ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМ. Г.В. КАРПЕНКА НAH УКРАЇНИ
KARPENKO PHYSICO-MECHANICAL INSTITUTE OF THE NAS OF UKRAINE

 





К.т.н. Ольга Томченко розповіла про дистанційне зондування Землі. Вклад ФМІ НАНУ у даний напрямок досліджень.

Дистанційне зондування Землі як науковий напрям:

історія та значення в сучасному світі

Молодший науковий співробітник відділу системного аналізу Наукового центру аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук НАН України кандидат технічних наук Ольга Томченко розповіла в рамках відеолекторію від науково-популярного ресурсу Sciences.in.ua про те, як і з чого починалась історія досліджень нашої планети за допомогою космічних знімків та для яких потреб вони нині використовуються.

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) – це спостереження нашої планети за допомогою знімальних пристроїв, встановлених на космічних апаратах та інших літальних об’єктах, яке дає змогу фіксувати зміни та визначати тенденції процесів, що відбуваються на поверхні Землі й над нею. Передісторія цього наукового напряму бере початок у 1858 р., коли Землю було вперше зафільмовано з парашута, а нового імпульсу він набув у роки Першої світової війни, коли дистанційне знімання використовувалося для потреб розвідки. На період Другої світової війни припадає вдосконалення знімальних пристроїв, поліпшення їхньої розрізнювальної здатності. Проте, власне наукове використання ДЗЗ почалася із запуском у 1972 році першого американського штучного супутника за програмою «Landsat».

Космічні знімки подібні до звичайних фотографій, але відображають Землю в різних спектральних діапазонах, яких налічується від 7 до 220, – пояснила О. Томченко. Застосування новітніх технологій у ДЗЗ дає змогу щоразу більше деталізувати об’єкти, зафіксовані на таких фотографіях. Наразі найкраща розрізненність сягнула вже позначки 40 см на 1 піксель. Для порівняння: раніше було 100, 10 і 1 км на 1 піксел, проте навіть такі значення вважалися задовільними, якщо йшлося, наприклад, про вивчення формування хмар або відповідності метеорологічних умов в атмосфері погодним умовам на Землі.

Зараз ДЗЗ використовується надзвичайно широко: за його допомогою відстежують, зокрема, природну й антропогенну трансформацію екосистем і перебіг та наслідки надзвичайних ситуацій. Місце й обсяг вирубки лісів і зелених насаджень, зміни русла ріки, масштаби пожежі при займанні торфовищ, обсяг розливу нафтопродуктів – все це й чимало іншого (в тому числі й того, чого не видно неозброєним оком, – наприклад, надмірно нагрітих або охолоджених ділянок земної поверхні, забруднення атмосферного повітря) дають змогу визначити й оцінити саме космічні знімки. Однак найцікавіше й чи не найважливіше у ДЗЗ – це можливість простежувати будь-які зміни в динаміці, охоплюючи також ретроспективу. В такий спосіб вивчається відновлення лісів, трансформація берегової лінії та один із її наслідків – зсування міждержавних кордонів, які пролягають уздовж русел рік, та інше. ДЗЗ є незамінним для огляду важкодоступних або небезпечних ділянок, наприклад території Зони відчуження навколо Чорнобильської АЕС. За словами О. Томченко, за космознімками, знятими в червоному й інфрачервоному діапазонах, можна визначити стан рослинності, а в середньому інфрачервоному діапазоні – зволоженість території.

ДЗЗ розвивається дуже швидкими темпами: якщо ще 5 років тому в навколоземному просторі працювало 20 космічних апаратів, котрі здійснювали постійну зйомку, то нині їх нараховується вже близько 300. Крім того, постійно розширюється спектр, в якому фільмується планета, збільшується розрізнювальна здатність, поліпшується якість отримуваних зображень. Не менш важливим є й те, що впродовж останнього часу космічні знімки стали значно доступнішими для споживачів такої продукції: коли в 1985 році використання цієї інформації було комерціалізовано, ціни на неї були дуже високими, а для українських науковців – фактично, недозволеною розкішшю. Нині знімки середньої розрізненності з деяких супутників (наприклад, супутника «Sentinel», нещодавно запущеного Європейським космічним агентством) безкоштовні для наукових досліджень. Якщо ж дослідження має довготривалий ретроспективний характер, то вчені найчастіше користуються базою даних, отриманих у межах американської програми Landsat.

О. Томченко також розповіла про власні наукові дослідження, об’єктом яких є водно-болотні угіддя, зокрема Київське водосховище. Аналізуючи космічні знімки, вчена дійшла висновку, що процеси, які відбуваються зараз у цій водоймі, можна оцінити радше позитивно, оскільки первісний стан русла Дніпра відновлюється.

 

У Фізико-механічному інституті ім. Г.В. Карпенка НАН України даною тематикою займається відділ методів та систем дистанційного зондування під керівництвом д.т.н., професора Русина Б.П.

Кредом відділу є розроблення методів та систем дистанційного зондування поверхні Землі та навколишнього простору для встановлення механізмів зміни оточуючого середовища під дією впливу природних та антропогенних факторів.

Основні напрямки досліджень:

  • дистанційне зондування;
  • цифрова обробка та розпізнавання зображень;
  • тривимірна реконструкція;
  • грід-технології;
  • екологічний моніторинг;

 

 

Науковий центр аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук НАН України

Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України