Программа секции «Дистанционное зондирование Земли» ЛКШ-2026

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) играет ключевую роль в изучении природных процессов, мониторинге экосистем, прогнозировании катастроф и решении задач урбанистики. Современные спутниковые системы позволяют получать изображения в разных диапазонах: оптическом, инфракрасном, радиолокационном и микроволновом. По этим данным можно анализировать поверхность Земли, атмосферу, растительность, водные объекты и динамику изменений. В этой секции участники познакомятся с основами обработки данных ДЗЗ, методами спектрального анализа и технологиями работы с геоинформационными системами. Отдельное внимание будет уделено картографированию Луны, Марса и других тел Солнечной системы, выбору посадочных площадок для планетных миссий и применению искусственного интеллекта для анализа спутниковых данных.

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. Ключевая особенность программы — практические занятия, которые позволят участникам получить опыт работы с полным циклом обработки данных ДЗЗ: от приёма сырых данных со спутника до нормализации изображения и геопривязки.

Приглашенные лекторы: специалисты Института космических исследований РАН, научных организаций и компаний, занимающихся дистанционным зондированием, обработкой спутниковых данных и геоинформационными системами.

Практические занятия: участники будут работать с реальными спутниковыми данными, изучать методы мультиспектрального анализа и классификации данных, обрабатывать изображения и создавать карты с использованием геоинформационных систем. Также они познакомятся с современными технологиями искусственного интеллекта, применяемыми для анализа данных ДЗЗ.

Особенность секции — работа с реальными данными и инструментами: открытыми архивами спутниковых снимков, научной установкой «ВЕГА-Science», радиолокационными данными Sentinel-1, цифровыми моделями рельефа, QGIS и методами машинного анализа изображений.

В симуляции лунной научной экспедиции участники секции будут подбирать цели для проведения экспериментов, определять места посадки и размещения аппаратуры, а также формировать облик орбитальных систем наблюдения Луны.

Что узнают и чему научатся участники

• Узнают, как работают системы дистанционного зондирования и какие спутники используются для наблюдения Земли;
• Научатся получать, обрабатывать и интерпретировать спутниковые снимки;
• Разберутся, как работают различные сенсоры: оптические, инфракрасные, радиолокационные и микроволновые;
• Узнают, как проводить анализ спектральных данных для определения состава поверхности и изучения природных явлений;
• Научатся использовать ГИС-технологии для визуализации и анализа пространственных данных;
• Разберутся, как дистанционное зондирование помогает в мониторинге природных катастроф, экологии и сельского хозяйства;
• Узнают, какие современные технологии ИИ применяются для обработки данных дистанционного зондирования, в чём их преимущества и ограничения;
• Поймут, что такое картографирование и как карта превращает набор измерений в инструмент анализа территории;
• Узнают, как осуществляется картографирование Луны, Марса и других тел Солнечной системы;
• Научатся выбирать место посадки планетной миссии, используя данные дистанционного зондирования и топографические карты.

Основные темы

1. Методы и технологии дистанционного зондирования Земли;
2. Обработка и анализ данных ДЗЗ;
3. Картографирование внеземных тел и выбор посадочных площадок для миссий.

Программа секции:

1. Основы дистанционного зондирования Земли
   Теория: принципы дистанционного зондирования, основные спутниковые системы наблюдения Земли, обзор сенсоров и методов съёмки: оптической, радиолокационной, инфракрасной и микроволновой.
   Практика: знакомство с открытыми базами данных спутниковых снимков, работа с уникальной научной установкой «ВЕГА-Science».
2. Оптические и инфракрасные сенсоры в ДЗЗ
   Теория: основы работы оптических сенсоров, различие между многоспектральной и гиперспектральной съёмкой, использование инфракрасных сенсоров для изучения температуры поверхности Земли и растительности.
   Практика: анализ мультиспектральных данных, применение и вычисление индексов для оценки состояния растительных, водных и других объектов.
3. Микроволновое зондирование и спутниковое радиотепловидение
   Теория: принципы радиолокационного дистанционного зондирования, активные и пассивные радиолокационные сенсоры, их преимущества перед оптическими методами, применение в метеорологии и мониторинге ледников.
   Практика: интерпретация радиолокационных снимков, анализ данных Sentinel-1.
4. Обработка данных ДЗЗ: от снимка к анализу
   Теория: методы предобработки спутниковых изображений, коррекция геометрических и атмосферных искажений, калибровка данных.
   Практика: геопривязка спутниковых снимков, работа с программным обеспечением для обработки спутниковых данных.
5. Гиперспектральная съёмка и определение состава поверхности
   Теория: основы гиперспектрального анализа, методы выделения спектральных сигнатур, применение для геологии, сельского хозяйства и экологии.
   Практика: работа с гиперспектральными данными, определение минерального состава почвы и типа растительности.
6. Картографирование тел Солнечной системы
   Теория: теория и общие принципы картографирования, дистанционное картографирование Луны, Марса, спутников планет-гигантов, астероидов и других небесных тел, обзор QGIS.
   Практика: анализ и интерпретация данных картографирования планет, работа с цифровыми моделями рельефа Земли и Луны, построение топографических карт заданных участков местности.
7. Определение мест посадки планетных миссий
   Теория: критерии выбора посадочных площадок, учёт геологических, климатических и инженерных факторов, примеры миссий «Луна-26», «Венера-Д», Curiosity и Perseverance.
   Практика: использование картографических данных и данных дистанционного зондирования для выбора оптимального места посадки на Луне и Марсе.
8. Центры приёма и обработки данных ДЗЗ
   Теория: организация сети станций приёма данных, принципы обработки больших объёмов спутниковой информации, распределённые вычисления и облачные платформы.
   Практика: анализ работы существующих центров обработки данных на примере Sentinel Hub и «ВЕГА».
9. Применение данных ДЗЗ в экологии и мониторинге природных процессов
   Теория: дистанционный анализ последствий природных катастроф: пожаров, наводнений, землетрясений; мониторинг вырубки лесов, загрязнения водоёмов, изменения ледников.
   Практика: сравнительный анализ спутниковых снимков до и после природных явлений, оценка изменений с помощью ГИС-инструментов.
10. Применение ИИ в спутниках ДЗЗ: преимущества и недостатки
    Теория: автоматический анализ спутниковых снимков, использование нейросетей для классификации данных, примеры применения ИИ в отечественных проектах и проектах NASA и ESA, ограничения и потенциальные риски автоматизированных решений.
    Практика: обзор алгоритмов машинного обучения в обработке спутниковых данных, анализ возможностей и ограничений нейросетевых моделей.