Программа секции "Дистанционное зондирование Земли" Летней Космической Школы - 2023

Мы живем в мире данных. Один из самых важных и незаметных в жизни видов современных данных – это информация о состоянии поверхности и атмосферы Земли. Если раньше её получали в основном с наземных и авиационных приборов, то сейчас основной её источник - космические аппараты. Это и “фотоаппараты”, снимающие Землю в видимом диапазоне, и сенсоры, “видящие” в инфракрасном, ультрафиолетовом и микроволновом диапазонах, и радары, которым не мешают ночь и облака. Процесс получения таких данных называется Дистанционным зондированием Земли (ДЗЗ). Данные ДЗЗ используются в картографии, сельском хозяйстве, археологии, горной промышленности, вулканологии, океанографии, военном деле и многих, многих других областях человеческой деятельности. Участники секции познакомятся со всеми аспектами мира ДЗЗ: типами космических аппаратов, видами полезной нагрузки, способами съёмки и передачи информации и, конечно, тем, как и зачем эти данные обрабатывать и хранить. Отдельно будут рассматриваться прикладные применения данных ДЗЗ и то, как на них зарабатывают стартапы. А ещё вы узнаете зачем на спутнике холодильник, как поджечь синее море и почему подробнее - не всегда лучше.

Длительность программы: 16 часов занятий в секции (лекции и практика)

Расписание занятий

Расписание занятий секции "Дистанционное зондирование Земли" ЛКШ-2023

Программа секции: разработана при участии сотрудников Института космических исследований РАН – ведущего научного центра занимающегося сбором, хранением, обработкой данных и созданием информационных продуктов по теме ДЗЗ. Ключевой особенностью программы является практические занятия, которые позволят участникам получить опыт работы с полным циклом обработки данных ДЗЗ – от приема сырых данных со спутника до нормализации изображения и геопривязки.

Приглашенные лекторы: специалисты Института космических исследований РАН, частных и государственных компаний, занимающихся ДЗЗ.

Практика: на занятиях по дистанционному зондированию Земли вы сможете научиться обрабатывать данные, полученные с космических спутников и применять их для решения различных задач, связанных с изучением Земли. Вы сможете на практике освоить методы классификации земной поверхности, оценки плотности растительности, мониторинга загрязнения атмосферы, анализа изменений природных и антропогенных объектов. Вам предстоит работать с различными инструментами и программными пакетами для обработки и анализа данных ДЗЗ, что поможет развить навыки аналитической работы, программирования и работы в команде.

В симуляции космического полета участники секции будут применять полученные в лекционно-практической части навыки для анализа данных ДЗЗ поверхности различных небесных тел (Луны и Энцелада) для выбора мест посадки и строительства космических телескопов.

Что узнают и чему научатся участники:

1. использовать спутниковые данные для получения информации о Земле;
2. работать с геоинформационными системами и программами обработки данных;
3. анализировать изменения на поверхности Земли, связанные с природными катастрофами, изменением климата и др.;
4. применять полученные знания для решения реальных задач, связанных с охраной окружающей среды, аграрным и лесным хозяйством и другими областями.

Основные темы

1. Получение данных ДЗЗ;
2. Хранение и обработка данных ДЗЗ;
3. Использование данных ДЗЗ.

Программа секции:

1. Получение данных ДЗЗ
   1. Основы дистанционного зондирования Земли
      Основные понятия, типы космических аппаратов, принципы, методы и области применения
   2. Гиперспектральная съемка и определение состава поверхности
   3. Микроволновое зондирование и спутниковое радиотепловидение
      Физические основы методов микроволнового зондирования и спутникового радиотепловидения, преимущества и ограничения; Основные измеряемые параметры и особенности наблюдения суши, океанов и атмосферы; Калибровка и обработка данных микроволнового зондирования и радиотепловидения
   4. Прием данных ДЗЗ с космических аппаратов
      Методы получения спутниковых данных, форматы передачи, особенности; Типы наземных приемных станций и их конструкция; Практика по приему данных с разных типов космических аппаратов.
2. Хранение и обработка данных ДЗЗ
   1. Обработка данных ДЗЗ
      Особенности и форматы данных ДЗЗ; Процедуры обработки данных ДЗЗ: геометрическая коррекция, радиометрическая калибровка и коррекция, преобразование и улучшение, дешифрирование, визуализация.
   2. Методы обработки данных
      Тематическая обработка снимков ДЗЗ; Методы тематической обработки: цветовые преобразование, индексные изображения, метод главных компонентов, метод спектрального разделения, классификации.
   3. Центры приёма и обработки данных ДЗЗ
      Cтруктура, характерные особенности и задачи, варианты реализации
3. Использование данных ДЗЗ
   1. Настольные ГИС
      Понятие о геоинформационных системах, обзор ПО для работы с ГИС, отечественные ГИС-пакеты, форматы ГИС данных, конвертация и совместимость форматов наиболее популярных ГИС-пакетов, требования к производительности и быстродействию компьютерной техники для работы с ГИС ПО.
   2. Веб-ГИС
      Обзор ГИС продуктов с доступом через веб-интерфейс: Google Earth, ESA Copernicus, информационный сервис ВЕГА-РRO и другие. Практика по использованию Веб-ГИС
   3. Прикладное применение ГИС-пакетов в различных областях экономики и промышленности
      Примеры GIS продуктов в сельском хозяйстве, землепользовании, строительстве. Преимущества для предприятий, которые дает использование ГИС проектов в рабочем процессе. Типичные задачи, которые решаются с помощью ГИС ПО. Практика по использованию ГИС-пакетов.
   4. Мониторинг природных явлений и оценка последствий стихийных бедствий (пожары, наводнения, вулканы)
      Источники данных для мониторинга природных явлений, их оперативность и доступность; Моделирование и прогнозирование распространения стихийных бедствий; Экспорт и дистрибуция данных прогнозирования и их использование для предотвращения и ликвидации последствий пожаров и наводнений; Практика по мониторингу пожаров с помощью системы ВЕГА-PRO.