Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. В ИКИ РАН обсудили проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса  Современные проблемы земли из космоса

Симпозиумы, конференции, съезды

Юбилейная конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

О.Ю. ЛАВРОВА,

кандидат физико-математических наук М.И. МИТЯГИНА,

кандидат физико-математических наук ИКИ РАН

Наблюдение за состоянием суши, океана и атмосферы, контроль геофизических параметров природной среды, изучение их пространственно-временной динамики -одни из основных задач наук о Земле. Спутниковое дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ), то есть космические методы изучения окружающей среды, - важнейшее средство получения информации о состоянии суши, Мирового океана и атмосферы в различных пространственно-временных масштабах. В последнее десятилетие спутниковые системы ДЗЗ достигли принципиально нового уровня развития. Их отличают высокая стабильность и многократность наблюдений, глобальность,

наличие достаточно длинных рядов данных, возможность восстановления количественных характеристик состояния окружающей среды. Одновременно разрабатывается современная аппаратура для съемки Земли из космоса и создаются совершенно новые методы и технологии обработки спутниковых данных. Это позволяет, с однойстороны, создавать прикладные системы для решения насущных потребностей общества, с другой - на новом уровне решать многочисленные научные вопросы, связанные с наблюдением состояния и динамики природных объектов. Именно этому посвящены Всероссийские открытые конференции "Современные проблемы дистан-

ционного зондирования Земли из космоса (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)". С 2003 г. конференции ежегодно проводятся во второй половине ноября в Москве в ИКИ РАН при поддержке Российской академии наук, Федерального космического агентства и Российского фонда фундаментальных исследований (Земля и Вселенная, 2008, № 5; 2011, № 3). Эти конференции превратились в престижные научные форумы, собирающие специалистов, чьи научные работы расширяют и углубляют наши знания о Земле и окружающем мире, закладывают основы для решения фундаменталь-

© Лаврова О.Ю., Митягина М.И.

Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов

Институт космических исследований РАН

ных научных, народнохозяйственных и прикладных проблем.

12-16 ноября 2012 г. в ИКИ РАН проходила 10-я Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса". Программный комитет Конференции уже много лет возглавляет вице-президент Российской академии наук, академик Н.П. Лавёров. Ее открытие состоялось в Большом концертном зале Президиума РАН. С приветственными словами к участникам Конференции обратились заместитель директора ИКИ РАН

Е.А. Лупян, заместитель руководителя Роскос-моса А.Е. Шилов, руководитель Росгидромета

A.В. Фролов, руководитель кластера космических технологий и коммуникаций фонда "Сколково" С.А. Жуков, академик РАН А.С. Исаев. Перед началом заседания был показан фильм, подготовленный студией Роскосмоса, рассказывающий об успехах в этой области.

На первом пленарном заседании прозвучали обзорные доклады членов коллегии Рос-космоса (М.Н. Хайлов и

B.А. Заичко), Росгидромета (А.Б. Успенский,

ФБГУ "НИЦ "Планета") и объединенные доклады ведущих институтов РАН (Е.А. Лупян, ИКИ РАН). В обзорных докладах были рассмотрены достижения отрасли в области дистанционного зондирования Земли и обсуждались планы на будущее. Второе пленарное заседание было посвящено новым научным результатам в океанологии, геологии и геофизике, в изучении атмосферных процессов, экосистем и гелиофизической обстановки благодаря использованию данных дистанционного зондирования Земли. Было отмечено, что использование спутниковой информации позволило выйти на новый качественный уровень понимания природных процессов, появилась возможность не только решать совершенно новые задачи, которые не могли быть решены ранее, но и проследить временные изменения для больших территорий, поскольку накоплены достаточно полные архивы спутниковых данных за 20 лет практически по всему земному шару.

На Конференции было заявлено 504 доклада, из них 302 устных и 202 стендовых. Количество зарегистрированных участников и слушателей достигло рекордного количества - 707 человек из 204 организаций, расположенных в 53 городах 7 стран (России, Беларуси, Казахстана, Украины, Германии, Швейцарии и

Открытие Конференции. В президиуме академик А.С. Исаев, заместитель руководителя Роскосмоса А.Е. Шилов, руководитель Росгидромета А.В. Фролов, председатель программного комитета, вице-президент РАН академик Н.П. Лавёров, председатель организационного комитета, заместитель директора ИКИ РАН Е.А. Лупян. Фото С.В. Макогонова.

США). Были представлены все российские регионы. Помимо ученых из Москвы (417 участников и слушателей), Санкт-Петербурга (51), подмосковных научных центров (60) с докладами выступили ученые из Владивостока (14 участников), Красноярска (13), Новосибирска (13), Архангельска (11) и Хабаровска (9). Тематика докладов охватывала все направления дистанционного зондирования Земли из космоса, как фундаментальные исследования, так и научные разработки, доведенные до практического применения. Работа секций велась по следующим направлениям:

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных;

Технологии и методы использования спутниковых данных в системах мониторинга;

Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды;

Дистанционные методы наблюдений атмосферных и климатических процессов;

Дистанционные исследования поверхности океана и ледяных покровов;

Дистанционное зондирование планет Солнечной системы;

Дистанционные методы в геологии и геофизике;

Дистанционное зондирование растительных и почвенных покровов;

Дистанционное зондирование ионосферы.

Представленные на секции "Дистанционные исследования океана и ледяных покровов" доклады и прошедшие на ней обсуждения показали, что в настоящее время спутниковые методы активно развиваются применительно к изучению Мирового океана и внутренних морей, и в этой области их использования достигнут значительный прогресс.

Сегодня на первый план выходит создание основ новых технологий, развитие методик космического мониторинга и создание на их базе системы оперативного спутникового контроля состояния и загрязнения российских морей. В частности, радиолокаторы с синтезированной апертурой, установленные на спутниках "^У18АТ", "ВаСагэаМ и -2", "ЕВЭ-2" и "ТеггаЭАВ-Х", стали незаменимым средством для мониторинга нефтяных загрязнений океанов и морей. Возможность обзора в короткие сроки огромных акваторий, а также повторных наблюдений одного и того же региона с небольшим временным интервалом делают использование космической информации наиболее дешевым, оперативным и объективным

Исполнительный директор кластера "Космические технологии и телекоммуникации" фонда Сколково С.А. Жуков приветствует участников Конференции. Фото С.В. Макогонова.

методом экологического мониторинга. Анализ получаемой информации позволяет оперативно отслеживать экологическую обстановку акватории, оценивать степень ее загрязненности и исследовать физические процессы, определяющие перенос загрязнений, а иногда и определять виновников нефтяного загрязнения. Результаты, посвященные спутниковой диагностике нефтяных загрязнений морской поверхности, уже в настоящий момент востребованы в различных проектах.

Еще один пример: высокое содержание взвеси и интенсивное цветение фитопланктона может быть обусловлено как естественными факторами (сток рек, вынос из лагун

и лиманов), так и антропогенным воздействием (сбросы промышленных предприятий, слив удобрений с полей). Поскольку вспышки цветения фитопланктона - наиболее очевидное следствие эвтрофикации, то есть ухудшения качества воды из-за избыточного поступления в водоем биогенных элементов, данные спутниковых наблюдений (например, сканирующих спектро-радиометров MODIS и МЕИЭ) имеют огромное преимущество для экологического мониторинга морей по сравнению с судовыми наблюдениями. На секции обсуждались проблемы применения спутниковых методов наблюдения цветения сине-зеленых водорослей в Чёрном, Азовском и Каспийском морях, улучшения региональных алгоритмов оценки концентрации хлорофилла по данным спутниковых сканеров цвета.

Благодаря прогрессу в технологиях дистанционного зондирования океана из космоса стало возможным исследовать различные типы мезо-масштабных и мелкомасштабных вихрей и струй. Обусловленные ими движения вод не только вносят свой вклад в перенос загрязнений, но и могут способствовать "самоочищению" прибрежных вод от загрязнений различной природы.

Льды - важная составляющая климатической системы Земли, в то же

время они могут служить индикатором происходящих в этой системе изменений. В значительной мере важность роли морского льда в климатических процессах обусловлена наличием положительной обратной связи между изменениями температуры системы океан - атмосфера и площадью морских льдов. На секции прозвучали доклады, посвященные выявлению динамики свойств морского льда, установлению про-странственно-времен-ной изменчивости сплоченности морского льда в океане и определению типов морского льда на основе использования спутниковой информации.

Как следует из докладов, ученые активно разрабатывают методы и технологии, позволяющие использовать спутниковую информацию в фундаментальной науке, природопользовании и экологической деятельности. Большинство докладов отражали результаты работ, выполненных в рамках инициативных, региональных, экспедиционных и ориентированных фундаментальных проектов, поддержанных РФФИ. Как правило, эти результаты важны для развития фундаментальной науки и одновременно могут быть использованы для практических приложений. Следует отметить, что разработки российских ученых соответствуют мировым тенденциям в развитии ме-

Юбилейная, пятнадцатая, Всероссийская открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» состоялась в ИКИ РАН и АО «РКС» .

Надо сказать, впервые в конференции не принимал участия скончавшийся год назад академик Николай Лавёров , бессменный руководитель программного комитета с 2004 года. О Николае Павловиче рассказал академик Лев Зелёный , директор ИКИ РАН, открывая первое пленарное заседание. Еще эту конференцию, пожалуй, отметило то, что впервые она проводилась как совместное мероприятие ИКИ и РКС.

В первый день работы конференции руководитель лаборатории аэрокосмической радиолокации отдела «Исследование Земли из космоса» ИКИ РАН Ольга Лаврова рассказала об истории и перспективах развития конференции.

В нынешнем году в конференции приняло участие более 750 человек из 52 городов и из более чем 200 организаций России, Азербайджана, Республики Беларусь, Казахстана и США. Участники представили 269 устных и 240 стендовых докладов, а число секций увеличилось до десяти. Наиболее интересовавшие исследователей, представивших доклады, направления касались дистанционных методов исследования атмосферных и климатических процессов, исследований поверхности океана и ледяных покровов и зондирование растительных и почвенных покровов. Как сообщили в пресс-службе института, этим темам была посвящена примерно половина всех представленных выступлений.

Научную часть конференции в ИКИ РАН по традиции завершило тематическое пленарное заседание. На нем обсудили многолетние наблюдения Земли из космоса.

Стоит сказать, что в последнее десятилетие спутниковые системы ДЗЗ (дистанционного зондирования Земли) достигли принципиально нового уровня развития. Их отличают высокие стабильность и частота наблюдений, глобальность и достаточно длинные ряды данных - в некоторых случаях имеются данные об изменении параметров объекта в течение уже почти нескольких десятилетий.

«Развитие систем ДЗЗ требует сегодня создания новых подходов и методов работы с ними, в том числе, и создания различных научных и прикладных информационные систем, которые могли бы обеспечить эффективную работу с данным ДЗЗ», - передает ИКИ РАН. Направления работ в этой области обсудили на конференции, также об этом поговорили на выездном заседание в Научном центре оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) АО «РКС».

Так, в докладе Евгения Лупяна «Современные вызовы и приоритеты развития систем ДЗЗ» отмечалось, что если ещё в прошлом году в на орбите работало около 200 спутников ДЗЗ, то в 2017 году их число приблизилось к 400. По различным прогнозам, еще через 9 лет число одновременно функционирующих спутниковых космических аппаратов ДЗЗ приблизится уже к тысяче. При этом объёмы поставляемых данных, которые получают с этих систем, в последние годы растут практически экспоненциально. Вывод: без быстрого создания и внедрения новых подходов и методов работы с данными ДЗЗ практически невозможно будет их эффективное использование.