Кіріспе

Жасанды спутниктен түсірілген суреттер – спутниктік суреттер (сондай-ақ, Жерді қадағалау суреттері, ғарыштан түсірілген фотосуреттер немесе жай ғана спутниктік фото) – әлемдегі үкіметтер мен компаниялар пайдаланатын бейнелеу спутниктері арқылы жиналған Жердің суреттері. Спутниктік суреттерді түсіретін компаниялар осы суреттерді Apple Maps және Google Maps сияқты үкіметтер мен компанияларға лицензия арқылы сатады.

Тарих

Алғашқы суреттер ғарыштан суборбитальді ұшуларда түсірілді. АҚШ 1946 жылғы 24 қазанда V-2 ұшуын іске қосты, ол әр 1,5 секунд сайын бір сурет түсірді. 105 шақырым апигейи бар бұл фотосуреттер алдыңғы рекордтан бес есе жоғары – 1935 жылы Explorer II шарлық миссиясы түсірген 22 шақырымнан. Жердің алғашқы спутниктік (орбиталық) суреттерін 1959 жылғы 14 тамызда АҚШ-тың Explorer 6 аппараты түсірді. Айдың алғашқы спутниктік суреттері 1959 жылғы 6 қазанда, Айдың жақын емес жағын суретке түсіру миссиясымен жіберілген советтік Luna-3 спутнигі арқылы түсірілген болуы мүмкін. "Көк шар" суреті 1972 жылы ғарыштан түсірілді және бұқаралық ақпарат құралдарында және халық арасында кең танымал болды. Сондай-ақ 1972 жылы АҚШ ғарыштан Жердің суреттерін алу бойынша ең ірі бағдарлама – Landsat бағдарламасын бастады. 1977 жылы АҚШ-тың KH-11 спутниктік жүйесі алғашқы нақты уақыт спутниктік суреттерді алды. Ең соңғы Landsat спутнигі – Landsat 9 2021 жылғы 27 қыркүйекте ұшырылды. NASA жасаған барлық спутниктік суреттер NASA Earth Observatory арқылы жарияланады және жұртшылыққа тегін қолжетімді. Басқа да бірнеше елдерде спутниктік бейнелеу бағдарламалары бар, ал Еуропалық ынтымақтастық әртүрлі сенсорларды тасымалдайтын ERS және Envisat спутниктерін іске қосты. Коммерциялық спутниктік суреттерді ұсынатын жеке компаниялар да бар. 21-ші ғасырдың басында спутниктік суреттерге қолжетімділік артты, бірнеше компаниялар мен ұйымдар спутниктік суреттер дерекқорына қол жеткізе алатын қолдануға оңай бағдарламалық жасақтама ұсынды.

Қолданылуы

Спутниктік суреттер метеорология, океанография, балық шаруашылығы, ауыл шаруашылығы, биоәртүрлілікті сақтау, орман шаруашылығы, ландшафт, геология, картография, аймақтық жоспарлау, білім беру, барлау және соғыс салаларында кеңінен қолданылады. Кем кең таралған қолданыстардың бірі – аномалияларды іздеу, яғни түсіндірілмейтін құбылыстарды спутниктік суреттерде анықтауға бағытталған, сынға ұшыраған тергеу әдісі. Суреттер көрінетін түстерде де, басқа спектрлерде де болуы мүмкін. Сонымен қатар, көбінесе радарлық суреттер негізінде жасалатын биіктік карталары да бар. Спутниктік суреттерді түсіндіру және талдау арнайы қашықтан зондтау бағдарламалық құралдары арқылы жүзеге асырылады.

Қоғамдық домен

Жер бетін спутниктік түсіру көптеген елдерде спутниктік түсіру бағдарламаларын ұстауға жеткілікті түрде қоғамдық қажеттілік тудырады. АҚШ осы деректерді ғылыми пайдалану үшін тегін қолжетімді етуде көш бастады. Ең танымал бағдарламалардың кейбіреуі төменде тізілген, соңғы кезде олардың қатарына Еуропалық Одақтың Sentinel шоқжұлдызы да қосылды.

КОРОНА

CORONA бағдарламасы – АҚШ Әуе күштерінің айтарлық көмегімен Орталық барлау агенттігінің (ЦРУ) Ғылым және технология басқармасы жасаған және басқарған стратегиялық барлау спутниктерінің сериясы. Суреттер ылғалды пленкадағы панорамалық түрінде болды және стереоскопиялық суреттерді түсіру үшін екі камера (AFT және FWD) қолданылды.

Landsat

Landsat – Жерді үздіріксіз бақылап келе жатқан ең көне спутниктік бейнелеу бағдарламасы. 1980-ші жылдардың басынан бері Landsat оптикалық суреттері 30 метрлік ажыратымдылықпен жинақталып келеді. Landsat 5 спутнигінен бастап, жылудық инфрақызыл суреттері де жинақталды (оптикалық деректерге қарағанда кеңістіктегі ажыратымдылығы төмендеу). Қазіргі таңда Landsat 7, Landsat 8 және Landsat 9 спутниктері орбитада жүр.

MODIS

MODIS 2000 жылдан бері Жердің 36 спектральды жолағында күнделіктіге жуық жерсеріктік суреттерді жинап келеді. MODIS NASA-ның Terra және Aqua спутниктерінде орналасқан.

Қарауыл

ESA қазіргі уақытта Sentinel спутниктер шоқжұлдызын жасап жатыр. Қазіргі уақытта әрқайсысы әртүрлі қолданысқа арналған 7 миссия жоспарланған. Sentinel 1 (SAR суретке түсіру), Sentinel 2 (жер бетін декаметрлік оптикалық түсіру) және Sentinel 3 (жер мен су бетін гектометрлік оптикалық және жылулық түсіру) ғарышқа жіберілді.

Метеосат

Meteosat 2 геостационарлық ауа райы спутнигі 1981 жылдың 16 тамызында бейне деректерін беруді бастады. Eumetsat 1987 жылдан бері Meteosat спутниктерін пайдаланады. Meteosat көрінетін және инфрақызыл бейнелеу құралы (MVIRI) – үш арналы құрал: көрінетін, инфрақызыл және су буы; ол бірінші буын Meteosat спутниктерінде, соның ішінде әлі де жұмыс істеп тұрған Meteosat 7-де қолданылады. 12 арналы айналмалы күшейтілген көрінетін және инфрақызыл бейнелеу құралы (SEVIRI) MVIRI қолданған арналарға ұқсас арналарды қамтиды, бұл үш онжылдық бойы климаттық деректердің үзділігін қамтамасыз етеді; Meteosat екінші буыны (MSG). Meteosat үшінші буынындағы (MTG) икемді біріктірілген бейнелеу құралы (FCI) да ұқсас арналарды қамтиды, яғни барлық үш буын 60 жылдан астам климаттық деректерді ұсынып келеді.

Жеке меншік

Бірнеше спутниктер жеке компаниялар тарапынан жасалып, қолдауға алынады.

GeoEye (Жеті көз)

GeoEye GeoEye 1 спутнигі 2008 жылдың 6 қыркүйегінде ұшырылды. GeoEye 1 спутнигі жоғары ажыратымды бейнелеу жүйесімен жабдықталған және панхроматтық немесе қара-ақ режимде 0,41 метр (16 дюйм) жер бетінің ажыратымдылығымен суреттерді түсіре алады. Ол көп спектрлі немесе түсті суреттерді 1,65 метрлік немесе шамамен 64 дюймдік ажыратымдылықпен жинайды.

Максар

Maxar-дың WorldView 2 спутнигі 0,46 м кеңістіктік ажыратымдылығымен (тек панхроматикалық) жоғары ажыратымды коммерциялық спутниктік суреттерді ұсынады. WorldView 2 спутнигінің 0,46 метрлік панхроматикалық суреттерінің ажыратымдылығы жер бетіндегі кем дегенде 46 см қашықтықтағы нысандарды ажыратуға мүмкіндік береді. Сол сияқты, Maxar-дың QuickBird спутнигі 0,6 метрлік (надирде) панхроматикалық суреттерді ұсынады. Maxar-дың WorldView 3 спутнигі 0,31 м кеңістіктік ажыратымдылығымен жоғары ажыратымды коммерциялық спутниктік суреттерді ұсынады. WVIII сонымен қатар қысқа толқынды инфрақызыл сенсоры мен атмосфералық сенсоры бар.

Airbus ақпараты

Плеядалар шоқжұлдызы өте жоғары ажыратымдылыққа ие (50 сантиметрлік панорамалық және 2,1 метрлік спектралды) оптикалық Жерді бейнелеу спутниктерінен құралған. Плеядалар HR 1A және Плеядалар HR 1B Жер бетін 26 күндік қайталама циклмен қамтиды. Екі мақсатты – азаматтық және әскери қолданысқа арналған жүйе ретінде жасалған Плеядалар, Еуропаның қорғаныс саласының ғарыштан алынған суреттерге қойылатын талаптарын, сондай-ақ азаматтық және коммерциялық қажеттіліктерді қанағаттандырады. fr – бұл 30 см ажыратымдылығы бар төрт бірдей спутниктен тұратын, жылдам реакцияға қабілетті озық оптикалық шоқжұлдыз.

Сәйкес сурет

Орбитадағы 3 SPOT спутнигі (Spot 5, 6, 7) панохроматикалық канал үшін 1,5 м, мультиспектрлік (R,G,B,NIR) үшін 6 м өте жоғары ажыратылатын суреттерді ұсынады. Spot Image басқа оптикалық спутниктерден, әсіресе Formosat 2 (Тайвань) және Kompsat 2 (Оңтүстік Корея) спутниктерінен, сондай-ақ радиолокациялық спутниктерден (TerraSar X, ERS, Envisat, Radarsat) алынған көп ажыратымдылықтағы деректерді таратады. Spot Image сонымен қатар 0,50 метр немесе шамамен 20 дюймді құрайтын жоғары ажыратымдылықтағы Pleiades спутниктерінің деректерін эксклюзивті түрде таратады. Олардың іске қосылуы тиісінше 2011 және 2012 жылдары өтті. Компания қабылдау және өңдеуге арналған инфрақұрылымды, сондай-ақ қосымша қызметтерді де ұсынады.

Планетаның жылдам көзі

2015 жылы Planet компаниясы BlackBridge-ті және оның 2008 жылдың тамызында ұшырылған бес RapidEye спутнигін сатып алды. RapidEye шоқжұлдызында бір-бірімен үйлесімді, бірдей мультиспектрлі сенсорлар бар. Сондықтан, бір спутниктен алынған сурет, қалған төрт спутниктен алынған суреттермен бірдей болады, бұл үлкен көлемде сурет жинауға (күн сайын 4 миллион км²) және бір аймаққа күнделікті қайта оралуға мүмкіндік береді. Олардың әрқайсысы 630 км биіктіктегі бір орбиталық жазықтықта қозғалады және 5 метрлік пикселдік ажыратымдылықта суреттерді ұсынады. RapidEye спутниктік суреттері егін шаруашылығы, қоршаған ортаны қорғау, картография және төтенше жағдайларды басқару салаларында қолдануға өте ыңғайлы. Компания өз суреттерін ұсынумен қатар, осы суреттерді талдау негізінде қызметтер мен шешімдер жасау үшін клиенттерімен консультация жүргізеді. RapidEye шоқжұлдызы 2020 жылдың сәуір айында Planet компаниясы тарапынан тоқтатылды.

ImageSat International (Қара-су халықаралық станциясы)

Жер ресурстарын бақылау спутниктері, көбінесе "EROS" спутниктері деп аталады, – жеңіл, төменгі жер орбитасындағы, жоғары ажыратымдылыққа ие спутниктер, олар сурет түсіру нысандары арасында жылдам маневр жасау үшін жасалған. Коммерциялық жоғары ажыратымдылықты спутниктер нарығында EROS – ең кішкентай, өте жоғары ажыратымдылыққа ие спутник; ол өте икемді және осылайша өте жоғары өнімділікке мүмкіндік береді. Спутниктер 510 км (± 40 км) биіктіктегі, шеңберлі, Күнмен синхронды, полярлық орбитаға жақын орбитада орналасқан. EROS спутниктерінен алынған суреттер негізінен барлау, ұлттық қауіпсіздік және ұлттық даму мақсаттары үшін қолданылады, сонымен қатар карта жасау, шекараны бақылау, инфрақұрылымды жоспарлау, ауыл шаруашылығын бақылау, қоршаған ортаны бақылау, төтенше жағдайларға жауап беру, оқыту және модельдеу сияқты көптеген азаматтық салаларда да қолданылады. 2000 жылдың 5 желтоқсанында 1.9–1.2 м ажыратымдылыққа ие панохроматикалық қасиеттері бар жоғары ажыратымдылықты EROS A спутнігі ұшырылды. 2006 жылдың 25 сәуірінде 70 см ажыратымдылыққа ие панохроматикалық қасиеттері бар, өте жоғары ажыратымдылықты спутниктердің екінші буыны – EROS B ұшырылды. EROS C2 – 30 см ажыратымдылыққа ие панохроматикалық қасиеттері бар, өте жоғары ажыратымдылықты спутниктердің үшінші буыны, 2021 жылы ұшырылды. EROS C3 – 30 см ажыратымдылыққа ие панохроматикалық және мультиспектральды қасиеттері бар, өте жоғары ажыратымдылықты спутниктердің үшінші буыны, 2023 жылы ұшырылды.

Қытай Сивей

GaoJing 1 / SuperView 1 (01, 02, 03, 04) – Қытайдың Сивей Survey and Mapping Technology Co. Ltd. компаниясы басқаратын қытайлық коммерциялық қашықтан зондтау спутниктік шоқжылдызы. Төрт спутник 530 км биіктікте жұмыс істейді және бір орбитада бір-біріне қатысты 90° бұрышпен орналасқан, 12 км ені бар суреттемеде 0,5 метрлік панхроматтық және 2 метрлік көпспектрлі ажыратымдылықты қамтамасыз етеді.

Кемшіліктер

Жер бетіндегі жердің жалпы ауданы өте үлкен болғандықтан және оның ажыратымдылығы салыстырмалы түрде жоғары болғандықтан, спутниктік деректер базасы өте кең және бейнелерді өңдеу (жарлы деректерден пайдалы бейнелер жасау) көп уақытты алады. Көбінесе бейнелердегі жолақты жою сияқты алдын ала өңдеу қажет болады. Қолданылатын сенсорға байланысты, ауа райы бейне сапасына әсер етуі мүмкін: мысалы, тау шатқалдары сияқты жиі бұлтпен жабылатын аймақтар үшін суреттер алу қиын. Осы себептерге байланысты, жалпыға қолжетімді спутниктік суреттер жиынтықтары әдетте үшінші тараптар үшін визуалды немесе ғылыми-коммерциялық мақсаттарда өңделеді. Коммерциялық спутниктік компаниялар өздерінің суреттерін жалпыға таратуға қоймайды және сатпайды; оның орнына, олардың суреттерін пайдалану үшін лицензия алу қажет. Осылайша, коммерциялық спутниктік суреттерден заңды түрде туынды жұмыстар жасау мүмкіндігі шектеледі. Кейбір адамдар өздерінің мүлкін жоғарыдан көрсетуге қатысты жеке құпиялылықтарына алаңдайды. Google Maps осындай алаңдаушылықтарға FAQ-да былай деп жауап береді: "Біз сіздің жеке құпиялылығыңызға қатысты алаңдаушылықтарыңызды түсінеміз. Google Maps көрсететін суреттер, белгілі бір географиялық орнынан ұшып өткен немесе көлікпен өткен кез келген адам көре алатын суреттерден ешқандай айырмасы жоқ".