS-1 на тропические регионы).
Теоретические сведения к заданию 2.6.:
1) SPOT: небольшой охват, высокое пространственное разрешение, высокая стоимость. Работа с просмотровыми изображениями (quicklooks).
Французские спутники и съемочные системы SPOT (Systeme Pour l'Observation de la Terre) начали работать в 1986 г., в 1998 г. был успешно запущен четвертый спутник серии. Многоэлементные сканирующие устройства SPOT HRV работают в многозональном (пространственное разрешение 20 м, спектральные диапазоны 0.50 – 0.59, 0.61 – 0.68, 0.79 – 0.89 мкм) и панхроматическом (разрешение 10 м) режимах. Каталог находится по адресу:
Сами по себе данные SPOT очень дороги (несколько тысяч долларов за снимок 60х60 км), однако для обобщенных исследований можно использовать бесплатные просмотровые изображения (quicklooks), их разрешение составляет первые сотни метров. Для SPOT 1 – 3 эти изображения содержат все исходные зоны.
Для отдельных задач использование таких просмотровых изображений является достаточным. Можно отметить, что цена самих снимков прежде всего определяется пространственным разрешением. Интересно, что снимки Landsat ETM+, которые намного лучше снимков SPOT HRV/ HRVIR спектрально (8 каналов вместо 4), превосходят их по охвату (185 х 170 и 60 х 60 км) и ненамного уступают по детальности (30 и 15 м по ср. с 20 и 10), стоят намного дешевле ($ 475 за сырой снимок по сравнению с $2180).
2) Съемочные системы высокого пространственного разрешения, высокая и низкая стоимость. Снимки ASTER.
Прежде всего, следует отметить ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) – это многозональный сканер высокого разрешения, работающий на борту спутника Terra, запущенного в декабре 1999 г. Всего у инструмента 14 спектральных каналов.
Пространственный охват снимков: 60 х 60 км. Возможно отклонение оси съемки от надира до +/- 106 км для каналов теплового и среднего инфракрасного диапазона, и до +/- 314 км для видимого и ближнего инфракрасного диапазона. Это позволяет обеспечить глобальный охват снимками как минимум раз в 16 дней во всех 14 каналах и раз в пять дней в трех каналах видимого и ближнего инфракрасного диапазона.
Поиск и заказ данных осуществляется через EOS Data Gateway:
https://wist.echo.nasa.gov/api/
Возможно получение снимков через Интернет, по протоколу FTP (как правило, данные готовы для перекачки через несколько часов, иногда в течение 1-2 дней). Большой объем снимков (около 120 Мб для полного снимка уровня 1В) и ограниченное время доступа (3 дня с момента заказа, 24 часа с момента доступа) требует высокоскоростного подсоединения, желательно программное обеспечения с возможностью «докачки» при прерывании. Возможно и получение CD-ROM по почте из США (USGS). Снимки поступают в формате HDF.
Более полная информация о съемочной системе приведена по адресу:
3)Дорогие коммерческие снимки характеризуются, прежде всего, высоким пространственным разрешением (Ikonos и др., 1-4 м). При относительно никой цене за квадратный километр (от $20-30) минимальная сумма заказа составляет несколько тысяч долларов.
Некоторые фотографические снимки высокого разрешения (2-10 м) 30-40-летней давности (например, снимки американских миссий CORONA, LANYARD, ARGON 1961-1972 гг., среди которых сотни тысяч снимков на территорию России) можно приобрести по низкой цене, они общедоступны через серверы Геологической съемки США.
Российские фотоснимки высокого разрешения продает СП «Совинформспут-ник».
Форма сдачи работы:
1. Устный отчет по выполнению задания 1 с демонстрацией на компьютере.