Методика создания тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.34, кандидат наук Брагина Елена Викторовна

• Брагина Елена Викторовна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Брагина Елена Викторовна

Введение

1 Постановка задачи разработки единого методического подхода формирования, поддержания в рабочем состоянии и развития сети наземных тестовых участков, а также их использования для оценки качества материалов космической съемки в оптическом диапазоне

1.1 Анализ задач, решаемых с помощью материалов космических съемок

1.2 Оценка состояния и тенденций развития космических средств дистанционного зондирования Земли для решения прикладных задач

1.3 Обоснование необходимости разработки методики создания, поддержания в работоспособном состоянии и развитии тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки

1.4 Обоснование необходимости разработки метода оценки изобразительного качества материалов космической съемки на основе тестовых

участков

Выводы по первому разделу

2 Разработка методики создания тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки

2.1 Метод формирования каталога тестовых объектов, объединяющий комплекс процедур, направленных на формирование, поддержание в рабочем состоянии, развитие и использование сети наземных тестовых участков

2.2 Метод оценки работоспособности тестового участка

2.3 Метод оценки (с использованием тестового участка) изобразительного качества материалов космической съемки земной поверхности в оптическом диапазоне спектра

2.3.1 Оценка пространственно-частотных показателей качества материалов космической съемки

2.3.2 Оценка информативности и дешифрируемости

2.3.3 Оценка радиометрического показателя качества материалов космической съемки

Выводы по второму разделу

3 Экспериментальная проверка методики создания тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки

3.1 Экспериментальная проверка метода формирования каталога тестовых объектов

3.2 Экспериментальная проверка метода работоспособности тестового участка

3.3 Экспериментальна проверка метода оценки (с использованием тестового участка) изобразительного качества материалов космической съемки земной поверхности в оптическом диапазоне спектра

3.4 Предложения по развитию существующей системы тестовых участков

3.5 Оценка эффективности предложенной методики по созданию тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки

Выводы по третьему разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений

Список использованных источников

Приложение А. Технические характеристики целевой аппаратуры эксплуатируемых и проектируемых отечественных и зарубежных КА ДЗЗ 147 Приложение Б. Специально оборудованные тестовые участки и искусственные миры

Приложение В. Предложения в части выбора возможных приборов в целях определения яркости, спектральных характеристик и оперативной диагностики состояния плоских отражающих объектов

Приложение Г. Методика определения координат тест-объектов с помощью высокоточное спутниковое геодезическое GPS/ГЛОНАСС оборудование

Приложение Д. Особенности обработки полевых измерений

Приложение Ж. Описание разработанной экспериментальной программы анализа тестового участка, а также для оценки качества материалов космической съемки

Приложение З. Предлагаемая типовая структура паспортов ТУ СВПН на

примере Московского тестового участка СВПН

Приложение И. Руководство пользователя ГИС опытного образца Московского топографического тестового участка

Приложение К. Иллюстрация результатов процедуры экспертной оценки изобразительных свойств изображений, получаемых космическими системами дистанционного зондирования Земли

Приложение Л. Иллюстрация результатов применения процедур предложенного метода для оценки изобразительных свойств изображений, получаемых космическими системами дистанционного зондирования Земли (на примере материалов съемки в том числе тестовых участков)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика создания тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки»

Введение

В настоящее время материалы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) представляют собой высококачественные изображения, анализ и интерпретация которых позволяют извлекать актуальную информацию об объектах земной поверхности, фиксировать их изменения в пространстве и во времени. Однако в достаточно полной мере понять, насколько достоверна и точна извлекаемая из космических изображений информация, насколько объективны оценки изобразительного, измерительного и информационного качества материалов ДЗЗ, насколько она пригодна для решения тех или иных тематических задач, какие конкретные меры нужно предпринять для повышения эффективности ее целевого использования возможно только при наличии различного рода эталонов. В качестве таковых, в процессе летно-конструкторских испытаний космических аппаратов (ЛКИ КА) ДЗЗ и их штатной эксплуатации, в первую очередь используются хорошо изученные, с точки зрения той или иной тематической задачи, эталонные участки земной поверхности, которые принято называть в зависимости от сложности их инфраструктуры полигонами или тестовыми участками.

В общем случае тестовые участки предназначаются для решения двух больших групп актуальных задач. Одна группа задач связана с контролем параметров и калибровкой бортовых съемочных систем ДЗЗ с целью обеспечения оптимального режима съемки и уточнения значений элементов внешнего ориентирования. Другая группа задач связана с валидацией космических данных, их сертификацией, разработкой и сертификацией различных методик оценки пространственно-частотных характеристик, изобразительного и измерительного качества, передаточных свойств и информаионных возможностей съемочных средств ДЗЗ и получаемой ими информации ДЗЗ, оценки степени ее полезности для решения конкретных тематических задач, ее обработки, анализа и интерпретации.

Проводимые исследования направлены на решении второй группы задач, то есть посвящены аспектам методического характера, направленных на обеспечение объективности оценок изобразительного, измерительного и информационного качества материалов ДЗЗ.

Актуальность этого многоаспектного направления деятельности в области ДЗЗ из космоса отражена в проекте Концепции развития российской космической системы ДЗЗ на период до 2025 г., в Федеральных космических программах на 2016-2025 гг., в соответствии с которыми создана и эксплуатируется Система вали-дационных подспутниковых наблюдений Госкорпорации Роскосмос, на базе которой в настоящее время проектируется Многофункциональная система сквозного контроля качества.

Одной из основополагающих задач в целях максимального удовлетворения потребностей национальной экономики и обеспечения конкурентоспособности российской космонавтики в области ДЗЗ, согласно выработанной Концепции, является определение требуемых количественных и качественных параметров изображений, полученных спутниковыми съёмочными системами.

На сегодняшний день ведутся активные работы по эксплуатации и развитию системы валидационных подспутниковых наблюдений, предназначенной для определения свойств и параметров качества получаемых космических данных ДЗЗ. Использование предлагаемых методических и программно-технических решений, ориентированных на использование (наиболее рациональных с точки зрения потенциальных информационных возможностей и финансовых затрат) тестовых участков, базовыми элементами которых являются объекты естественного происхождения, может обеспечить эффективное выполнение задач валидации космических снимков, что определяет практическую значимость данной диссертационной работы.

Актуальность. Актуальность настоящего исследования связана с ростом количества поступающей с КА ДЗЗ цифровой информации, что в свою очередь обуславливает необходимость оперативного подтверждения ее пригодности для решения прикладных задач, как для разработчиков космических систем ДЗЗ, так и для потребителей космической информации.

В этой связи все более важной становится необходимость решения целого комплекса проблем методического характера, направленных на обеспечения достоверности оценок изобразительного, измерительного и информационного качества материалов ДЗЗ, получаемых в процессе ЛКИ и штатной эксплуатации КА с

длительным сроком активного существования. Единственным вариантом возможности их объективной оценки является применение технологий, основанных на анализе изображений, при этом достоверность и точность извлекаемой информации существенно зависит от наличия и полноты полевых (эталонных) данных, полученных по единым стандартным правилам при непосредственном наблюдении и обследовании объектов съемки на тестовых участках.

Степень разработанности темы исследований.

Большой вклад в создание и развитие отечественных тестовых участков внесли Киенко Ю.П., Журкин И. Г., Тихонычев В.В., Бочарников А.И., Жиличкин А. Г., Худяков А.В., Грузинов В.С., Карпухина О.А., Волынко Н.А., Горелов В.А., Коваленко В.В., Емельянов А.А., и др.

Развитию тестовых участков за рубежом уделено огромное внимание. В частности, в рамках многочисленных подходов к решению этой задачи был организован Международный Комитет по спутниковым наблюдениям (CEOS), разработаны и внедрены специализированные документы, например, «A best practise guide to land «test-site» characterization», «A procedure for establishing a "land-based" reference standard test-site», «Calibration Test Sites Selection and Characterization WP110».

Созданию и перспективам использования тестовых участков посвящены работы зарубежных учёных таких как: Муратова Н.Р., Терехов А.Г., 2006; Попов М.А., Лялько В.И. и др., 2008; Атрошенко Л.М., Горобец Н.Н. и др., 2011; Li, C. R., Tang, L. L. и др., 2015; Bouvet M., Thome K. и др., 2019.

В работах авторов усилия направлены на исследование вопросов создания и использование априорной информации о земной поверхности для калибровки съёмочной оптико-электронной и радиолокационной аппаратуры, а также созданию и интеграции тестовых участков в международной системе CEOS.

Большой вклад в науку по исследованию вопросов оценки качества материалов аэрокосмической съемки внесли Стеценко А.Ф., Алтынов А.Е., Аникеева И.А., Монич Ю.И., Старовойтов В.В., Валентюк А.Н., Предко К.Г., Князьков П.А., Молчанов А.С., Еремеев В.В., Кадничанский С.А., Живичин А.Н. и др.

В работах авторов уделено внимание исследованию отдельных вопросов оценки характеристик получаемых материалов аэрокосмической съемки.

Объект исследования -. научно-методический аппарат создания и применения тестовых участков для оценки качества материалов ДЗЗ.

Предмет исследования -. тестовые участки для оценки качества материалов ДЗЗ, как элемент системы валидационных подспутниковых наблюдений.

Целью исследования является разработка методики создания тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки, которая позволит повысить степень объективности и оперативности оценки качества материалов ДЗЗ из космоса в процессе ЛКИ КА и их штатной эксплуатации.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач.

1. Анализ решаемых задач с помощью материалов космических съемок;

2. Анализ существующих подходов к созданию тестовых участков и существующих подходов к оценке качества;

3. Определение набора параметров, характеризующих качество материалов космической съемки;

4. Определение объектового состава тестового участка для оценки качества материалов космической съемки;

5. Определение набора параметров характеризующие свойства тест-объектов;

6. Разработать метод формирования каталога тестовых объектов для оценки качества материалов космической съемки;

7. Разработать метод оценки работоспособности тестового участка;

8. Разработать метод оценки изобразительного качества материалов космической съемки земной поверхности в оптическом диапазоне спектра электромагнитного излучения с использованием тестовых участков.

Научная новизна.

Новизна полученных в рамках диссертационного исследования результатов заключается в том, что впервые предложена методика создания тестового участка на основе тест-объектов природного и антропогенного происхождения для оценки качества материалов космической съемки, которая позволяет на единой основе

систематизировать и оптимизировать информацию о подстилающей поверхности, необходимой для оценки всех показателей качества материалов космической съемки.

Теоретическая значимость работы. Теоретическая значимость диссертационных исследований заключается в усовершенствовании и развитии методического подхода к реализации этапов жизненного цикла тестового участка, обеспечивающего эффективную его эксплуатацию по предназначению.

Практическая значимость работы. Научные предложения, сформулированные в диссертационной работе, позволяют на более высоком научном и методологическом уровне решать задачи повышения эффективности оценки качества материалов космической съемки. Результаты исследований могут быть полезны, как конечным потребителям космической информации, упрощая им процедуру подбора материалов ДЗЗ для решения поставленных конкретных прикладных задач, так и для производителей КА в процессе летно-космических испытания, для достоверного подтверждения запланированных характеристик материалов космической съемки.

В процессе выполнения работы разрабатывались и совершенствовались методы и технологические приемы:

анализа и обобщения материалов по теории и практике аэрокосмического мониторинга, тематического картографирования и ГИС-технологиям;

сбора, обработки и анализа данных ДЗЗ, в том числе космических изображений, полученных оптико-электронными и радиолокационными съёмочными системами с применением методов визуального и автоматизированного дешифрирования;

формирования прикладных информационно-аналитических ГИС-проектов;

формирование базы данных материалов космической съемки.

При этом применялись методы системного анализа, методы моделирования, теории множеств, теории вероятностей и математической статистики, теории надёжности, методы цифровой обработки изображений.

На защиту выносятся полученные в ходе диссертационного исследования, следующие научные результаты:

1. Методика создания тестовых участков на основе тест-объектов природного и антропогенного происхождения для оценки измерительного и изобразительного качества материалов космической съемки.

2. Метод формирования каталога тестовых объектов для оценки качества материалов космической съемки.

3. Метод оценки работоспособности тестового участка.

4. Научно обоснованные предложения по оценке изобразительного качества материалов космической съемки земной поверхности в оптическом диапазоне с использованием каталога тест-объектов тестового участка.

Диссертационные исследования соответствуют паспорту научной специальности 25.00.34 - «Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия» п.2 «Разработка и исследование технических средств и технологий, фиксирующих в виде изображений различные элементы объектов исследований» и п.4. «Теория и технология дешифрирования изображений с целью исследования природных ресурсов и картографирования объектов исследований».

Основные результаты исследований реализованы:

1) В четырех опытно-конструкторских работах:

1. Разработка и создание тестовых участков для контроля координатно-изме-рительных характеристик материалов наблюдения. - ОАО «НИиП центр «Природа». - 2012 - 2015 гг.

2. Разработка критериев оценки качества целевой информации КА «Ресурс-П» N° 1 и N° 2 из состава КС «Ресурс-П» и её оценка для решения картографических задач».

- ОАО «НИиП центр «Природа». - 2015 г.

3. Оценка получаемой информации с КС «Ресурс-П» на соответствие требованиям Росреестра РФ. Подготовка и выдача заключения по результатам ЛИ КС в составе трех КА «Ресурс-П». - ОАО «НИиП центр «Природа». - 2016 г.

4. Модернизация и развитие системы валидационных подспутниковых наблюдений и создание на ее основе многофункциональной системы сквозного

контроля качества целевой информации и аппаратуры космических комплексов и космических систем дистанционного зондирования Земли в части развития сети тестовых участков для контроля координатно-измерительных характеристик материалов наблюдения. - АО «НИиП центр «Природа». - 2017 г.

2) В работах автора:

1. Основы методики комплексной оценки качества съемочных систем ДЗЗ действующих и перспективных КА на базе экспериментальных полигонов. МИИГАиК. - 2014 г.

2. Методика комплексного исследования информативности целевой аппаратуры ДЗЗ на базе экспериментальных полигонов. МИИГАиК. - 2017 г.

Результаты исследований использованы при разработке проекта национального стандарта ГОСТ 59756-2021 «Данные дистанционного зондирования Земли из космоса. Качество данных ДЗЗ из космоса. Основные требования к наземным тестовым участкам для оценки качества данных ДЗЗ из космоса, получаемых с космических аппаратов оптико-электронного наблюдения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне». - АНО ВО «Университет Иннополис» - 2021 г. Введен впервые.

Апробация и реализация результатов исследований

Основные положения данной работы докладывались и обсуждались на 10 международных и российских конференциях:

молодых ученых и специалистов МИИГАиК (г. Москва, 2013 - 2017 гг.);

Международная научно-техническая конференция «Геодезия, картография, кадастр - современность и перспективы», посвящённой 235-летию основания МИИГАиК (г. Москва, 2014 г.);

научно-практическая конференция «Оптико-электронные комплексы наземного и космического базирования» посвященной 75-летию ОАО ЛЗОС (г. Лыткарино 2014 г.);

II Всероссийская научно-техническая конференция "Состояние и перспективы развития современной науки по направлению "Техническое зрение и распознание образов" (г. Анапа, ВИТ «ЭРА», 2020 г.);

XXX Международная научно-практическая конференция. Академии гражданской защиты МЧС России (г. Москва, 2020 г.);

Восьмая международная конференция «Актуальные проблемы создания космических систем ДЗЗ» (г. Москва, ВНИИЭМ, 2020 г);

научно-технической конференции НИЦ (ТГНО) МО РФ (г. Москва, 2021 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 11 научных работ по теме диссертации, в сборниках научно-практических конференций и научных журналах, в том числе 3 - в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников и приложения. Работа содержит 11 таблиц, 45 рисунков, 42 формулы. Библиография включает 95 наименований. 10 приложений. Диссертация изложена на 146 страницах основного текста.

1 Постановка задачи разработки единого методического подхода формирования, поддержания в рабочем состоянии и развития сети наземных тестовых участков, а также их использования для оценки качества материалов космической съемки в оптическом диапазоне

1.1 Анализ задач, решаемых с помощью материалов космических съемок

Целевая информация, получаемая с помощью космических средств ДЗЗ, находит практическое применение при решении множества разноплановых и разнохарактерных задач хозяйственной деятельности. Степень полезности такой информации представляется в виде совокупности требований конкретной задачи. Подобная информация, обобщающая накапливаемый за рубежом и в России опыт использования материалов космической съемки в различных сферах практической деятельности, периодически уточняется и формализуется в виде различного рода Перечней задач.

Наиболее достоверные и полные Перечни актуальных задач (при решении которых необходима геопространственная информация) и требований к этим задачам были отражены в проекте Концепции развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли до 2025 года и в ряде Федеральных космических программ [1, 2].

Состав прикладных и научных задач ДЗЗ в области экологии, контроля чрезвычайных ситуаций, картографии, геологии, гидрологии суши и водного хозяйства, океанологии, рыбного хозяйства, судоходства, ледовой обстановки, хозяйственной деятельности в прибрежной зоне, а также в области почв и земельных ресурсов, сельского хозяйства, лесного хозяйства, землепользования, строительства и транспорта, представляющий собой структурированный укрупненный перечень задач, сформулированных в проекте «Концепции развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года».

Часть задач ДЗЗ связана с кадастром природных ресурсов, топографическим и тематическим картографированием, мониторингом хозяйственной инфраструктурой и экологической обстановкой в их естественном состоянии на момент

изучения. Их решение предполагает констатацию и оценку состояния окружающей среды и ее элементов и направлено на обеспечение путей оптимального развития отраслей экономики и социальной сферы в интересах рационального использования природных ресурсов, охраны природы и развития регионов. При этом конечный информационный продукт чаще всего представляется в виде топографических, тематических и специальных карт и (или) их серий (в том числе - в цифровом виде, как базы данных в картографических ГИС, или базы картографических данных в территориальных или экологических ГИС).

Для информационного обеспечения решения задач такого плана используются материалы космической съемки, к которым предъявляются наиболее жесткие требования, в первую очередь, к пространственному разрешению на местности и геометрии изображений при сравнительно невысоких требованиях к временным характеристикам информации.

Вторая, «мониторинговая», часть задач включает в себя решение проблем изучения динамики развития природных и антропогенных объектов и явлений, их взаимоотношений и влияния на экологическую ситуацию, создание прогнозных моделей.

Такие мероприятия предусматривают проведение систематического оперативного контроля хозяйственной деятельности и состояния природных ресурсов и окружающей среды, что обеспечивает постоянную обратную связь, необходимую как для корректировки принимаемых решений, так и для своевременного предупреждения отрицательных экологических последствий нерационального природопользования. В данном случае конечным информационным продуктом являются оперативные и прогнозные экологические карты, карты динамики различных элементов окружающей среды и соответствующим образом обработанные изображения; специализированные ГИС экологической направленности.

К исходным материалам ДЗЗ, которые используются при информационном обеспечении решения задач такого плана, в первую очередь, предъявляют повышенные требования по срокам съемок, их повторяемости и оперативности доставки информации (дни и недели).

Третья часть задач предназначена для обеспечения непрерывного контроля отдельных территорий, в частности предрасположенных к появлению чрезвычайных ситуаций и стихийных бедствий, и включает в себя как задачи непосредственного наблюдения за быстроменяющимися объектами и явлениями (стихийными бедствиями, чрезвычайными ситуациями и др.), так и задачи оперативной оценки их последствий.

Решение этих задач направлено на информационное обеспечение принятия оперативных решений. При этом предъявляются особо жесткие требования к по-вторности съемок (вплоть до непрерывного наблюдения) и оперативности доставки информации, а также высокие требования к пространственному разрешению.

Систематизированный таким образом перечень актуальных задач хозяйственной деятельности, классифицированный по прикладному характеру и требованиям к исходной геопространственная информация - это исходный необходимый этап в процессе формирования, на базе системного подхода, методологии формирования информационных свойств востребованных материалов космической съемки земной поверхности [3].

1.2 Оценка состояния и тенденций развития космических средств дистанционного зондирования Земли для решения прикладных задач

Следует иметь в виду, что несмотря на количественную форму представления, требования к космической информации ДЗЗ, необходимой при решении любой из задач, представленной в Перечне актуальных проблем хозяйственной деятельности, носят хоть и достаточно обоснованный, но экспертный характер. Тем не менее, их использование, в совокупности с оценкой современного мирового уровня космических средств ДЗЗ и тенденций их дальнейшего развития, дает возможность достаточно объективно оценить те требования к отечественным перспективным съемочным системам космического базирования, на которые следует ориентироваться при их разработке.

Возможности использования все более совершенных средств ДЗЗ для тех или иных целей определяются совокупностью изобразительных и измерительных свойств получаемой информации [4].

Изобразительные свойства материалов космической съемки (КС) определяют возможность их использования для получения информации о тех или иных объектах и явлениях различного иерархического уровня и размера [5].

Измерительные (геометрические) свойства материалов КС определяют возможность их использования для изготовления измерительных документов (трансформированных изображений, фотопланов, ортотофотопланов) [6].

Изобразительные свойства материалов космической съемки можно рассматривать с двух позиций:

- свойства, характеризующие способность космического изображения поставлять информацию того или иного объема о различных (по качественному содержанию) объектах и явлениях (как природных, так и антропогенных);

- свойства, дающие представление о ранге объектов и явлений, изучение которых возможно по данным изображениям.

Важная особенность изобразительных свойств космических изображений -возможные масштабы картографирования, проводимого на их основе, связана с пространственным разрешением при конкретных условиях съемки и реальном контрасте. Этот показатель особенно важен для создания фотопланов, используемых при обновления топографических планов и карт.

По количеству (объему) отображающихся объектов и явлений наиболее информативны панхроматические изображения, характеризующиеся высоким пространственным разрешением. Именно такие изображения являются универсальным источником информации, предназначенным для решения задач крупномасштабного топографического картографирования, в процессе которого требуется получать достоверные сведения о перечне, местоположении и некоторых качественных особенностях большинства объектов местности.

Для выделения объектов, имеющих значительные различия спектральных характеристик, наиболее информативны цветные изображения, полученные путем синтеза зональных изображений. В основном это касается почвенно-растительного покрова. По общему количеству отобразившихся объектов эти изображения уступают панхроматическим изображениям.

Космические изображения, полученные в отдельных узких зонах спектра (многозональная съемка), наиболее информативны в плане отображения объектов и явлений, малоконтрастных в широком оптическом диапазоне, но обладающих повышенной физиономичностью (имеющих аномальные спектральные характеристики) в какой-либо зоне спектра. Соответственно, использование таких изображений ограничено кругом специфических задач, решение которых становится более эффективным на их основе: так, для картографирования гидрографических объектов наиболее информативна и эффективна ближняя ИК-область спектра.

Характерной особенностью современного уровня развития ДЗЗ является тот факт, что процесс распространения технологий детального и высокодетального ДЗЗ разноплановой и разнохарактерной съемочной аппаратурой ранее присущих аэросъемке стал необратимым и для космических средств ДЗЗ.

В Приложении А [7,8] приведены некоторые технические характеристики целевой аппаратуры эксплуатируемых и проектируемых зарубежных КА ДЗЗ, работающей в оптическом, ИК и радио-диапазонах спектра. Совокупность этих данных достаточно объективно отражает мировой уровень развития технологий ДЗЗ последних пяти лет.

Важной особенностью современных КА сверхвысокого разрешения является высокая точность координатной привязки изображений, которая позволяет создавать карты масштаба 1:10000 без использования наземных контрольных точек [ 9]. Многочисленные примеры успешного применения, в том числе в картографических целях, космической радиолокационной информации ДЗЗ (одиночные снимки, стереопары, материалы интерференционной обработки стереопар), а также то внимание, которое уделяется за рубежом разработке все более совершенных космических комплексов радиолокационного зондирования (КА Radarsat-2, тандема «Теп^АЯ-Х» - «Та^ет-Х», системы МКА «CosmoSkyMed» и др. (Приложение А), все это является свидетельством перспективности дальнейшего развития не только оптико-электронного, но и радиолокационного направлений в технологии детального и высокодетального ДЗЗ из космоса.

Материалы космической съемки земной поверхности с реализованных и планируемых в рамках Федеральной космической программы на 2016 - 2025 гг. проектов ряда отечественных космических систем ДЗЗ (КА «Метеор-М», «Канопус-В-ИК», «Канопус-В») нацелены, в первую очередь, на информационное обеспечение решения мониторинговых задач. Однако по мере формирования отечественной группировки КА ДЗЗ («Ресурс-П», «Ресурс-ПМ», «Кондор-ФКА» и «Обзор-Р») получаемые геопространственные данные все в большей степени будут востребованы и в целях решения (наиболее жестких в части требований к исходной информации) задач МО РФ и Росреестра [10, 11].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Брагина Елена Викторовна, 2022 год

Список использованных источников

1. Проект «Концепция развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года». - 2020. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http://www.gisa.гu/30562.html?seaгchstгing=%EF%F0%EE%E5%EЛ%F2__%EЛ%EE

%ЕВ%Е6%Е5%ЕЕ%Е6%Е8%Е8_%Е0%Е0%Е7%Е2%Е8%Е2%Е8%ЕЕ__%ЕА%Е

E%F1 %EC%E8%F7%E5%F 1 %EЛ%EE%E9__%F 1 %E8%F 1 %F2%E5%EC%FB__%

Е4%Е7%Е7_%Е4%ЕЕ_2025_%EF%F0%EE%E5%EA%F2_%EA%EE%ED%F6

%E5%EF%F6%E8%E8_%Е4%ЕЕ_2025.

2. Федеральная космическая программа на 2016-2025 гг. - 2020. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.гoscosmos.гu/22347.

3. Адров В.Н., Карионов Ю.И., Титаров П.С., Чекурин А.Д Критерии выбора данных ДЗЗ для топографического картографирования/ Геопрофи. - №2. - 2007. -С. 1- 10.

4. Живичин А. Н., Соколов В. С. Дешифрирование фотографических изображений. - М.: Недра, - 1980 - 253 с

5. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований. - М: Издательский центр «Академия», -2004. -372 с.

6. Бирюков В.С. Цифровые снимки в фотограмметрии// Геодезия и картография. - 2000. - № 10. - С 33-36.

7. Официальный сайт компании «Совзонд». - 2022. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://sovzond.rn.

8. Официальный сайт компании «Иннотерн». - 2022. [Электронный ресурс].

- Режим доступа: https://innoteг.com/satellites.

9. Космические новости. Спутниковая разведка: новые тенденции развития.

- 2006. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://news.cosmopoгt.com/2006/03/03/6.htm.

10. Брагина Е.В., Черных Ж.В. Современный уровень и тенденции развития группировки космических средств ДЗЗ в интересах получения оперативной

космической информации о земной поверхности// В сборнике: Совершенствование тактики действий спасательных воинских формирований (СВФ) МЧС России. Сборник трудов ХХХ Международной научно-практической конференции. Академия гражданской защиты МЧС России. - 2020. - С. 29- 37.

11. Лукашевич Е.Л. Об обеспечении картографической отрасли материалами съемки с космических аппаратов «Ресурс-П» и «Канопус-В»// Труды научно-технической конференция «Отечественные разработки в области геодезии и картографии и их применение в хозяйственной и оборонной деятельности страны». Москва, ЦНИИГАиК, 1 марта 2012 г.

12. Киенко Ю.П., Лукашевич Е.Л., Горелов В.А., Стрельцов В.А. Космические картографические средства дистанционного зондирования Земли// Геодезия и картография.- 2001. - № 12. - С.46 - 53.

13. Киенко Ю.П., Горелов В.А. Об использовании цифровой космической информации для целей картографирования// Геодезия и картография. - 2002. - № 1. - С.5- 11.

14. Брагина Е.В. Оценка качества съёмочных систем спутников дистанционного зондирования Земли на базе наземных тестовых участков// Международный научно-образовательный Славянский форум: материалы Международного научно-образовательного Славянского форума. - М.: ИИУ МГОУ, - 2014. - С.40-47.

15. Грузинов В.С. Методика оценки «топографической информативности» данных дистанционного зондирования Земли на тестовых участках// Геодезия и картография.- 2009. - № 6. - С.33 - 35.

16. Волынко Н.А. О формировании наземной инфраструктуры тестового участка для валидации космических систем дистанционного зондирования Земли// Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка. - № 2. - 2011. - С. 26 - 29.

17. Черкашин А.К., Горобец Н.Н., Смирнов С.И., Атрошенко Л.М., Попов М.А., Лялько В.И., Сафронова Л.П., Костяшкин С.И. Принципы организации и обслуживания международной системы подспутниковых полигонов// Материалы четвертого белорусского космического конгресса, 27 - 29 октября 2009, Минск. -2009 - Т.2. - С.12 - 19.

18. Атрошенко Л.М., Горобец Н.Н., Костяшкин С.И., Лысак К.И. Методика организации полигонных эталонных средств оптического и радио-диапазонов// Седьмая всероссийская открытая ежегодная конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» Москва, ИКИ РАН, 16-20 ноября 2009 г. Сборник тезисов конференции. - 2009. - С.99.

19. Лялько В.И., Попов М.А. Полигоны ДЗЗ Украины и перспективы их использования в системе GEOSS// Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - М.: ИКИ РАН, - 2008. - Т. 2, вып. 5. - С. 548 - 556.

20. Атрошенко Л.М., Горобец Н.Н., Костяшкин С.И., Красногорский М.Г., Купко В.С., Малюков В.М. Состав средств калибровки и валидации РСА космического базирования подспутникового полигона «Скрипали»// Сборник научных трудов 4-го Международного радиоэлектронного форума «Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития» (МРФ 2011). Харьков, Украина - 2011г. - Т.1, - часть 1. - С 391.

21. Li, C. R., Tang, L. L., Ma, L. L., Zhou, Y. S., Gao, C. X., Wang, N., Li, X. H., Wang, X. H., and Zhu, X. H.: Comprehensive calibration and validation site for information remote sensing, Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XL-7/W3, 1233-1240, https://doi.org/10.5194/isprsarchives-XL-7-W3-1233-2015, 2015.

22. Bouvet M., Thome K., Berthelot B., Bialek A. and other authors RadCalNet: a radiometric calibration network for earth observing imagers operating in the visible to shortwave infrared spectral range// Remote Sens. 2019, 11, 2401; doi:10.3390/rs 11202401.

23. A best practise guide to land "test-site" characterization. - 2021. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http:// www.qa4eo.org/docs/QA4EO-WGCV-IVO-CLP-004_vDraft.pdf.

24. A procedure for establishing a "land-based" reference standard test-site. - 2021. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.qa4eo.org/docs/QA4EO-WGCV-IVO-CLP-003_vDraft.pdf

25. Calibration Test Sites Selection and Characterization WP110. - 2021. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://calvalportal.ceos.org/calibration-test-sites.

26. Danielova M., Hummel P. Commercial off the shelf ground control supports calibration and conflation from ground to space based sensors// The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLI-B1, 2016 XXIII ISPRS Congress, doi:10.5194/isprsarchives-XLI-B1-175-2016.

27. Jacek Grodecki, Ph.D. Ground control specification / Space Imaging Inc. 12076 Grant Street Thornton, CO 80241.- July 1999.- 19 p.

28. Официальный сайт компании Compass Data. Электронный ресурс: https://www.compassdatainc.com/survey-mapping-data/ground-control-points-archive.

29. Philipp Hummel, Global Network Now Available / CompassData, Inc. Centennial, CO. - 2014. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.compassda-tainc.com.

30. Космическая система «Ресурс» для исследования природных ресурсов Земли и контроля окружающей среды. Оперативная подсистема «Ресурс-О» для наблюдения суши // Справочное пособие под ред. Гусева Л.И. и др. М: Главкосмос.

- 1988. - 234 С.

31. Киселев И.А., Коростелев А.Н., Нараева М.К, Панфилов А.С., Романов А.В. Контроль энергетических характеристик многозональных сканирующих устройств ИСЗ «Ресурс-01» // Исследование Земли из космоса. -1991. - № 2. - С. 34-43.

32. Аванесов Г.А., Богданов А.А., Наумов А.П. и др. Методика и аппаратура радиометрической градуировки в абсолютных энергетических единицах многозональной сканирующей системы «Фрагмент» // Исследование Земли из космоса,

- 1981.- № 6. - С.79-88.

33. Богданов А.А., Стожкова В.Н., Севастьянова О.И, Толстых Г.Н. О результатах метрологической аттестации измерительного поверочного комплекса "Крона-С" диапазона спектра 0,35- 2,20 мкм// Труды ГосНИЦИПР. - 1988. Вып. 32.

- С. 141-150.

34. Тыннисон Т.А., Граф Р.Э., Мяртин Л.О. Поверочная установка «Спектр» для метрологической аттестации аэрокосмической радиометрической аппаратуры

в диапазоне длин волн 0,3-2,5 мкм// В сб.: Дистанционное зондирование атмосферы с борта орбитального комплекса «Салют-7» - «Космос-1686» - «Союз-Т14», Тарту: - 1989. - С. 54-66.

35. Муратова Н.Р, Терехов А.Г. Создание сети подспутниковых полигонов на территории Казахстана// Всероссийская научная конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», 14-16 ноября 2006 г.

36. Родионов Б.Н. Факты истории развития научных исследований, конструкторских разработок и подготовки специалистов высшей квалификации в области прикладной космонавтики на кафедре аэросъемки Московского института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (1958 - 1967 г.г.). - 2020. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://rodionovbn.ru/PubFaktyIstor.shtml.

37. Официальный сайт МИИГАиК - 2018. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.miigaik.ru.

38. Захаров А.И., Жердев П.А., Соколов А.Б. Первые результаты калибровки японского РСА PALSAR техническими средствами калибровки радиополигона ОКБ МЭИ «Медвежьи озера»// Четвертая открытая всероссийская конференция ИКИ «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов), Москва, 13-17 ноября 2006 г.

39. Официальный сайт Государственного научного центра Российской Федерации ОАО «Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова. - 2018. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.lii.ru.

40. Атрошенко Л.М., Беляев Б.И., Горобец Н.Н., Катковский Л.В. Состав реперов и калибровочных средств оптического и радиодиапазонов подспутниковых полигонов//Материалы четвертого белорусского космического конгресса, 27 - 29 октября 2009. - Минск. -Т.2.- С. 20- 24.

41. Горелов В.А. Научно-технический и экспериментальный задел ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» для решения проблем информационного обеспечения картографической отрасли данными ДЗЗ, поставляемыми по радиоканалу// Вестник НПО им. С.А.Лавочкина.- 2012. - № 4(15). - С. 103 - 107.

42. Глазкова И.А., Юрченко Б.А., Седельников В.П., Лукашевич Е.Л. Использование детальной цифровой космической информации в интересах Роскартогра-фии. (первый отечественный опыт - космический аппарат «Монитор»)// Геодезия и картография. - 2006, № 4. - С.42-48.

43. Грузинов В.С., Карпухина О.А. Технология проведения исследований на специализированном картографическом тестовом участке для валидации космических средств ДЗЗ // Геодезия и картография. - 2012. - № Спецвыпуск. - С. 135-139. DOI: 10.22389/0016-7126-2012-135-139.

44. Положение по эксплуатации системы валидации для целевой аппаратуры космических комплексов ДЗЗ природноресурсного, картографического назначения и мониторинга чрезвычайных ситуаций в интересах потребителей космической информации. - Москва: Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос», -2016.

45. C. Mobley, "Estimation of the remote-sensing reflectance from above surface-measurements," Appl. Opt., vol. 38, pp. 7442-7455, 1999.

46. Бочарников А. И., Жиличкин А. Г., Коваленко В. П. [и др.] Технологии определения характеристик целевой аппаратуры КК ДЗЗ // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. - 2015. - Т. 2. - № 2. - С. 18 - 31.

47. Долженко А.П., Жиличкин А.Г., Коваленко В.П., [и др.] Подтверждение характеристик КК ДЗЗ «Ресурс-П» № 1 в процессе орбитальной эксплуатации с использованием системы валидации. - 2013. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.ntsomz.ru/files/kondratov%20a.

48. A. Morel, and B. Gentili, "Diffuse reflectance of oceanic waters, III. Implication of bidirectionality for the remote sensing problem," Appl. Opt., 35, pp. 4850-4862, 1996.

49. A. Morel, Antoine D. and Gentili B., "Bidirectional reflectance of oceanic waters: accounting for Raman emission and varying particle scattering phase function," Appl. Opt., vol. 41, pp. 6289-6306, 2002.

50. G. Zibordi, Melin F., Hooker S. B., D'Alimonte D. and Holben B., "An autonomous abovewater system for the validation of ocean color radiance data," IEEE Trans. Geoscience and Rem. Sens., vol. 42, pp. 401-415, 2004.

51. G.Zibordi, Melin F. and Berthon J.-F., "A time-series of above-water radio-metric measurements for coastal water monitoring and remote sensing product validation," IEEE Geoscience and Rem. Sens. Lett., doi: 10.1109/LGRS.2005.858486, 2005.

52. Киселев И.А., Нараева М.К., Панфилов А. С., Романов А.В. Энергетическая калибровка спектрозональных сканирующих устройств для планетных исследований. // Труды IV международного семинара «Научное космическое приборостроение». М. ИКИ АН СССР. -1990. - С. 158 - 163.

53. S.B. Hooker, Zibordi G., Berthon J.-F. and Brown J.W., «Above-Water Radi-ometry in shallow coastal waters» Appl. Opt., vol. 21, pp. 4254-4268, 2004.

54. Ohring G., Wielicki В., Spencer R., Emery В., and Datla R. (eds). Satellite Instrument Calibration for Measuring Global Climate Change. NIST Publication NISTIR 7047. 2004. 108 p.

55. Бедное C.M., Головин Ю.М., Завелевич Ф.С., Мацицкий Ю.П., Огарев С.А., Панфилов А.С., Самойлов М.Л., Саприцкий В.И., Хлевной Б.Б. Вопросы создания объединенного метрологического центра коллективного пользования для калибровки ИК аппаратуры ДЭЗ // Труды третьей открытой Всероссийской конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». - Москва. -2005. -Т. 1. - С. 163- 170.

56. Kieffer Н.Н., Stone Т. С.. The Spectral Irradiance of the Moon // The Astronomical Journal. 2005. V. 129. P. 2887-2901.

57. Burdakin A., Khlevnoy B., SamoylovM., Sapritsky V, Ogarev S., Panfilov A., Bingham G., Privalsky V, Tan sock J., Humpherys T. Melting points of gallium and of binary eutectics with gallium realized in small cells. // Metrologia. 2008. V. 45. P. 75 - 82.

58. Global Earth Observation System of Systems GEOSS. 10-Year Implementation Plan. GEO 1000. 2005.27 р.

59. Панфилов A.C., Саприцкий В.И. Глобальная система систем наблюдения Земли и обеспечение единства измерений при ее реализации // Измерительная

техника, 2005. №4. С. 71-72.

60. Guide to the Expression of Uncertainties in Measurements, first edition, 1993, International Organization for Standardization (Geneva, Switzerland).

61. Miura T., Huete A.R., Yoshioka. Evaluation of Sensor Calibration Uncertainties on Vegetation Indices for MODIS // IEEE Trans, on Geosci. and Remote Sensing. 2000. V. 38. № 3. P. 1399-1409.

62. Goward S.N., Markham B., Dye D.G., Dulaney W., Yang J. Normalized Difference Vegetation Index Measurements from the Advanced Very High Resolution Radiometer. // Remote Sens. Environ. 1991. V. 35. P.257-277.

63. Ханцеверов Ф.Р., Остроухов В.В. Моделирование космических систем изучения природных ресурсов Земли// Машиностроение. Москва - 1989 г.

64. Матиясевич, Л.М. Введение в космическую фотографию// Недра. Москва - 1989 г.

65. Валентюк А.Н., Предко К.Г. Оптические изображения при дистанционном наблюдении// Минск, Навука I Тэхшка, - 1991 г.

66. Патент № 2293960 C9 Российская Федерация, МПК G01M 11/02, G01J 1/04. Способ автоматизированной оценки разрешающей способности авиационных оптико-электронных систем дистанционного зондирования в видимом и инфракрасном диапазонах волн и универсальная пассивная мира для его реализации: № 2005123505/28 : заявл. 25.07.2005 : опубл. 20.02.2007 / Н. И. Сазонов, А. Х. Фастов-ский.

67. Шокол А. С., Бочарников А. И., Жиличкин А. Г. Космический контролер чрезвычайных ситуаций «Канопус-В» подтверждает заявленные характеристики // Геоматика. - 2013 - № 2. - С. 46 - 49.

68. Аникеева, И. А. Факторы, критерии и требования к изобразительному качеству материалов аэрофотосъемки, получаемой для целей картографирования // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). - 2020. - Т. 25. - № 4. - С.104 - 119. - DOI 10.33764/2411-1759-2020-25-4104-119.

69. Монич Ю.И., Старовойтов В.В Оценка качества для анализа изображений// Искусственный интеллект Москва - 2008 г. -Т.4.

70. Князьков, П.А. Алгоритмы и технологии высокоточной оценки разрешающей способности космических систем наблюдения Земли в процессе их эксплуатации// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - Рязань - 2010 г.

71. Журкин И.Г., Сычев Г.Г., Чабан Л.Н., Грузинов В.С. Экспериментальные исследования и перспективы развития системы валидационных подспутниковых наблюдений // Измерительная техника. - 2015. - № 3. - С. 41-45.

72. Молчанов А.С. Методика оценки линейного разрешения на пиксель аэрофотосистем военного назначения при проведении летных испытаний// Известия Вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». - Т.62. - №4. - 2018. - С.390 - 396.

73. Веселов Ю.Г., Данилин А.А., Тихонычев В.В. Выбор тест-объекта для оценки разрешающей способности цифровых оптико-электронных систем мониторинга земной поверхности// Наука и образование. Электронное научно-техническое издание. - №4, - 2012. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: Электронный ресурс: http//technomag.edu.ru.

74. Балашов С.В., Марков С.Ю., Попов М.А. Способ измерения разрешения на местности оптико-электронной системы дистанционного зондирования (Патент №2144654).

75. Алтухов Е.В., Баблюк Е.Б., Веселов Ю.Г., Владыченко О.В., Мороз В.А. Сборно-разборный тестовый объект - мира для определения параметров оптико-электронных систем (Патент RU 175973 U1/-2017).

76. Аникеева И.А., Кадничанский С.А. Оценка фактической разрешающей способности аэро- и космических фотоснимков по пограничной кривой// Геодезия и картография.- 2017. - Т. 78. - №6. - С. 25 - 36.

77. Денисов А.В. Разработка и исследование имитационной модели дистанционного зондирования поверхности Земли// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.-Санкт-Петербург. - 2015. - 140 с.

78. Фастовский А.Х., Сазонов Н.И. Способ автоматизированной оценки разрешающей способности авиационных оптико-электронных систем

дистанционного зондирования в видимом и инфракрасном диапазонах волн и универсальная пассивная мира для его реализации (Патент 2293960).

79. Кононов В. Основы методики расчета разрешающей способности и точности определения координат аэрофототопографических систем. - 2019. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://loi.sscc.ru/gis/rs/chapter103.html.

80. Кадничанский С.А. Оценка контраста цифровых аэро- и космических снимков// Геодезия и картография. - 2018. - Т.79. - №3. С.46 - 50.

81. Молчанов А.С. Иконические системы воздушной разведки. Основы построения, оценка качества и их применение в комплексах с БЛА. - Волгоград: Панорама, -2 017. -216 с.

82. Брагина Е.В., Фисич Б.А. Определение качественных показателей аэрокосмических съёмочных систем по эталонным объектам естественного происхождения// Сборник трудов II Научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития современной науки по направлению «Техническое зрение и распознавание образов». - 2020 г. - С.90-99.

83. Брагина Е.В. Методический подход к формированию каталога тестовых объектов для оценки качества материалов космической съемки// Геодезия и картография. - 2021. - С.33 - 41.

84. Брагина Е.В., Попов С.М. Опыт создания тестовых участков для оценки качества материалов космической съемки// Изв. вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». - 2021. - Т. 65. - № 5. - С. 534-542.

85. Аникеева И.А., Брагина Е.В., Даргель А.В. Оценка качества материалов космической съёмки оптико-электронных систем дистанционного зондирования Земли на базе наземных тестовых участков// Журнал Известия высших учебных заведений. Изв. вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». - 2021. - Т. 65. - №2 2. - С. 166174.

86. Вершинин В.И. Априорная оценка точности координатных определений по космическим снимкам. - М.: Типография «Новости», - 2011. - 250с.

87. Чарыкова Е.И., Горелов В.А., Экспериментальные, методические и про-ектно-поисковые работы ФГУП «Госцентр «Природа» в области дистанционного спектрометрирования // Геодезия и картография. - 2008. - № 12. - С. 46-51.

88. Никишин Ю. А. Разработка и исследование методов геометрической коррекции и фотограмметрической обработки материалов воздушной нестабилизиро-ванной гиперспектральной съемки. - Москва -2011-24 с.

89. Алмазов И.В., Бродская И.А., Стеценко А.Ф. Использование статистических признаков для распознавания лесных угодий по материалам аэрофотосъемки // Изв. Вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -2009. - №6. - С. 49 - 52.

90. Аникеева И.А., Брагина Е.В., Попов С.М. Оценка информационных возможностей материалов космических съемок на основе пространственных преобразований для задач тематического дешифрирования// Приложение к журналу Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. Сборник статей по итогам научно-технической конференции. - 2014. - № 7-1. - С. 68-71.

91. Алтынов А.Е., Аникеева И.А., Брагина Е.В., Горелов В.А., Попов С.М. Оценка информационных возможностей материалов ДЗЗ на основе гистограмм-ного анализа// Приложение к журналу Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. Сборник статей по итогам научно-технической конференции. - 2014. - № 7-1. -С. 65-68.

92. Аникеева И.А., Брагина Е.В., Попов С.М. Влияние геометрической коррекции на пространственно-частотные характеристики материалов космической съёмки// Приложение к журналу Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. Сборник статей по итогам научно-технической конференции. - 2014. - № 7-1. - С. 71-73.

93. Алтынов А.Е., Аникеева И.А., Брагина Е.В., Горелов В.А., Попов С.М. Методические аспекты оценки фотометрического качества материалов ДЗЗ на основе статистических признаков// Приложение к журналу Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. Сборник статей по итогам научно-технической конференции. -2014. - № 7-1. - С. 135-138.

94. Стратилатова Н.Н., Куренков В.И., Кучеров А.С., Егоров А.С. Методика сравнительной оценки эффективности космических аппаратов дистанционного зондирования Земли с различными оптико-электронными телескопическими комплексами// Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета

имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). - 2016. - Т. 15. - № 2. - С. 80-89. 001: 10.18287/2412-7329-2016-15-2-80-89

95. Инженерно-геологические условия - Озеленение и благоустройство города Ижевска. - 2020. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://vuzlit.ru/1246971/inzhenerno_geologicheskie_usloviya.

Приложение А. Технические характеристики целевой аппаратуры эксплуатируемых и проектируемых отечественных и зарубежных КА ДЗЗ

Таблица А1 - Основные характеристики действующих на начало 2022 года КА радиолокационного класса.

КА Страна дата запуска срок эксплуатации, лет задача ПР, м ПЗ, км диапазон кол-во режимов

ALOS-2 Япония 24.05.2014 5 картографирование 1-3 25 L 5

ASNARO-2 Япония 17.01.2018 5 мониторинг < 1 > 10 X 3

Саре11а- 1,2,3-4,5,6 США 03.12.2018 31.08.2020 24.01.2021 30.06.2021 15.05.2021 5 мониторинг 0,3-1, < 10 5х20, 10х10, 10-30 X 4

Cosmo-SkyMed (1,2,3,4) Италия 08.06.2007 08.12.2007 24.10.2008 06.11.2010 5 картографирование 1 10 Х 5

CSG-1,2 Италия 18.12.2019 2021 7 картографирование 0.350.8, 2x2 10, 40 X 7

GF-3,12, 122, 3-2 Китай 10.08.2016 27.11.2019 31.05.2021 23.11.2021 8 мониторинг 1 - С 12

1сеуе-Х1, 2, 4-5, 6-7, 7-89, 11-12-1314 Финляндия 12.01.2018 03.12.2018 05.07.2019 28.09.2020 24.01.2021 30.06.2021 - мониторинг 10x10 / 3x3 / 1x1 50x50 X -

KOMPSAT-5 Корея 22.08.2013 5 мониторинг 1 5 С 3

NovaSAR-S Великоб-рититания 16.09.2018 7 мониторинг 6 15-20 S 4

Paz Испания 22.02.2018 7 мониторинг 0,25 4 X 4

QPS-SAR 1,2 Япония 11.12.2019 24.09.2021 - - 1 - - -

RADARSTA Канада 12.06.2019 7 мониторинг 3 х 3 20 с 8

КА Страна дата запуска срок эксплуатации, лет задача ПР, м ПЗ, км диапазон кол-во режимов

Constellation

1,2,3

RadarSat-2 Канада 14.12.2007 7 картографирование 1 20 С 16

Ш8АГ-1 Индия 26.04.2012 5 мониторинг 1 10 С 5

КЛБАТ-2В, 22.05.2019

2BR1, EOS-01 Индия 11.12.2019 07.11.2020 5 мониторинг 1 10 X 4

SAOCOM-1А, 1В Аргентина 07.10.2018 30.08.2020 5 мониторинг 10 60, 30 L 4

Sentinel-1A, 1А Европейское космическое 03.04.2014 5 мониторинг 4 80 С 4

агентство

StriX Япония 15.12.2020 - мониторинг 1-3 10-30 X 1

TerraSAR-X/TanDEM-X Германия 15.06.2007 21.06.2010 5 картографирование 0,25 4 Х 6

Umbra-SAR США 30.06.2021 - мониторинг 0,25 - X 2

8

Таблица А2 - Планируемые к запуску космические аппараты радиолокационного класса

КА Страна дата планируемого запуска задача Примечание

OptiSAR Канада не определена Х- диапазон - 1 м L - 5 м

Обзор-Р Россия 2021 г. картографирование X-диапазон (3,1 см)

Таблица А3 - Основные характеристики функционирующих зарубежных КА сверхвысокого разрешения с оптико-электронной съемочной аппаратурой_______

КА Страна дата запуска срок эксплуа тации, лет ПР, м ПЗ, км Получе ние стерео пары Мультиспект ральный диапазон, кол-во каналов ПР, м

ASNARO-1 Япония 06.11.2014 5 0,5 10 - 6 2

ASNARO-2 Япония 17.01.2018 5 - - - - -

КА Страна дата запуска срок эксплуа тации, лет ПР, м ПЗ, км Получе ние стереоп ары Мультиспектр альный диапазон, кол-во каналов ПР, м

BlackSky США 26.09.2016 3 - - - 3 1

Саг^а1;-2 Индия 10.01.2007 5 0,8 9,6 + - -

Cartosat-2B Индия 12.07.2010

Cartosat-2С Индия 22.06.2016 5 0,65 10 + 4 2

Cartosat-2D Индия 15.02.2017

Cartosat-2E Индия 23.06.2017 5 0,65 10 + 4 2

Cartosat-2F Индия 12.01.2018 5 0.65 10 + 4 2

Cartosat-3 Индия 27.11.2019 0,28 17 4 1,1

CAS500 Республика Корея 22.03.2006 5 0,5 12 - 4 2

Deimos-2 Испания 19.06.2014 7 1 12 - 4 4

DubaiSat-2 ОАЭ 21.11.2013 5 1 12 - 4 4

EROS-B Израиль 23.04.2006 10 0,7 7 - - -

GeoEye -1 США 06.09.2008 7 0,41 15,2 + 4 1,65

GF-2 Китай 19.08.2014 8 0,81 45 - 4 3,24

GF-3, 12, 12-2, 3-2 Китай 10.08.2016 27.11.2019 31.03.2021 23.11.2021 8 1 10*10 - - -

GF - 4 Китай 28.12.2015 8 50 400 - 4 50

GF -5, 5-2 Китай 08.05.2015 07.09.2021 8 - - - - -

Gokturk - 1А Турция 05.12.2016 7 0,7 20 - 4 2,8

КА Страна дата запуска срок эксплуа тации, лет ПР, м ПЗ, км Получе ние стереоп ары Мультиспектр альный диапазон, кол-во каналов ПР, м

ЛНп - Шео-01,02, Шео-03, Шео-04,05,06, Шео-07,08, Gaofen-3A, Gaofen-2A, aofen-2В, Kuanfu-1, Gaofen-3B-1-6 Gaofen-3C-1-3, Kuanfu-1B Gaofen-3D-1-3, Gaofen-2D, Gaofen-2F Китай 07.10.2015 09.01.2017 21.11.2017 19.01.2018 05.06.2019 19.11.2019 06.12.2019 15.01.2020 15.09.2020 03.07.2021 27.09.2021 27.10.2021 3 0,72 12 - 4 2,88

KazEOSat-1 Казахстан 30.04.2014 7 1 10-60 - 4 4

KhalifaSat Объединенные Арабские Эмираты 29.10.2018 5 0,75 12 - 4 2,98

Kompsat-2 Корея 28.07.2006 1 15 + 4 4

Kompsat-3 Корея 17.05.2012 4 0,5 16,8 - 4 2,8

Kompsat-3А Корея 25.03.2015 4 0,55 12 - 4 2,2

KOMPSAT-5 Корея 22.08.2013 5 1 5 - - -

Mohammed VI A, В Франция 08.10.2017 21.10.2018 5 0,7 20 - 4 2,8

PeruSAT-1 Перу 16.09.2016 10 0,7 - 4 2

Pleiades-1A,1B (2 КА) Франция 17.12.2011 02.12.2012 5 0,7 20 + 4 2,8

Pleiades-Neo - 3, 4 Франция 29.04.2021 17.08.2021 10 0,3 14 + 4 2,8

КА Страна дата запуска срок эксплуа тации, лет ПР, м ПЗ, км Получе ние стереоп ары Мультиспектр альный диапазон, кол-во каналов ПР, м

SkySat - 1, 2, 3, 4-7, 8-13, 14-15, 16-18, 19-21 США 21.11.2013 08.07.2014 22.06.2016 16.09.2016 31.10.2017 03.12.2018 13.06.2020 18.08.2020 5 0,8 8 - 4 2

SuperView-1 Китай 28.12.2016 8 0,5 12 - 4 2

TeLEOS-1 Сингапур 16.12.2015 5 1 12 - - -

TripleSat Constellation 1, 2, 3 (3КА) Великобритани я, Китай 10.07.2015 7 1 23 - 4 4

Ммоп-1 4) Великобритани я 16.09.2018 7 0,9 21 - 4 3,5

VRSS-2 Китай 08.10.2017 5 1 - - - 4

WorldView-1 США 18.09.2007 7 0,5 17,6 + - -

WorldView-2 США 08.10.2009 7 0,46 16,4 + 8 1,84

WorldView-3 США 13.08.2014 7 0,31 13,1 + 8 CAVIS 1,24 /3,72/ 30

Таблица А4 - Планируемые к запуску зарубежные космические аппараты оптико-электронного класса сверхвысокого разрешения___

КА Страна дата планируемого запуска Основные характеристики

1HOPSat, 2HOPSat США 2022 48 КА весом 22 кг будут обеспечивать глобальную фото- и видеосъемку с разрешением 1 -0,22 м в режиме времени близком к реальному.

КА Страна дата планируемого запуска Основные характеристики

ALOS-3 Япония 2022 Разрешение: панхром.- 0,8 м, мутиспетр. -5 м, гиперспектр. -30 м Ширина полосы: 50 км, 90 км, 30 км

Earth-I (EiX2, Vivid-i) В еликобритания 2022 5 КА весом 100 к- с разрешением 1 м

OptiSAR (8КА) Канада - Разрешение: панхром -0,5 м, видеосъемка цветная - 0,5 м

WorldView Legion США 2022 Разрешение: панхром.- 0,29 м, мутиспетр. - 1,16 м Ширина полосы: 9 км

Таблица А5 - Основные технические характеристики КА с гиперспектральной съемочной аппаратурой.

КА/ Видеоспектрометрическая съемочная аппаратура Тактико-технические характеристики съемочной аппаратуры

Пространственное разрешение, м (с высоты, км) Спектральные диапазоны, мкм Спектральное разрешение, нм/ число спектральных каналов Радиометрическое разрешение, бит Полоса захвата, км (с высоты, км) дата запуска

MightSat II.1 (США)/ FTHSI 30 (570) 0,470 - 1,050 1,7/ 256 - 6 (570)

OrbView-4 (США)/ Warfighter-1 8 (470) 0,450 - 0,905 0,830 - 1,740 1,580 - 2,490 3,000 - 5,000 11,4/40 11,4/80 11,4/80 25/80 - 5 (470)

Lewis (США)/ HIS 30 (517) 0,400 - 1,000 0,900 - 2,500 5 - 6,5/ 384 - 7,7 (517)

AMM (Англия)/ CHRIS 30 (677) 0,400 - 1,050 1,050 - 2,500 10/ 256 - 19 (677)

EO-1 (СШАу/Нурепоп, ALI/ Hiperion 30 (705) 0,400 - 2,500 10/ 220 16 7,5 (705) 21 ноября 2000 г. Выведен из эксплуатации 30 марта 2017 г.

TacSat-3 (США)/ ARTEMIS не менее 30 (500) 0,400 - 2,500 не менее 10/ 400 16 7,5 (500)

Aqua/MODIS (США) 250/500/1000 (705) 0,62-0,88 0,46-2,16 0,41-0,97 3,66-4,55 1,36-1,39 -/36 12 2300 04.03.2002

КА/ Видеоспектрометрическая съемочная аппаратура Тактико-технические характеристики съемочной аппаратуры

Пространственное разрешение, м (с высоты, км) Спектральные диапазоны, мкм Спектральное разрешение, нм/ число спектральных каналов Радиометрическое разрешение, бит Полоса захвата, км (с высоты, км) дата запуска

0,54-14,39

Suomi ОТР(США) 345-750 (8330 0,41-12,40 -/22 - 3000 28.10.2011

Zhuhai-1A,B; OVS-2, OHS -1,2,3,4; OVS-3A, OHS-3A,B,C,D 0,9; 1,98; 10(500) 0,4-1,0 4,5x2,7; 8,1x6,1; 150x2500 (32) 4,5x2,7; 8,1x6,1 (500) 15.06.2017 26.04.2018 19.09.2019

GF-5, 5-2 (700) - - - - 08.03.2018 07.09.2021

PRISMA(Италия) 1,30(615) 0,4-0,75 1,30(1,66,171) 12 30(615) 22.03.2019

Sentinel-2A, 2B (Франция) Sentinel-2CиSentinel-2D планируется к запуску в 2021 г. 10/20/60 (786) 0,490; 0,560; 0,665; 0,842 0,705; 0,740; 0,783; 0,865; 1,610; 2,190 0,443; 0,945; 1,375 -/13 12 290 23.06.2017 07.03.2017

Проект (США)/ HIRIS 30 (500) 0,400 - 1,000 1,000 - 2,450 9,4 - 11,7/ 192 - 24 (500)

Проект (Германия)/ DAIS 20 - 30 (500) 0,400 - 12,30 10/79 - 15 (500)

Ui

3

Таблица А6 - Основные характеристики действующих на начало 2022 года зарубежный МКА

КА Страна дата запуска срок эксплуатации, лет ПР, м ПЗ, км Масса кг

Flock (150 КА на 2022г) США 2019 2020 2021 2 3-5 Нет данный 5

Formosat-5 Тайвань 24.08.2017 5 2, 4 24 525

EROS-A Израиль 05.12.2000 10 1,9 11 250

КА Страна дата запуска срок эксплуатации, лет ПР, м ПЗ, км Масса кг

EROS-B Израиль 25.04.2006 10 0,7 7 350

Л^-2Л,2В Алжирское космическое агентство 12.07.2010 26.09.2016 5 2,5, 10 17,5 116

Amazonia-1 Бразилия 28.02.2021 4 64 10 764

Лqua/MODIS США 04.03.2002 6 250, 500, 1000 2300 705

ЛSNЛRO-1 Япония 06.11.2014 3-5 0,5, 2 10 505

ЛSNЛRO-2 Япония 17.01.2018 5 <1 >10 570

BlacSky- Pathfmder-1, BlackSky Global-1, BlackSky Global-2, BlackSky Global-3, BlackSky Global-4, BlackSky Global-7,8, BlackSky Global-9, BlackSky Global-10,11, BlackSky Global-12,13, BlackSky Global-14,15 США 26.09.2016 29.11.2018 03.12.2018 29.06.2019 19.08.2019 07.08.2020 22.03.2021 18.11.2021 02.12.2021 09.12.2021 3 1 - 50

Cartosat-2 Индия 10.01.2007 5 0,8 9,6 650

Cartosat-2B Индия 12.06.2010 5 0,8 9,6 694

22.06.2016

CartoSat-2С, 2D, 2Е, 2F Индия 15.02.2017 23.06.2017 12.01.2018 5 0,65, 2 10 727,5, 712

Capella-1,2,3-4,5,6 США 03.12.2018 31.08.2020 24.01.2021 30.06.2021 15.05.2021 5 0,3-1, <10 5х20, 10х10, 10-30 40, 100

CЛS500 Республика Корея 22.03.2006 5 0.5, 2 12 500

Deimos-2 Канада-Испания 19.06.2014 5 0,75 12 310

DMC-3/ Вец^ КНД 2015 5 1 23 447

КА Страна дата запуска срок эксплуатации, лет ПР, м ПЗ, км Масса кг

GRUS-1A, 1В-1Е Япония 27.12.2018 22.03.2021 5 2,5, 5 57 80

1сеуе-Х1, Х2, Х4-5, Х6-7, Х7-9, Х10-14 Финляндия 12.01.2018 03.12.2018 05.06.2019 28.09.2020 24.01.2021 30.06.2021 10x10, 3x3, 1x1 50x50 70

DubaiSat-2 ОАЭ 21.11.2013 5 1 12 300

ЛИп-1-1А, Л1т-1 Video- 01,02, LQSat, ЛИп-1 Шео-03, ЛИп-1 Video-04,05,06, ЛИп-1 Шео-07,08, ЛИп-1 Gaofen-3A, Л11п-1 Gaofen-2A, Jilin-1 Gaofen-2B, Ji1in-1 Ки^Ш-! Л1т-1 Gaofen-3B-1-6, Ji1in-1 Gaofen-3C-1-3, Ji1in-1 Kuanfu-1B, ЛИп-1 Gaofen-3D-1-3, Ji1in-1 Gaofen-2D, Ji1in-1 Gaofen-2F Китай 07.10.2015 09.01.2017 21.11.2017 19.01.2018 05.06.2019 13.11.2019 06.12.2019 15.01.2020 15.09.2020 03.07.2021 27.09.2021 27.10.2021 3 0,72, 2,88 12 450

KazEOSat-1 Казахстан 30.04.2014 7 1 10 830

KazEOSat-2 Казахстан 19.062014 7 6,5 78 185

Kha1ifaSat ОАЭ 29.10.2018 5 0,75, 2,98 12 330

KOMPSAT-2 Южная Корея 28.06.2006 4 1 15 800

КА Страна дата запуска срок эксплуатации, лет ПР, м ПЗ, км Масса кг

KOMPSAT-3, ЗА Южная Корея 17.05.2012 25.03.2015 4 0,7 15 900

Landmapper-BC-1,2(повреждены), Landmapper-BC-3, 4 США 14.06.2017 12.01.2018 03.12.2018 - 22, 2,5 - 10

Мн^а VRSS-1 Венесуэла 29.09.2012 5 2,5, 10, 16 57, 369 880

№geriasat-2 Нигерия 17.08.2011 7 2,5, 5/32 20, 20/300 286

NovaSAR-S В еликобритания 16.09.2018 7 6 15-20 430

NuSat-1-2, 3, 4-5, 7-8, 6, 9-18, 19-22 (группировка А1ер^1) Аргентина 30.05.2016 15.06.2017 02.02.2018 15.01.2020 03.09.2020 06.11.2020 30.06.2021 - 1, 30, 90 5, 150, 92 37

Рег^АТ-1 Пруссия 16.09.2016 10 0,7, 2 - 430

PlanetScope США Ежегодно, начиная с 2014 1 3, 3,7 24 5

Pleiader-Neo-3, 4 Франция 29.04.2021 17.08.2021 10 0,3, 2 14 920

PRISMA Италия 22.03.2019 5 1, 30 30 879

QPS-SAR-1, 2 Япония 11.12.2019 24.01.2021 - - - 100

RISAT-2B, 2BR1, EOS-01 Индия 22.05.2019 11.12.2019 07.11.2020 5 1 10 615

SkySat-1 США 21.11.2013

SkySat-2 США 08.07.2014

SkySat-3 США 22.06.2016 5 0,9, 2, 1,1 8 100

SkySat-4-7 США 16.09.2016 120

SkySat-8-13 США 31.10.2017

SkySat-14-15 США 03.12.2018

КА Страна дата запуска срок эксплуатации, лет ПР, м ПЗ, км Масса кг

SkySat-16-18 США 13.06.2020

SkySat-19-21 США 18.08.2020

SPOT-6, SPOT-7/Azersky Азербайджан 09.09.2012 30.06.2014 10 1,5, 6 60 712

SSOT Чили 16.12.2011 5 1,5, 5,8 10 117

SuperView-1A-B, C-D - 26.12.2016 09.01.2018 8 0,5, 2 12 560

TeLEOS-1 Сингапур 2015 5 1 12 1000

ТН-1-1,1-2,1-3,2-1А,В, 1-4, 2-2А,В Китай 24.08.2010 06.05.2012 26.10.2015 29.04.2019 29.06.2021 18.08.2021 3 2, 10, 5 60 1000

THEOS Таиланд 01.10.2008 5-7 2, 10 22, 90 715

TripleSat Constellation (DMC-3) Великобритания, Китай 10.07.2015 7 0,8, 3,2 23 447

итЬга^АК США 30.06.2021 - 0,25 - 50

Ммоп-1 (SSTL-S1-4) Великобритания, Франция 16.09.2018 7 0,9, 3,5 21 447

VNREDSat-1A Вьетнам 07.03.2013 5 2,5, 10 17,5 130

VRSS-2 Венесуэла 08.10.2017 5 1, 4 1000

Zhuhai- OVS-1A,B, OVS-2, OHS -1,2,3,4, OVS-3A, ОШ-3A,B,C,D - 15.06.2017 26.04.2018 19.09.2019 - 0,9; 1,98, 10 4,5x2,7; 8,1x6,1, 150x2500 50-90

Таблица А7 - Основные характеристики планируемых к запуску зарубежных МКА

КА Страна дата планируемого запуска Основные характеристики

lHOPSat США 2017 Вес -22 кг Фото и видеосъемка с разрешением 1 м и выше в режиме реального времени Доступ к получаемым данным через мобильное приложение Группировка - 48 КА, что позволит достичь ежечасной повторной съемки

2HOPSat США Конец 2017 Группировка низкоорбитальных КА Разрешение - 22 см

Earth-i (EiX2, Vivid-i) Великобритания 2021 Вес - 100 кг. Осуществляет тестовую видеосъемку с разрешением 1 м.

OmniEarth США не определена Масса - 80 кг Разрешение панхром. 2 м. мультиспектр. 5 м Группировка- 18 спутников

OptiSAR (оптический сегмент) Канада - Группировка -8 оптических, 8 радарных. Разрешение панхром. 0,5 м. мультиспектр. - м, Видеосъемка цветная 0,5 м.

Приложение Б. Специально оборудованные тестовые участки и искусственные миры

Полигонное обслуживание, направленное на обеспечение априорными разноплановыми наземными эталонными данными для определения в процессе летных испытаний и штатной эксплуатации КА пространственного разрешения на местности и спектральной чувствительности средств космического наблюдения, обеспечения проведения геометрической и радиометрической калибровки и др. уже достаточно давно стало приобретать роль важнейшей составляющей реализации широкого спектра космических проектов ДЗЗ. Примеров практического использования (как в прошлом, так и в настоящее время) для этих целей разноплановых, разнохарактерных тестовых участков и полигонов - очень много, как за рубежом, так и в России. Вот лишь некоторые из них:

- свыше 20 наземных тестовых участков, располагавшихся не только на территории США, но и в других странах, предназначавшихся для проведения контрольных измерений в процессе эксплуатации КА 1КОКО8;

- тестовый участок на территории Центра управления и испытаний космических средств в городе Евпатория (рис. Б.1);

- координатно-тестовые участки в окрестностях городов Пьемонт (Италия), Берн/Тун (Швейцария), Оказаки (Япония), Саитама (Япония);

- «естественная мира», как мост на озере Пончартрейн (США) (рис.Б.2);

- полигон-стационар «Западная Березина», Белоруссия (рис. Б.3);

- сеть полигонов разной иерархии на территории Украины (Скрипаевский (рис. Б.4), Спиваковский, «Шацкие озера» (Украина - Польша), Яворивский, Винницкий и др.).

Рисунок Б.1 - Фрагмент съемки с КА <^шк-ШМ-2» тестового участка в районе г. Евпатория с тестовыми объектами и маркированными реперными точками

Рисунок Б.3 - Полигон-стационар «Западная Березина» (Белоруссия)

Рисунок Б.4 - Полигон «Скрипаевский» (Украина) Американская компания «Compass Data» располагает базами опорных точек (включая метаданные, фотографии и схемы места их расположения (абрисы) в виде калибровочных тестовых участков по всему миру (рис. Б.5).

Рисунок Б.5 - Схема расположения калибровочных тестовых участков компании

«Compass Data»

Начало развития технологий полигонных исследований в СССР тесно связано с моментом (семидесятые годы прошлого века) становления средств и методов ДЗЗ. Так, в процессе создания и эксплуатации космической системы «Ресурс-Ф» выполнен комплекс работ по организации подсистемы полигонов, в составе целого ряда исследовательских, методических, опытно-производственных тестовых участков (полигонов), в том числе отраслевых организаций и учебных заведений.

В качестве некоторых примеров можно сказать о создававшихся и

действовавших ранее мишенном наземном комплексе на космодроме Байконур, съёмочных полигонах МИИГАиК, контрольно-измерительном полигоне «Ферганский» Узбекского и Таджикского отделений Госцентра «Природа», аэрокосмическом полигоне Госцентра «Природа» в Калмыкии, научно-исследовательском полигоне Госцентра «Природа» на озере Искандеркуль, тестовом участке этой организации в районе Вышнего Волочка и др.

Часть ранее созданных тестовых участков (полигонов) отраслевых организаций и учебных заведений применяются и до настоящего времени. Например, Чеховский и Заокский геополигоны МИИГАиКа или включенный в состав международной сети наземных полигонов калибровочный полигон ОКБ МЭИ «Медвежьи озера» (рис. Б.6).

V

*

Щ •

Рисунок Б.6 - Полигон ОКБ МЭИ «Медвежьи озера»

Более того, с началом реализации новых программ ДЗЗ, совершенствованием средств и методов дистанционных исследований задача поддержания и развития средств подспутниковых наблюдений стала еще более актуальной. Так по заказу Росреестра создан ряд эталонных тестовых участков (Пятигорский, Самарский и Красноярский), предназначенных для метрологического обеспечения геопространственных данных, получаемых с КА ДЗЗ высокодетального наблюдения.

Научным центром оперативного мониторинга Земли АО «Российские космические системы» в рамках ряда Федеральных космических программ создана система валидационных подспутниковых наблюдений Госкорпорации «Роскосмос», одним из важнейших элементов которой является сеть разноплановых (по целевой направленности) эталонных полигонов и тестовых участков, в том числе - тестовых

участков для контроля координатно-измерительных характеристик материалов наблюдения

В период ЛКИ и штатной эксплуатации аэрокосмических средств ДЗЗ оценку разрешающей способности съёмочной аппаратуры проводят на основе материалов съёмки, специально созданных тест-объектов (мир), выложенных на поверхности Земли. Параллельно развиваются альтернативные подходы к оценке разрешающей способности съёмочной аппаратуры ДЗЗ, основанные на анализе изображаемых на снимках естественных (природного и антропогенного происхождения) объектов местности.

Штриховые миры являются «дискретными» тест-объектами и имеют определенную угловую ориентацию относительно стороны приемника оптического излучения. Изначально штриховые миры предназначались для тестирования аналоговых оптико-электронных съемочных систем и главным образом в лабораторных условиях. Известны и используются несколько типов стандартных мир, параметры которых нормируются такими отечественными стандартами, как ОСТ 34804-80 «Миры для определения разрешающей способности оптико-фотографических систем», ОСТ 3-4400-80 «Миры штриховые для испытания фотографических материалов», ГОСТ 15114-78 «Миры штриховые для определения разрешения телескопических систем». Так, например, мира Ащеулова представляет собой испытательную таблицу, в которой ширина штрихов меняется с определенной закономерностью. Она может состоять из определенного количества элементов, отличающихся между собой шириной нанесенных штрихов (полос). Штрихи (полосы) в каждом квадрате расположены в четырех различных направлениях: горизонтальном, вертикальном и с наклоном вправо и влево под углом 45 градусов. В зависимости от интересов исследования штрихи (полосы) могут быть абсолютно белыми на черном фоне или черными на светлом фоне (абсолютный контраст) или подобранная под расчетный контраст иная комбинация цветов штрихов (полос). Ширина штрихов (полос) в пределах одного элемента должна быть постоянной. Расстояние между

штрихами (полосами) в каждом квадрате равно ширине штриха (полосы). Ширина штрихов (полос) уменьшается от элемента (квадрата) к элементу по закону геометрической прогрессии со знаменателем 0,94 (классический вариант), либо иначе в интересах решения конкретной задачи.

Простое копирование параметров такого типа стандартных штриховых мир, предназначенных для лабораторных испытаний оптико-фотографических систем, на условия натурного эксперимента приводит к неприемлемым для практического использования габаритам миры на местности и сложности ее конструкции. Поэтому при создании наземных мир для обеспечения летных испытаний аэрокосмических съемочных систем конструкции штриховых мир существенно упрощаются, что, очевидно, не гарантирует надежность и достоверность полученных результатов. При этом параметры таких мир до настоящего времени стандартами не регламентированы.

Разрешающая способность с использованием штриховых мир определяться (как в лабораторных, так и в летных условиях) методом визуального дешифрирования после фотографирования тест-объектов миры. При этом суть такого дешифрирования согласно ГОСТ 23935-79 сводится к определению максимальной пространственной частоты периодической решетки, штрихи которой визуально различимы на фотографическом изображении, образованном съемочной системой, при использовании в качестве объекта стандартной миры заданного контраста.

Радиальная мира представляет собой круг, разделенный на четное число чередующихся секторов темного и светлого цвета, создающих объект определенного контраста (рис. Б.7). В отличии от штриховых тест-объектов, радиальные миры имеют непрерывный характер изменения пространственной частоты во всех направлениях относительно стороны приемника оптического излучения. Радиальная мира позволяет использовать способ измерения разрешающей способности, определяемой через понятие «кружок нерезкости» (или «кружок размытости»). Диаметр кружка, в котором уже невозможно различение секторов и есть количественный параметр, дающий представление о том, каково разрешение системы.

а) штриховая мира б) радиальная мира в) специальная мира

Рисунок Б.7 - Традиционные тест-объекты

Для оценки разрешающей способности цифровых оптико-электронных систем, формирующих цветное изображение используются более сложные в части практической реализации цветные тест-объекты (штриховые красную, зеленую, синюю миры и цветной тест-объект специального вида - поля цвета) (рис.Б.8).

а) цветные штриховые миры б) тест-объект специального вида - поля

цвета

Рисунок Б.8 - Тест-объекты

Рис. Б.9 - Тест-объект «оптический sine»

Идеальным вариантом миры мог бы стать тест-объект «оптический sine» (рис. Б.9), достоинствами которого являются равномерный ограниченный спектр изображения и инвариантность к угловой ориентации относительно стороны

приемника оптического излучения. Однако полевое использование такой миры затруднительно, что связано с небольшой мощность сигнала тест-объекта «оптический sine».

Более реалистичными в части практической реализации тест-объектов с непрерывным изменением пространственной частоты являются радиальные, кольцевые и кольцевые концентрические миры, которые, например, входят в состав (рис. Б. 10) тест-объекта ТО-ЦО-0,05м-ВК.

Рисунок Б.10 - Внешний вид тест-объекта ТО-ЦО-0,05м-ВК

При аэрокосмической съемке высокого пространственного разрешения в оптическом диапазоне спектра в первую очередь используются наиболее простые в части практической реализации штриховые и радиальные миры, а также специальные опорные фотометрические поля, разработанные и изготовленные с учетом конструктивных особенностей и условий эксплуатации летательного аппарата. В качестве примеров таких мир можно назвать тест-объект измерительного комплекса ЛИИ им. М.М. Громова (рис. Б11), миры, расположенные на крыше МИИГАиКа (рис. Б.11) и тестовый участок на территории аэропорта Big Spring Mcmahon-Wrinkle-Bpg, Техас (рис. Б.12).

»

.....................

Рисунок Б.11 - Тест-объект измерительного комплекса ЛИИ им. М.М. Громова и

миры на крыше МИИГАиК

Рисунок Б. 12 -Тестовый участок, расположенный на территории аэропорта Big Spring Mcmahon-Wrinkle-Bpg, Техас(дата съемки 2015 г.)

Значительная часть подобных мир находится в пустыне Мохаве в Калифорнии. Так, юго-восточнее авиабазы «Эдвардс» (Air Force Research Laboratory), на тридцатикилометровом отрезке можно наблюдать расположенные практически в линию около 15 площадок с мирами. Обычно, это площадки с бетонным или асфальтовым покрытием, выкрашенные в черный цвет, а поверх нарисованы белые прямоугольники (рис. Б.13).

Рисунок Б.13 - Примеры мир в пустыне Мохаве в Калифорнии (дата съемки

2015г)

Для оценки разрешающей способности, калибровки и валидации съёмочной аппаратуры радиолокационного класса традиционным является использование «искусственных» тест-объектов типа уголковых отражателей. Пример внешнего вида

уголковых отражателей и радиолокационный космический снимок территории харьковского контрольно-калибровочного комплекса с установленными отражателями представлен на рис. Б.14.

Рисунок Б.14 - Уголковые отражатели и радиолокационный снимок территории харьковского контрольно-калибровочного комплекса

В качестве «естественных» эталонов (природного происхождения) и тестовых участков для решения в первую очередь задач радиометрического характера широко используются участки пустыни, а также высохшие или высыхающие на определенный период времени озера.

Вот лишь некоторые примеры таких тестовых участков (рис. Б.15 - рис. Б.21): участки пустыни Негев в Израиле;

белые пески, Нью-Мексико (США) (WhiteSandsMissileRange, NewMexico): они уникальны тем, что состоят из песчинок гипса, а не кварца;

аргентинские солончаки Салинас-Грандес (это дно высохшего озера), Амбаргаста, Сан-Бернардо и Ла-Антигуа;

озеро-солончак Уюни (Боливия) ^а1аМеиуипппВо1ша) - во время сезона дождей солончак покрывается тонким слоем воды и превращается в самое большое в мире зеркало;

озеро-солончак Туз (Турция) TuzGoluinTurkey;

озеро-солончак Эйр (Австралия) - это озеро - самая низкая часть Австралии (вся вода, попадающая в озеро, испаряется в течение нескольких месяцев, а полностью оно заполнялось водой лишь три раза в 20 веке) LakeEyreinAustralia;

большое соленое озеро находится в 5 км от Ларнака (Кипр): летом оно почти все

высыхает;

железнодорожная долина (RailroadValley, Nevada); Лунное озеро (LunarLake, Nevada).

Рисунок Б.15 - Пустыня Негев (Израиль)

Рисунок Б.16 - Белые Пески, Нью-Мексико (США)

Рисунок Б.17 - Солончак Салинас - Грандес (Аргентина)

Рисунок Б.18 - Озеро-солончак Уюни (Боливия)

Рисунок Б.19 - Озеро-солончак Туз (Турция)

Рисунок Б.20 - Озеро-солончак Эйр (Австралия)

Рисунок Б.21 - Соленое озеро Ларнака (Кипр)

Для оценки информационных свойств съёмочной аппаратуры, работающей в тепловом ИК-диапазоне, также могут использоваться естественные объекты, например, для этих целей интересным объектом является газовый кратер в пустыне Каракумы в Туркмении (рис. Б.22).

Рисунок Б.22 - Газовый кратер в пустыне Каракумы

Для радиометрической калибровки радиолокационных съёмочных систем используются такие природные объекты (рис. Б.23), как например: леса бассейна Амазонки, леса Канады, ледовый купол в Антарктиде и др.

При выборе для оценки качества материалов космической съемки «естественных» тест-объектов природного и антропогенного происхождения (рис. Б.24, Б2.5) следует руководствоваться ниже следующим.

Для оценки радиометрического разрешения на тестовом участке необходимо наличие площадных объектов антропогенного происхождения и природных объектов природных объектов с условно постоянными спектральными отражательными характеристиками. Например, такие объекты, как взлетно-посадочные полосы, сельскохозяйственные угодья, покрытие детских площадок.

Для оценки пространственно-частотных характеристик на тестовом участке необходимы объекты с четкой границей и резким краем. Например, такие объекты, как пешеходные переходы, линии разметки, плитки, мосты и др.

Леса бассейна Амазонки

Ледовый купол в Антарктиде

Рисунок Б.23 - Примеры природных объектов

Для оценки координатно-измерительных характеристик необходимы объекты с четко опознаваемым контуром. Например, такие объекты, как угол забора, пересечение дорожек, ЛЭП и др.

ЙЕ?^* л А"

Вертолетная площадка

Причал для яхт

Плитки на площади

Разметки на площадке

Мост

Цифры на Поклонной горе

Рисунок Б.24 - Топографические эталоны и естественные миры природного и

антропогенного происхождения

>N11*

V

7

1М

-

Рисунок Б.25 - Угол забора на снимках в видимом диапазоне КА Ресурс-П

Для тестирования съёмок в радиолокационном диапазоне тест-объекты следует выбирать как можно дальше от высоких объектов местности (сооружений, деревьев) для исключения попадания опорных точек в радиолокационную тень или на участок «переналожения» отображения высоких объектов. При выборе тест-объектов следует иметь в виду возможность съёмки как на восходящих, так и на нисходящих ветвях витка орбиты.

Лучшими опорными точками являются точки, выбранные в углах или характерных точках металлических конструкций (рис. Б.26). Однако их опознавание может не всегда состояться (например, при неудачном положении относительно траектории съёмки).

Очевидно, что самыми ценными опорными точками являются те, которые могут быть опознаны на материалах радиолокационной космической съёмки, выполненной различной аппаратурой в различных условиях.

Металлические конструкции Углы ограждений с металлическими верх-

(столбы уличного освещения) ними конструкциями

Рисунок Б.26 - Опорные точки на радиолокационном снимке высокого разрешения

Так как пространственное разрешение, а, следовательно, и точность определения координат опорных точек на снимках инфракрасного диапазона невысокое, то в качестве таких точек целесообразно выбирать пересечения дорог (рис. Б.27).

Рисунок Б.27 - Опорная точка на космическом снимке в инфракрасном диапазоне с КА ЬА^ОБАТ 8 (сенсорТШЗ)

Приложение В. Предложения в части выбора возможных приборов в целях определения яркости, спектральных характеристик и оперативной диагностики состояния плоских отражающих объектов

Одна из важнейших характеристик светового излучения - яркость света. К нормативным документам, определяющим это понятие, методы и средства измерения яркости и требования к этим приборам, а также требования к их калибровке относятся: ГОСТ 14686-69 (Государственный стандарт союза ССР. Средства измерений световых величин. Термины), ГОСТ 26824-2010 (Межгосударственный стандарт. Здания и сооружения. Методы измерения яркости), ГОСТ 24940-2016 (Межгосударственный стандарт. Здания, сооружения. Методы измерения освещенности), ГОСТ Р 8.850-2013 (Национальный стандарт Российской Федерации. Государственная система обеспечения единства измерений. Характеристики люксметров и яркомеров), ГОСТ Р 54350-2015 (Приборы осветительные. Светотехнические требования и методы испытаний. Общие положения). Эти документы констатируют нижеследующее.

Яркость равна отношению силы света в конкретном направлении к площади проекции светящейся поверхности на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Единица измерения яркости - кандел на квадратный метр (кд/м2). Яркость характеризует пространственное и поверхностное распределение светового потока.

Для определения яркости используются прямой (основной) или косвенный (вспомогательный) методы.