Программа секции «Дистанционное зондирование» ЛКШ-2024

Чаще всего в космонавтике "дистанционное зондирование" идет вместе с указанием на основную цель — нашу планету Землю. В этом году мы расширяем тематику секции и включаем в программу принципы дистанционного зондирования других тел Солнечной системы: планет, их спутников и астероидов. Мы рассмотрим основные принципы съемки поверхности в видимом, инфракрасном и микроволновом диапазоне. Расскажем о картировании поверхности с помощью радиолокации и радаров бокового обзора, о построении точных моделей рельефа небесных тел по данным фотограмметрии. И конечно без внимания не останется наша Земля. Заметная часть программы посвящена использованию данных ДЗЗ в картографии, сельском хозяйстве, археологии, горной промышленности, вулканологии, океанографии, военном деле и многих, многих других областях человеческой деятельности. Участники секции познакомятся с разными аспектами мира ДЗЗ: типами космических аппаратов, видами полезной нагрузки, способами съемки и передачи информации и, конечно, тем, как и зачем эти данные обрабатывать и хранить. Отдельно будут рассматриваться возможности прикладного применения данных ДЗЗ и то, как на них зарабатывают стартапы. А еще вы узнаете, зачем на спутнике холодильник, как поджечь синее море и почему подробнее — это не всегда лучше.

Расписание занятий

Расписание занятий секции «Дистанционное зондирование» ЛКШ-2024

Длительность программы: 20 часов занятий в секции (лекции и практика)

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. Именно в ИКИ РАН были созданы первые радарные карты планеты Венера, скрытой от наблюдений в видимом и инфракрасном диапазоне плотной пеленой облаков. Ключевая особенность программы — 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 вы сможете научиться обрабатывать данные, полученные с искусственных спутников Земли и других планет и применять их для решения различных задач, связанных с изучением Солнечной системы и Земли. Вы на практике освоите методы классификации 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 дистанционного зондирования, что поможет развить навыки аналитической работы, программирования и работы в команде.

В симуляции научной экспедиции по Солнечной системе участники секции будут участвовать в выборе целей для проведения экспериментов в каждом из этапов, в составлении циклограмм выполнения экспериментов и применять полученные в лекционно-практической части навыки для анализа данных о поверхности различных небесных тел (Земли, Луны, Марса, Венеры, Европы, Энецелада и т.п.) для того, чтобы способствовать победе команды.

Что узнают и чему научатся участники:
  1. узнают о различных методах дистанционного зондирования небесных тел Солнечной системы;
  2. научатся использовать спутниковые данные для получения информации о Земле;
  3. попробуют работать с геоинформационными системами и программами обработки данных;
  4. узнают как анализировать изменения на поверхности Земли, связанные с природными катастрофами, изменением климата и др.;
  5. научатся применять полученные знания для решения реальных задач, связанных с охраной окружающей среды, аграрным и лесным хозяйством и другими областями.
Основные темы
  1. Получение данных дистанционного зондирования;
  2. Дистанционное зондирование Земли и планет;
  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 дистанционного зондирование 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.
    5. Изучение сезонных изменений и поиски активного вулканизма и криовулканизма на небесных телах
      Источники данных по состоянию поверхности небесных тел: данные ДЗ по Луне, Марсу, Венере, Плутону, спутникам планет-гигантов и астероидам. Методы сравнительного анализа и выявления "новых" участков поверхности. Сезонные изменения на Марсе и их изучение. Изменения в рельефе Венеры, признаки активного вулканизма.