Физические основы дистанционного зондирования.

Методы дистанционного зондирования Земли из космоса можно подразделить на два больших класса: пассивные и активные.

Методы пассивногодистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса основаны на регистрации отраженного солнечного излучения, просуммированного с собственным излучением атмосферы , облаков и земного покрова и ослабленного в атмосфере. В настоящее время надежно функционирующие на орбите космические многоспектральные системы с ИК каналами позволяют на основе априорной информации о тепловых свойствах почв, горных пород, руд, минералов и материалов успешно дешифрировать космоснимки, обнаруживать различные аномалии и строить температурные карты земной поверхности и океана, состояния растительного покрова и т.д. Кроме того, ИК съемка успешно применяется для обнаружения и оконтуривания подземных пожаров, постоянного геотемпературного поля, подземных теплотрасс. Весьма специфично и эффективно использование многозональной съемки для изучения водных объектов. Для них она дает дополнительные возможности, не реализуемые другими методами. Подводные объекты дешифрируются на глубинах от нескольких метров до десятков метров. Особое достоинство заключается в использовании серии зональных изображений как разноглубинных срезов толщи воды и поверхности дна в связи со способностью лучей разных спектральных диапазонов проникать на неодинаковую глубину - наибольшую (до 20м) для лучей голубого диапазона и наименьшую - для лучей ближней ИК области спектра. Эти свойства открывают возможности исследования распространения взвешенного материала в воде - естественного загрязнения водоемов твердым стоком рек и т.д. Это позволяет составлять карты подводных ландшафтов с их комплексной характеристикой для мелководных акваторий, но именно задачи освоения и мониторинга шельфа приобрели теперь первостепенное значение.

Активное ДЗЗ проводится в видимом диапазоне с помощью лидаров (532нм), но, в основном, в радиодиапазоне.

При зондировании из космоса используется сверхвысокочастотный (СВЧ) диапазон волн - от миллиметров до нескольких сантиметров. В этом диапазоне атмосфера Земли обладает высокой прозрачностью, поэтому радиометры и радиолокаторы позволяют практически всегда осуществлять зондирование земных покровов, причем, независимо от наличия облаков.

Проникающая способность радиоволн позволяет получить особую информацию о земных покровах, которую не удается извлечь из наблюдений в оптическом диапазоне. Так, в известной степени радиоволны позволяют "преодолеть" экранирующий эффект растительных покровов и получить информацию непосредственно о свойствах земных грунтов.

С другой стороны, с помощью радиоволн осуществляется глубинное зондирование грунта, снега, льда, что позволяет выносить более объективные суждения о физическом состоянии земных покровов.

Комплексное изучение природных ресурсов

Наибольший технико-экономический эффект от использования данных космического зондирования Земли может быть получен при комплексном изучении и картографировании природных ресурсов. Комплексное изучение и картографирование на основе космической информации подразумевает получение новых сведений о природных ресурсах по основным их видам и территориальным сочетаниям путем интерпретации материалов космической съемки и их совместного анализа с данными традиционных исследований.

Сканерные съемки Земли и прием цифровых космоизображений с современных спутников, а также широкое развитие геоинформационных систем позволяет составлять цифровые электронные тематические карты. Это качественно новая ступень в картографии, открывающая широкие возможности для комплексного анализа и применения различными потребителями.
Поиск полезных ископаемых.

Применение космических методов позволяет более оперативно и эффективно вести региональные геолого-съемочные работы. При этом затраты на геологическую съемку 1 км2 территории снижаются на 15-20%.

Внедрение космических исследований в комплекс нефтегазопоисковых работ, обеспечивает информацией о разрывной и складчатой тектонике и глубинной структуре земной коры. Аэрокосмические методы играют важную роль и при доразведке месторождений и при их эксплуатации.

Экологические исследования

Функционирующие в настоящее время космические системы природоведческого, метеорологического и океанологического назначения могут эффективно использоваться в интересах экологических исследований глобального, регионального и локального характера.

Например, с борта орбитальных станций зафиксирована динамика усыхания Аральского моря.

Такие снимки позволяют следить за распространением пятна нефти и организовать эффективные работы по ликвидации последствий аварий.

По космоснимкам не только обнаруживаются лесные пожары, но и осуществляется прогноз опасности их возникновения, оценка ущерба от лесных пожаров.