Перелік тематичних задач, що вирішуються з застосуванням методів дистанційного зондування Землі

Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) – процес отримання даних про поверхню Землі методом аерофотозйомки або шляхом спостереження і вимірювань із космосу.

ДЗЗ – комплекс заходів, які спрямовані на отримання даних про Землю з відстані (повітря або космосу) з використанням електромагнітного випромінювання різних діапазонів частот [4].

Науковий центр аерокосмічних досліджень Землі (ЦАКДЗ) було створено в 1992 році згідно з рішенням Президії Національної академії наук України як самостійну юридичну особу при Інституті геологічних наук НАН України. Директор ЦАКДЗ — член-корреспондент НАН України Вадим Іванович Лялько.

Центр спеціалізується на зборі та тематичній інтерпретації даних ДЗЗ, обробленні аерокосмічних зображень та підготовці геоінформаційних продуктів. Досліджуються процеси енергомасообміну в геосистемах та їх вплив на фізико-хімічні та біологічні механізми, які відповідають за формування спектрального відгуку природних об’єктів та дуже чутливі до дії різних природних та антропогенних факторів. Розробляються моделі формування узагальнених спектральних портретів природних об’єктів, встановлюються та оцінюються їх зв’язки з характеристиками та властивостями навколишнього середовища. На базі спектральних моделей розробляються нові методи і технології збору та тематичного оброблення даних ДЗЗ [3].

Основні напрямки досліджень:

· Оцінювання та менеджмент природних ресурсів:

1. Деталізація геологічної структури територій (вивчення активних екзогенних процесів, виявлення та локалізація активних розломних зон).

2. Оцінювання територій та шельфової зони з метою пошуку родовищ нафти та газу.

3. Визначення вологості ґрунтів та рівня ґрунтових вод, пошук підземних водних резервуарів.

4. Оцінювання стану та картування лісових угідь.

· Екологічний моніторинг навколишнього середовища:

1. Оцінювання морських акваторій та внутрішніх водоймищ (оперативне виявлення розливів нафти та нафтопродуктів на водній поверхні, оцінювання еколого-санітарного стану та якості води в водоймищах, виявлення промислових забруднень, контроль розподілу суспендованих речовин та зелених водоростів та інше).

2. Виявлення та моніторинг витоків з нафто-, газо-, водопроводів та систем гарячого водопостачання.

3. Оперативний моніторинг паводків, підтоплень, заболочування, лісових пожеж та інших природних катастроф.

4. Оцінювання територій, забруднених важкими металами, радіонуклідами, пестицидами та іншими токсичними речовинами.

5. Вивчення міських агломерацій (динаміки розвитку та забудови міста, антропогенного впливу промисловості на довкілля).

· Застосування даних ДЗЗ в сільському господарстві:

1. Інвентаризація посівів.

2. Оцінювання стану сільгоспугідь (фенологічні спостереження, забезпеченість посівів мінеральним добривом, вологою, визначення біомаси та продуктивності).

3. Прогнозування врожаю.

· Теоретичне обґрунтування і оцінювання ефективності методів та технологій ДЗЗ на основі системного аналізу:

1. Формування оптимальної структури бортових аерокосмічних комплексів для вирішення задач ДЗЗ.

2. Оцінювання ефективності бортових та наземних аерокосмічних комплексів ДЗЗ.

· Інформаційне та алгоритмічне забезпечення робіт з ДЗЗ:

1. Застосування геоінформаційних технологій в ДЗЗ.

2. Розроблення алгоритмічного забезпечення автоматизованої інтерпретації багатоспектральних аерокосмічних зображень для вирішення тематичних задач дистанційного зондування.

3. Наукове обґрунтування та гармонізація понятійно-нормативної бази у галузі ДЗЗ.

Космічна інформація, або інформація, яка одержується за допомогою космічних засобів ДЗЗ, широко і ефективно використовується багатьма країнами світу. ДЗЗ з космосу є одним із пріоритетних напрямів у космічних програмах розвинутих країн світу. Сьогодні за допомогою космічної інформації успішно вирішуються задачі пошуку корисних копалин та енергоносіїв, здійснюється оцінювання сільськогосподарського та лісового потенціалів регіонів та країн, виконується моніторинг надзвичайних ситуацій тощо.

Результативність інтерпретації дистанційних зображень земних утворень за допомогою сучасних цифрових технологій обробки матеріалів дистанційного спостереження в багатьом визначається адекватністю застосованих математичних моделей. Введення в експлуатацію новітніх гіперспектральних оптико-електронних систем дистанційного спостереження приводить до виходу обсягу одержуваної візуальної інформації за межи можливостей її сприйняття та аналізу людиною. Тому розробка автоматизованих чи автоматичних методів інтерпретації гіперспектральних аерокосмічних зображень є суто актуальною науковою задачею.

В Україні космічну діяльність віднесено до державних пріоритетів. Законом України ( 24.10.2002 р. № 203-4) затверджено “Загальнодержавну (національну) космічну програму України на 2003 – 2007 роки”. Програма визначає серед основних завдань розвиток національної системи спостереження Землі з космосу в інтересах загальнодержавних потреб у соціально-економічній сфері. Виконання програми вимагає відповідного наукового забезпечення та реалізації цільової космічної програми “Дистанційне зондування Землі”. Серед основних завдань нової космічної програми України є подальший розвиток державної системи спостереження Землі з космосу в інтересах вирішення актуальних народногосподарських задач.

У рамках ДЗЗ вирішуються задачі інформаційного забезпечення наукової організації раціонального природокористування. При їхньому розв’язанні можуть бути використані різні космічні системи (КС) зондування. Для наукової оцінки ефективності розв’язання задач екології та організації раціональної господарської діяльності необхідно проаналізувати й оцінити інформаційні можливості функціонування системи ДЗЗ і знайти найкращий їхній варіант на основі певного критерію. Оцінка виконується зусиллями фахівців різних профілів, які аналізують значний обсяг інформації, проводячи дослідження на кількох рівнях абстрактного опису: лінгвістичному, логіко-математичному, інформаційному, евристичному тощо. Цим створено передумови впровадження комплексного - системного підходу. Зазначений підхід передбачає всебічний аналіз складної системи з урахуванням взаємозв'язків між підсистемами, зовнішніх впливів і обмежень на основі обраного критерію оцінки прийнятих рішень.

Методологія космічних досліджень і методи системного аналізу великою мірою розвинулись в Україні завдяки працям відомих вчених М. Згуровського, О. Кухтенка, В. Лялька, В. Михалевича, І. Тимченка, О. Федоровського та ін. Аналіз вимог споживачів щодо кількості каналів і спектральних зон зйомки проведено у роботах К. Кондратьєва, П. Федченка та ін. Теоретичні дослідження світлового потоку у кожному знімальному каналі, що формується з різних спектральних зон (Ю. Кієнко, Г. Савін), актуалізували задачу вибору оптимальних діапазонів зондування. На основі визначення мінімально можливого інформаційного елемента, доступного для вимірювання і відображення в процесі огляду Землі, визначено фізичні обмеження на прийняті гранично досяжні параметри КС ДЗЗ (Г. Успенський, А. Асташкін. А. Бобровничий).

Проектуванню космічних систем зондування Землі присвячені наукові праці (В. Саульский, К. Бобровніков, В. Шубін), у яких запропоновано метод оптимізації орбіт і структури КС ДЗЗ, призначених для періодичного огляду заданого поясу Землі. Розроблений В. Саульським метод забезпечує точне вирішення задачі пошуку оптимальних орбіт і структури систем для періодичного огляду Землі. Сфера його застосування обмежена смугами огляду космічного апарату (КА), що охоплюють не більше половини міжвиткової відстані і значними періодичностями (не менше кількох витків). Для випадку неперервного огляду доцільнішим є універсальний наближений спосіб періодичного огляду регіонів Землі, заснований на використанні кінематично правильних структур, вдало використаних Г. Можаєвим. Аналізу покриття поверхні Землі приладами зондування та розробці методології визначення мінімальної ширини смуги огляду КА присвячені роботи Б. Біркова. Для цілей балістичного проектування перспективних космічних систем дослідження природних ресурсів Землі розв’язано задачу суцільного багаторазового покриття Землі смугою огляду одного космічного апарата за певний період (Ю. Розумний).

Концепція створення космічної системи моніторингу, що ґрунтується на використанні теорії складних систем, запропонована В. Бондуром. У ній розглядаються технічні питання побудови підсистем. Програмний продукт Satellite Tool Kit - це програмне вирішення задачі для аерокосмічної галузі, що спрощує аналіз складних космічних сценаріїв, а також визначає розв’язання окремих задач з можливістю представлення результатів у графічних і текстових форматах для простої інтерпретації й аналізу. Оцінка ефективності складних систем розглядається в роботах (В. Подіновский, В. Ногін), в яких застосовано багатокритеріальний метод оцінки проектів з використанням концепції компромісів і шкал експертної оцінки. Запропоновано метод інтегральної оцінки ефективності людино-машинних комплексів на основі системного підходу (В. Волкович, Л. Даргейко).

Стислий огляд перелічених робіт свідчить, що в них розглядаються окремі задачі одержання даних ДЗЗ. Системні методи у кожному конкретному випадку мають свою специфіку і вимагають виконання нових досліджень і формування відповідних критеріїв, оскільки експерти не завжди можуть передбачити результати нелінійних взаємодій між підсистемами складної системи. Незважаючи на великий обсяг досліджень, проблема виконання науково обґрунтованих комплексних програм зондування Землі і аналізу виконання задач екології та господарської діяльності достатньо не опрацьована і вимагає застосування спеціальних методів. Тому постає необхідність виконання нових досліджень та розробки методології на основі узагальнень наявних знань та досвіду експертів, яка дозволить моделювати функціонування систем ДЗЗ у різних ситуаціях і оцінювати їх інформаційно-технічну та економічну ефективність [5].

Наземні дані допомагають виконувати головну процедуру тематичного опрацювання матеріалів ДЗЗ – дешифрування (розпізнавання образів), яка суттєво ускладнена можливим формуванням різними композиціями параметрів земної поверхні однакових або близьких параметрів випромінювання–відбиття.

У результаті збільшуються обсяги одержаної з матеріалів дистанційних знімань інформації та ступінь їхньої інформативності, зростає ймовірність правильного розпізнавання інформативного сигналу та ступінь правдоподібності моделей природних систем і процесів, підвищується однозначність та правильність інтерпретації досліджуваних феноменів. З’являється змога прогнозувати екологічні стани, шукати корисні копалини, ухвалювати оптимальні щодо природокористування управлінські рішення.

Зусиллями вчених різних країн зібрано значний масив даних щодо відбивних (випромінювальних) властивостей різноманітних земних покривів у різних станах та в різні періоди функціонування, зроблено висновки про просторово-часові закономірності досліджених явищ, удосконалено апаратуру та методику, створено нові системи для одержання точніших та достовірніших даних. Накопичений досвід засвідчує реальну можливість створення порівняно універсальної базової методики наземного забезпечення ДЗЗ, яка шляхом доповнення та спрощення за неодмінної умови стандартизації могла б забезпечувати єдність наземних і дистанційних досліджень.

Методику та види наземних досліджень визначають за поставленими завданнями і специфікою ДЗЗ. Загалом вони охоплюють збирання фактичного матеріалу, вивчення об’єктів та явищ, їхню класифікацію, виявлення факторів, які на них впливають, з’ясування географічних закономірностей формування відбивно-випромінювальних характеристик, пошук взаємозв’язків між електромагнітним сигналом та властивостями і станами географічних об’єктів, перевірку визначених на підставі аналізу зображень закономірностей. Одержані емпіричні знання формують потрібний для ефективного розуміння зображень первинний пізнавальний образ об’єктів.

Без наземних експериментальних даних неможлива реалізація будь-яких визначених космічними програмами України завдань за напрямом “Дистанційне зондування Землі”:

дослідження суші, океану, атмосфери та навколишнього середовища (перша програма),

інвентаризація земель та сільськогосподарських угідь, явищ, техногенних аварій, контроль врожайності сільськогогосподарських культур, попередження катастрофічних природних та спричинених людиною явищ (друга програма) [6],

моніторинг ресурсів, раціональне природокористування, прогнозування техногенних та природних катаклізмів (третя програма) [7].

Наземне забезпечення, поряд з дистанційним зніманням та геоінформаційними системами (ГІС), є важливою складовою створюваної в Україні системи дистанційного природоресурсного та екологічного моніторингу. Блок наземного забезпечення передбачає субсинхронні наземні спостереження і вимірювання (полігонні калібрувально-завіряльні роботи) та комп’ютерне моделювання енергомасообміну в геосистемах з метою прогнозування ходу несприятливих процесів та обґрунтування оптимальних технологій мінімізації зумовлених ними втрат. За визначеними калібрувальними залежностями дистанційно одержані сигнали перераховують у значення фізичних та хімічних величин конкретних земних об’єктів. За цими ж даними виділяють притаманні досліджуваним процесам та явищам інформаційні ознаки. Від правильності калібрування даних ДЗЗ залежать надійна змістовна (тематична) інтерпретація результатів ДЗЗ, побудова математичних моделей для програмування, вимоги до параметрів апаратури для дистанційних вимірювань та їхньої періодичності, можливості удосконалення технології та апаратних засобів ДЗЗ.

Створення системи геоінформаційного космічного забезпечення для визначення джерел та розмірів небезпеки й ухвалення рішень у кризових ситуаціях – одне з головних завдань чинної Національної космічної програми (2003–2007). Проте в ГІСах головну частину геоінформації становлять втілені в картах дані традиційних багаторічних досліджень. Аерокосмічні дані є одним з джерел інформації. Перш ніж стати об’єктивною складовою ГІС, вони проходять процедуру калібрування, тематичної інтерпретації та верифікації з використанням наземних даних.

В Україні проведено багаторазові космічні та авіаційні знімання. Проте їхня регулярна тематична інтерпретація з метою систематичного дистанційного контролю за екологічним станом земель, рослинності та водойм фрагментарна і недостатня.

Територіальна фрагментарність наземних досліджень у контексті ДЗЗ спонукає до розробки науково обґрунтованих підходів з метою створення широкої мережі дослідних полігонів. Чималу роль тут може відіграти вже наявна в Україні розгалужена мережа станцій, стаціонарів та полігонів різних відомств і вузів. На мережі режимних вимірювань повинна ґрунтуватися система екологічного моніторингу, а на оперативній регулярно одержуваній інформації про екологічний стан територій та акваторій з літальних апаратів у різноманітних діапазонах спектра – система дистанційного екологічного моніторингу. Потрібно створювати спеціальні полігони як базову частину науково-пошукового, експериментального етапу програми дистанційних знімань. Організація роботи на них передбачає супутникове, літакове й наземне знімання.

Програма роботи полігонів може складатися з двох частин: 1) обов’язкової з єдиними вимогами для зіставлення даних; 2) специфічної відповідно до особливостей регіону та конкретних завдань.

Отже, питанню наземного забезпечення в контексті ДЗЗ останніми роками приділяють значну увагу, розуміючи їхню важливість для ефективної тематичної інтерпретації аерокосмічних матеріалів, залучення їх до структури ГІС, моделювання об’єктів та явищ, удосконалення й уніфікації методик і апаратури. Проте в умовах сучасної України розуміння здебільшого декларують, не роблячи вагомих кроків для створення ефективної полігональної дослідної мережі. Така мережа повинна охоплювати всю регіональну різноманітність території України і ґрунтуватися на структурно-морфологічних принципах фізико-географічного районування.

Створення мережі повинно відбуватися паралельно з розробкою базової та додаткової програми роботи полігонів, забезпечення їх апаратурою і кваліфікованими спеціалістами.

4 Вимоги до космічної інформації

Матеріали космічної зйомки (МКЗ) є об’єктивним і найбільш ємним джерелом фотограмметричної та семантичної інформації про стан поверхні Землі та об’єктів на ній. МКЗ формуються методами дистанційного зондування Землі в бортових сенсорах (системах реєстрації інформаційних електромагнітних полів) космічних апаратів, що рухаються навколо Землі згідно з законами небесної механіки на висотах від 200 км до 36 тис. км. “Дистанційне зондування Землі (ДЗЗ) з космосу – отримування даних про Землю з космосу, використовуючи властивості електромагнітних хвиль, випромінюваних, відбиваних, поглинених чи розсіюваних об’єктами зондування” [ДСТУ 4220-2003].

Космічні системи спостереження є надійним сучасним інструментом отримання глобальної геопросторової та семантичної інформації. Можливість одночасного отримання космічних знімків у багатьох спектральних діапазонах з різною детальністю дає змогу не тільки оцінювати просторовий розподіл і геометричні параметри великої кількості об’єктів, аналізувати взаємовплив об’єктів та навколишнього середовища, а й визначати певні їх фізичні характеристики. Навіть якщо споживачі не готові до практичного використання інформації космічного зондування через нинішні фінансові, кадрові, методичні та технічні проблеми, то існує об’єктивна необхідність збору даних у достатньо повному об’ємі для формування репрезентативного ряду спостережень, які забезпечать оцінку і прогноз стану природного середовища з необхідною якістю. Важливим кроком у реалізації комерційного потенціалу космічних систем ДЗЗ є оцінка потенційних потреб України в матеріалах космічної зйомки.

Космічна діяльність (“наукові космічні дослідження, створення та застосування космічної техніки, використання космічного простору” [Закон України № 502/96-ВР “Про космічну діяльність”]) є невід’ємною ефективною галуззю народного господарювання, утворивши новий сегмент міжнародного ринку – космічний (космічний зв’язок та телекомунікаційні послуги, дистанційне зондування Землі, космічне навігаційне, топогеодезичне та метеорологічне забезпечення), який сьогодні безпосередньо впливає на життя більшості населення Землі.

Дистанційне зондування Землі забезпечує унікальні можливості оперативного збору даних у глобальному масштабі з високим просторовим, спектральним та часовим розрізненням, що й визначає великі інформаційні можливості космічних систем, можливості їх воєнного застосування та потенційну економічну ефективність.

Завдяки відсутності кордонів у космосі та великій тривалості (до 10–15 років) активного функціонування космічних апаратів ДЗЗ, а також завдяки високій оглядовості, детальності й високому ступеню узагальнення даних матеріали космічної зйомки успішно конкурують з матеріалами аерозйомки. За фінансовим об’ємом ринок матеріалів дистанційного зондування Землі із

космосу посідає друге (після космічного зв’язку та телекомунікаційних послуг) місце на світовому ринку космічної діяльності. Дохід від продаж продукції ДЗЗ на світовому ринку в 2006 році склав близько 4 млрд дол. Щорічний приріст обсягу світових продаж продукції ДЗЗ в останні роки складає 9–14 %. За попередніми прогнозами міжнародних дослідницьких організацій, ємність світового ринку космічних знімків у 2012 році перевищить 6 млрд дол. Потреби світового ринку матеріалів ДЗЗ з просторовим розрізненням до 1 м складають 65 %, від 1 до 5 м – 32 %, більше 5 м – 3 %. До 2003 року широке розповсюдження даних космічного моніторингу Землі стримувалось їх відносно високою вартістю – до 20–30 $ / км² стандартної мінімальної обробки, що зменшувало попит приватних компаній. З 2004 року почало значно зростати угрупування космічних апаратів ДЗЗ, що зумовлено появою малих космічних апаратів та зняттям обмежень на розповсюдження матеріалів космічної зйомки високого просторового розрізнення. Це призвело до зменшення ціни мінімально стандартно оброблених супутникових знімків з просторовим розрізненням до 1 м – від 7 $ за 1 км².

Загальнонаціональна цільова науково-космічна програма України на 2008–2012 роки передбачає створення та використання національних технічних засобів дистанційного зондування Землі (на основі космічних апаратів серії “Січ”) для інформаційного забезпечення моніторингу ресурсів, раціонального природокористування, прогнозування техногенних та природних катаклізмів, національної оборони, розвитку міжнародного співробітництва у сфері дистанційного зондування Землі.

Для дистанційного зондування Землі із космосу використовують ультрафіолетовий, видимий, інфрачервоний та радіочастотний діапазони електромагнітних випромінювань.

Безпосередньо у практиці ДЗЗ із космосу на даний час застосовують тільки частки вказаних діапазонів електромагнітних випромінювань через обмеження, що пов’язано з прозорістю атмосфери. Існує кілька спектральних інтервалів, в яких електромагнітне випромінювання майже цілком пропускається атмосферою – це так звані вікна прозорості атмосфери.

Для пошуку родовищ корисних копалин у геології використовують такі спектральні діапазони зйомки: панхроматичний, 0,64 мкм, 0,68 мкм, 0,4–1,1 мкм, 1,55–1,67 мкм, 2,1–2,3 мкм, 10–12 мкм, мікрохвильовий.

Для визначення притоку вуглеводневих флюїдів (лат. fluidus – текучий) найбільш доцільним є діапазон зйомки 2,27–2,46 мкм.

Зміни рослинності краще відображаються в діапазоні електромагнітних хвиль 0,6–0,9 мкм, а зв’язаність із змінами в гірських породах – в ближньому (0,7–0,9 мкм) та середньому інфрачервоному (1,6–1,7 мкм, 2,0–2,4 мкм) діапазонах. На космічних знімках ґрунт яскравіше, ніж зелена рослинність, в діапазоні 0,66–0,72 мкм, а зелена рослинність яскравіша за ґрунт в діапазоні 0,72–0,8 мкм. У середньому інфрачервоному діапазоні вода має декілька смуг поглинання (1,4 мкм; 1,9 мкм й 2,7 мкм), в яких спектральний відгук поверхні Землі та рослинності послаблений.

Для вимірювання вологості і температури поверхні та шарів атмосфери в метеорологічних космічних апаратах використовуються інфрачервоні хвилі діапазону 3,0–5,0 мкм та 9,0–15,0 мкм, а для вимірювання вмісту вологості атмосфери – 6,0–8,0 мкм. Для оперативної оцінки вологості поверхонь, льодової обстановки водних поверхонь та їх забруднень нафтопродуктами ефективним є використання всепогодної радіолокаційної зйомки у сантиметровому діапазоні спектра.

За вимогами до часових й просторових параметрів даних ДЗЗ задачі можуть бути поділені на 4 групи:

1. Неоперативні задачі, що відрізняються низкою періодичністю оновлення інформації (рік й більше).

2. Задачі природо-ресурсного та екологічного моніторингу, що відрізняються порівняно високими вимогами як за періодичністю (до 1 доби), так і за просторовим розрізненням (до 10 м).

3. Задачі спостереження за потенційно небезпечними техногенними і

природними процесами та явищами. Цим задачам притаманні жорсткі вимоги до просторового розрізнення (від 0,5 м до 20 м), а також до оперативності і частоти спостережень (одиниці годин) за обмеженою кількістю об’єктів (1–2 тис.) та їх відносно невеликими площами (до 10 км² ).

4. Задачі метеорологічного забезпечення, яким притаманне глобальне охоплення поверхні, висока частота спостереження (два рази на годину з геостаціонарного супутника) і низьке просторове розрізнення (1–50 км).

Узагальнений перелік тематичних задач, інформаційне забезпечення яких потребує даних космічної зйомки, та вимоги до видової космічної інформації ДЗЗ для їх вирішення наведено у таблиці 2.

При розробці вимог до видової космічної інформації ДЗЗ для вирішення тематичних задач враховувалось, що Україна на даний час має такі площі різних територій:

а) загальна площа території України – 603,5 тис. км²;

б) площа сільськогосподарських угідь – 418,4 тис. км²;

в) площа лісів – 86 тис. км² (станом на 1991 рік);

г) площа населених пунктів – 67 тис. км²;

д) площа поверхні дзеркал внутрішніх водойм – 24 тис. км²;

ж) площа відкритих гірничорудних розробок – 15 тис. км²;

з) площа узбережжя Чорного та Азовського морів – 4,0 тис. км²;

і) площа Чорного моря – 422 тис. км²;

к) площа Азовського моря – 39 тис. км².

Глобалізація у сфері ДЗЗ означає, що значна частина задач державного управління, забезпечення інтересів окремого громадянина, частина інформаційних задач можуть вирішуватися у будь-якій країні світу, незалежно від того, чи є в неї власні космічні апарати (КА) ДЗЗ. Країни, які не мають власних КА ДЗЗ, можуть отримувати матеріали космічної зйомки для інформаційного забезпечення своїх потреб такими способами:

1. Купівля архівних (зйомка здійснена рік або й більше років тому) космічних знімків у компаній (фірм), що здійснюють їх розповсюдження.

2. Замовлення космічної зйомки комерційними космічними апаратами ДЗЗ у компаній їх власників або компаній-дистриб’юторів. Вартість таких знімків в 1,5–2 рази перевищує вартість аналогічних архівних знімків.

3. Замовлення космічної зйомки фірмі-оператору комерційного апарату ДЗЗ та ліцензійний прийом даних з КА ДЗЗ на власну Наземну станцію прийому інформації (НСПІ). Такий спосіб отримання даних космічної зйомки забезпечує найвищу оперативність їх доставки споживачу.

Таблиця 3. Перелік вимог до видової космічної інформації ДЗЗ при вирішенні тематичних задач

При виборі комерційних космічних апаратів ДЗЗ для задоволення потреб України в матеріалах космічної зйомки враховувались такі чинники:

– тральні та просторові характеристики бортової знімальної апаратури космічних апаратів повинні якомога повніше перекривати вимоги до матеріалів космічної зйомки;

– у складі угрупувань мають бути космічні апарати ДЗЗ як оптико-електронної, так і радіолокаційної зйомок;

– радіоканали передачі даних ДЗЗ угруповань обраних космічних апаратів повинні мати близькі параметри, щоб забезпечити можливість прийому даних однією спільною наземною станцією при рознесеному у часі перебуванні КА в зоні радіоприйому;

– обрані космічні апарати повинні мати значний досвід успішного виконання комерційних завдань ДЗЗ;

– термін активного функціонування обраних космічних апаратів ДЗЗ має бути не меншим за 10–15 років.

Зазначеним чинникам значною мірою відповідають угрупування космічних апаратів ДЗЗ оптико-електронної зйомки “Landsat-7” (США) “Quickbird-2” (США), “Spot-5” (Франція), “IRS-P6” (інакше “Resourcesat-1”, Індія) та радіолокаційної зйомки “Radarsat-2” (Канада).

Таблиця 4. Характеристики знімальної апаратури космічних апаратів ДЗЗ

У майбутньому національний космічний апарат “Січ-2”, створення якого передбачено четвертою Загальнодержавною космічною програмою, та перспективні національні космічні апарати “Січ-3О” й “Січ-3Р”, можуть замінитикосмічні апарати “IRS-P6”, “Quickbird-2” та “Radarsat-2”, відповідно.

Найбільш прийнятним варіантом отримання матеріалів космічної зйомки для України на даний час є замовлення космічної зйомки фірмі-оператору комерцій-ного апарату ДЗЗ та ліцензійний прийом даних з КА ДЗЗ на власну Наземну станцію прийому інформації, оскільки в цьому випадку:

– забезпечується найвища оперативність доставки споживачу попередньо дешифрованих матеріалів космічної зйомки (2–6 годин з моменту проведення космічної зйомки);

– обробка космічних знімків власними спеціалізованими програмно-технічними засобами зменшує їх вартість, порівняно із ціною при обробці компаній-дистриб’юторів МКЗ;

– власна НСПІ може використовуватись (при незначній її модернізації) для прийому даних з майбутніх національних космічних апаратів ДЗЗ.

Наземну станцію прийому інформації можна придбати в іноземних компаній-виробників (вартість 7–10 млн дол., термін виробництва 6–12 місяців) або замовити у національних науково-виробничих підприємств (вартість 2–3 млн дол., термін розробки й виготовлення 2–3 роки).

Результати розрахунку вартості космічних знімків при річному ліцензійному прийомі необхідних даних (табл. 2) комерційних космічних апаратів ДЗЗ на власну наземну станцію наведено у таблиці 4. При цих розрахунках враховувалась ціна ліцензій на прийом даних ДЗЗ та приведена до одного року ціна НСПІ та вартість її експлуатації протягом року.