Тикунов В.С. (ред.) Основы геоинформатики. В 2 книгах. Книга 1

Подождите немного. Документ загружается.

почти иссяк единственный отечественный источник космических

снимков высокого разрешения. В настоящее время производятся

крайне редкие и нерегулярные запуски фотоспутников «Комета»

и КА двойного применения. Аналогичная участь постигла и ра-

диолокационные системы. После запуска и удачной работы двух

радиолокационных КА «Космос-1870» и «Алмаз-1» работы в этом

направлении были прекращены из-за отсутствия финансирова-

ния.

Тем не менее архивные снимки можно приобрести прежде все-

го в Госцентре «Природа» (Роскартография) и ЗАО «Совинформ-

спутник».

При высоком качестве изображения фотографические съемки

выполняются не систематически; лишь в отдельных случаях воз-

можно получение повторных снимков на одну и ту же территорию.

Из-за эпизодичности съемок и трудностей, связанных с облачно-

стью, регулярное покрытие территории таким видом съемки пока

не обеспечивается. Поэтому приходится обращаться к снимкам дру-

гих типов — телевизионным и сканерным снимкам со спутников

двойного назначения и ресурсных спутников. Эти снимки бывают

сверхвысокого разрешения от 0,6 до 5 м (QuickBird-2, США; TES,

Индия; Ikonos, США и др.), высокого разрешения от 5 (SPOT) до

30—40 м (Landsat ТМ, Ресурс-0 и др.), среднего разрешения

150 —

200 м (Ресурс-0, Метеор-Природа) и малого разрешения 1 км

(NOAA, США) и более (Комплексное..., 1997).

В 2001 г. произошло событие, которое знаменует собой новый

этап развития космических средств ДЗЗ, — коммерческие систе-

мы приблизились к «полуметровому рубежу» пространственного

разрешения. Этому способствовал запуск 18 октября 2001 г. кос-

мического аппарата QuickBird-2. Аппаратура спутника обеспечи-

вает проведение как маршрутной, так и площадной съемки. Для

точной ориентации и перенацеливания ИСЗ в пространстве ис-

пользованы силовые маховики, звездные датчики, инерциальная

навигационная система и системы спутникового позиционирова-

ния GPS. Максимальная протяженность одного маршрута — 10

кадров, что при размере одного кадра 16,5 х 16,5 км составляет

165 км. Максимальная площадь земной поверхности, которую мож-

но отснять за один цикл площадной съемки, — 2x2 кадра.

С запуском 22 октября 2001 г. экспериментального ИСЗ TES

(Test Evaluation Satellite) Индия также стала космической держа-

вой, создавшей спутник со съемочной аппаратурой метрового

разрешения. КА TES создан по заданию Министерства обороны

Индии, хотя официально 1SRO (Indian Space Research Organisation)

заявила о гражданской направленности проекта TES.

Основной полезный груз спутника — панхроматическая опти-

ко-электронная система, позволяющая получать изображения с

пространственным разрешением 1 м.

Спутник может производить высокодетальную съемку одного

и того же участка местности каждые три дня, получать (путем

перенацеливания) несколько снимков одного и того же сюжета

на одном витке. Первые снимки были получены 6 декабря 2001 г.

На ИСЗ TES установлены усовершенствованный звездный дат-

чик и приемник спутниковой навигации, что дало возможность

повысить точность координатной привязки снимков. Это позво-

лит эффективно использовать ИСЗ TES в целях информационно-

го обеспечения задач картографии.

На сканерных снимках хорошего качества, особенно на цвет-

ных синтезированных, в целом выделяются те же объекты, что и

на фотографических снимках, но при этом обеспечивается регу-

лярная повторяемость съемки и удобство автоматизированного

ввода в базы данных, поскольку они поступают в цифровом виде.

В таблицах, позаимствованных из обзора «Состояние и тенден-

ции в развитии космических средств ДЗЗ высокого разрешения»,

подготовленного по просьбе ГИС-Ассоциации в Госцентре «При-

рода» (В.А.Горелов, Е.Л.Лукашевич, В.А.Стрельцов), приведе-

ны действующие на конец 2001 г. и подготавливаемые к запуску

национальные космические системы (ИСЗ) ДЗЗ высокого разре-

шения (табл. 4.1, 4.2).

Таблица 4.1

Действующие на конец 2001 г. национальные

космические системы ДЗЗ высокого разрешения

ИСЗ дзз Страна

Landsat-7

США

Terra(EOS АМ-1)

США

MTI

США

ЕО-1

США

MightySat 11.1 (Sindri),

США

Ikonos-2

США

Quick Bird-2

США

IRS-1С

Индия

IRS-ID

Индия

TES

Индия

SPOT-4

Франция

EROS-1A

Израиль

RadarSat-1

Канада

ERS-2

Европа

Zi Yuan-1 (CBERS-1)

Китай

—

Бразилия

Zi Yuan-2

Китай

KompSat-1

Южная Корея

Таблица 4.2

Подготавливаемые к запуску национальные

космические системы ДЗЗ высокого разрешения

исз дзз Страна

SPOT-5

Франция

Orb View-3 США

ALOS

Япония

Группировка RapidEye Германия

ИСЗ оптико-электронного

наблюдения (двойного

назначения)

Россия

«Монитор-Э»

Россия

Значительное место среди данных высокого разрешения име-

ют снимки с ИСЗ Landsat (первый спутник был запущен в 1972 г.

в рамках программы исследования Земли NASA.). В настоящее

время в эксплуатации находится Landsat-7 — ИСЗ высокого раз-

решения (15 м).

В рамках реализации «Программы исследования глобальных

изменений» (EOS) с конца 1999 г. на орбите находится ИСЗ Terra

(EOS AM-1), Среди комплекса аппаратуры этого спутника имеет-

ся радиометр ASTER (совместная разработка NASA и японского

министерства торговли и промышленности), обеспечивающий

получение данных ДЗЗ высокого пространственного разрешения

(до 15 м). До середины 2002 г. часть информации с этого спутника

была бесплатной для использования в научных целях.

Следует отметить планы Индии по запуску IRS-P5 CartoSat-1,

предназначенного для получения стереоизображений земной по-

верхности с высокими метрическими характеристиками в целях

создания цифровых карт рельефа местности и топокарт масшта-

бов до 1:10

ООО.

Расчетная точность определения высот рельефа 5 м.

В состав бортовой аппаратуры входят две панхроматические каме-

ры с отклоняемыми оптическими осями с разрешением 2,5 м в

полосе 30 км.

В 2004 г. планируется запуск ИСЗ CartoSat-2, который должен

получать стереоизображения земной поверхности с разрешением

1 м и высокими метрическими характеристиками для обновления

и создания крупномасштабных топографических карт.

К обзорным телевизионным и сканерным снимкам с метеоро-

логических и ресурсных спутников относятся снимки, получае-

мые сканерами среднего и малого разрешения с российских ме-

теорологических спутников «Метеор» и американских спутников

NOAA, Тайрос-N и др. Они характеризуются разрешением на ме-

стности, как уже было указано выше, порядка 1 км. После долго-

го перерыва в России в 2002 г. был запущен КА «Метеор-ЗМ» №1.

На нем наряду с традиционным для метеоспутников набором съе-

мочной аппаратуры низкого разрешения установлена камера МСУ-

Э с пространственным разрешением

32 —

38 м. Функции взаимо-

действия с потребителями этой видеоинформации, с центрами и

станциями приема возложены на Оператора космической систе-

мы, которым по решению Росавиакосмоса является Центр кос-

мических наблюдений.

Снимки в невидимом диапазоне спектра электромагнитных волн

распространены менее широко, среди них тепловые инфракрас-

ные и снимки в радиодиапазоне (микроволновом и ультракорот-

коволновом).

В последние годы все большее значение придается гиперспект-

ральной съемке. Так, на борту ИСЗ ЕО-1 установлен гиперспект-

ральный датчик Hyperion, который работает в 220 зонах видимой

и ИК-области (0,4

—

2,5 мкм) спектра. Прибор обеспечивает про-

ведение съемок с пространственным разрешением 30 м и высо-

кой радиометрической точностью.

Существенным шагом в развитии технологий космического

радиолокационного ДЗЗ стала реализованная в 2000 г. с борта кос-

мического корабля Endeavour международная «Программа радио-

локационной топографической съемки рельефа в масштабе

1:25 000».

Говоря об отечественных средствах ДЗЗ, следует отметить, что

в настоящее время можно говорить в основном только о планиру-

емых запусках КА.

Летом 2002 г. осуществлен запуск КА двойного назначения «Ар-

кон» разработки НПО им. С.А.Лавочкина. Аппарат КА предназна-

чен для съемки с пространственным разрешением

—5 м.

Проведен запуск КА «Монитор-Э» разработки ГКНПЦ

им. М. В.Хруничева, позволяющий выполнять съемку с разреше-

нием 8 м (панхромотическая) и

20 —

40 м (многоспектралъная).

Планируется запуск КА «Ресурс-ДК1». Этот аппарат оснащает-

ся аппаратурой, обеспечивающей съемку с разрешением 1 м в

панхроматическом диапазоне и

2 — 3

м в узких спектральных диа-

пазонах.

Характеризуя различные стороны дистанционного зондирова-

ния, следовало бы сказать и о масштабах, проекциях, периоди-

чности, орбитах, покрытии и других параметрах космических си-

стем. В последние годы стали широко использоваться уже упоми-

навшиеся глобальные системы позиционирования, дающие воз-

можность получать координаты с точностью от нескольких мет-

ров до нескольких миллиметров, что в сочетании с портативны-

ми персональными ЭВМ и карманными персональными компью-

терами со специализированным программным обеспечением об-

работки данных позволяет использовать их для полевых съемок в

условиях необходимости их сверхоперативного выполнения (на-

пример, при ликвидации последствий стихийных бедствий и тех-

ногенных катастроф). Интеграции ГИС и глобальных систем пози-

ционирования посвящена гл. 12, кн. 2.

Теперь обратимся к статистическим материалам, имеющим циф-

ровую форму и удобным для непосредственного использования в

ГИС, среди которых особо выделим государственную статистику.

Основное ее назначение — дать представление об изменениях в

хозяйстве, составе населения, уровне его жизни, развитии культу-

ры, наличии материальных резервов и их использовании, соотно-

шении в развитии различных отраслей хозяйства и др.

Для получения государственной статистики на территории стра-

ны обычно используется единая методика ее сбора. В России кро-

ме Госкомстата страны эту работу проводят также некоторые от-

раслевые министерства, например Министерство путей сообще-

ния — о железнодорожном транспорте и т.д. Статистическая от-

четность различается по периодичности: суточная, недельная, по-

лумесячная, квартальная, полугодовая и годовая. Кроме того, от-

четность может быть единовременной.

Для упорядочения всей совокупности данных государственной

службой определены группы показателей по отраслям статистики.

В качестве таких групп в нашей стране использовались отрасли

статистики: 1) промышленности; 2) природных ресурсов и окру-

жающей среды; 3) технического прогресса; 4) сельского хозяй-

ства и заготовок; 5) капитального строительства; 6) транспорта и

связи; 7) торговли; 8) труда и заработной платы; 9) населения,

здравоохранения и социального обеспечения; 10) народного об-

разования, науки и культуры; 11) бюджетов населения; 12) жи-

лищно-коммунального хозяйства и бытового обслуживания насе-

ления; 13) материально-технического снабжения и переписей;

14) финансов.

Каждая из отраслей характеризуется набором показателей. В

качестве примера рассмотрим статистику сельского хозяйства и

заготовок. Так, статистика земледелия включает показатели, свя-

занные с рациональным использованием и охраной земельных

угодий, их мелиорацией и химизацией, подготовкой и проведе-

нием сельскохозяйственных работ, производством и распределе-

нием продукции земледелия, выявлением неиспользованных ре-

сурсов производства, эффективностью и качеством работ в этой

области сельского хозяйства. Широко используются показатели

валового сбора сельскохозяйственных культур и их урожайности.

Обширна статистика животноводства, кормов и заготовок сель-

скохозяйственных продуктов. Важна группа показателей основных

фондов и производственных мощностей в сельском хозяйстве, а

также в механизации и электрификации сельскохозяйственного

производства.

Статистика труда в сельском хозяйстве включает данные о чис-

ленности, составе и движении рабочей силы, об использовании

фонда рабочего времени, организации труда; определении уров-

ня и изучении динамики производительности труда, выявлении

резервов повышения производительности труда; анализа уровня

и динамики заработной платы работников сельского хозяйства.

Статистика себестоимости производства сельскохозяйственной

продукции характеризует деятельность предприятий. Элементы

производственных затрат: оплата труда с начислениями, аморти-

зация основных средств производства, затраты на текущий ре-

монт машин и зданий, затраты на семена, корма, удобрения,

ядохимикаты и др. В пределах других сфер (вне государственной

статистики) сбор статистических данных в широком масштабе и

регулярно не осуществляется.

Очень важны материалы переписей, последняя из которых про-

ведена в России в октябре 2002 г. Вопросы, на которые отвечали

граждане России, были объединены в три анкеты и одна анкета

предназначалась для жителей других государств, оказавшихся во

время переписи в России:

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ ФОРМЫ «п»

(жилищные условия населения)

1. Тип жилого помещения

(индивидуальный дом; отдельная квартира; коммунальная квартира;

общежитие; гостиница; другое жилое помещение)

2. Период постройки дома

(при перестройках, надстройках, расширении дома годом ввода в

эксплуатацию считается год первоначальной постройки)

(до 1920; 1921-1945; 1946-1956; 1957-1970; 1971- 1995; после 1995)

3. Материал наружных стен дома (кирпич, камень, панель, блок, де-

рево, смешанный материал, другой материал)

4. Размер общей площади индивидуального дома или квартиры (в целых

кв. метрах)

5. Общее число комнат индивидуального дома или квартиры

6. Размер жилой площади индивидуального дома или квартиры (в целых

кв. метрах)

7. Укажите имеющиеся у Вас виды благоустройства жилого помещения:

электричество; электроплита напольная; газ сетевой; газ сжиженный

(баллоны); отопление центральное; отопление от индивидуальных уста-

новок, котлов; отопление печное; водопровод; канализация; ванна или

душ; центральное горячее водоснабжение; горячее водоснабжение от

индивидуальных водонагревателей (всех указанных видов благоустрой-

ства нет)

8. В помещении проживают лица, образующие (для индивидуального

дома или квартиры):

одну учетную единицу; более чем одну учетную единицу; арендуют

(снимают ли они жилое помещение у отдельных граждан?)

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ ФОРМЫ «к»

(короткий опросник)

1. Ваши родственные отношения с проживающими совместно лицами (по

отношению к тому, кто записан первым в этой учетной единице) лицо,

записанное первым (жена, муж; дочь, сын; мать, отец; сестра, брат; свек-

ровь, свекор, теша, тесть; невестка (сноха), зять; бабушка, дедушка; внуч-

ка, внук; другая степень родства, свойства не родственник)

2. Ваш пол (мужской; женский)

3. Дата Вашего рождения

(число; месяц; год;-число исполнившихся лет)

4. Ваше состояние в браке

(состою в браке; зарегистрирован ли ваш брак? (да, нет); никогда не

состоял в браке; разошелся(лась); вдовец (вдова))

5. Место Вашего рождения

6. Ваше гражданство

(Россия; другое государство (укажите, какое); без гражданства)

7. Ваша национальная принадлежность (по самоопределению опраши-

ваемого)

8. Образование (для лиц в возрасте от 6 лет и старше)

8.1. Учитесь ли Вы в образовательном учреждении (школе, училище,

техникуме, колледже, вузе и др.)?

(да, нет)

Укажите тип образовательного учреждения:

среднего (общеобразовательное; начальное профессиональное обра-

зование; среднего профессионального образования)

высшего профессионального образования

8.2. Посещает ли ребенок дошкольное учреждение? (для детей в возра-

сте

3 — 9

лет, не посещающих школу)

(да, нет)

8.3. а) Ваше образование (для лиц в возрасте 10 лет и старше)

(начальное общее; основное общее; среднее (полное) общее; среднее

профессиональное (среднее специальное); неполное высшее професси-

ональное (незаконченное высшее); высшее профессиональное (высшее);

послевузовское профессиональное)

б) Умеете ли Вы читать и писать? (для не имеющих начального обще-

го образования)

(да, нет)

в) Окончили ли Вы профессиональное или профессионально-техни-

ческое училище? (для лиц в возрасте 15 лет и старше, имеющих образо-

вание среднее (полное) общее и ниже)

(да, нет)

9. Владение языками

9.1. Владеете ли Вы русским языком?

(да, нет)

9.2. Какими иными языками Вы владеете?

10. Укажите все имеющиеся у Вас источники средств к существованию

(доход от трудовой деятельности (кроме работы в личном подсобном

хозяйстве); личное подсобное хозяйство; стипендия; пенсия (кроме пен-

сии по инвалидности); пенсия по инвалидности; пособие (кроме посо-

бия по безработице); пособие по безработице; другой вид государствен-

ного обеспечения; сбережения; доход от сдачи в наем или в аренду иму-

щества; на иждивении; иной источник)

11. Имели ли Вы какую-либо работу, приносящую заработок или до-

ход, за неделю до начала переписи населения?

(да, нет)

Кем вы являлись на основной работе?

(работающим по найму; работающим не по найму; с привлечением

наемных работников; без привлечения наемных работников; иное)

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ ФОРМЫ «д»

(дополнительные вопросы длинного опросника)

11.1. Занятость

11.2. В какой отрасли экономики Вы заняты?

(промышленность; сельское хозяйство; лесное хозяйство; строитель-

ство; транспорт; связь; оптовая и розничная торговля; общественное

питание; жилищно-коммунальное хозяйство, бытовое обслуживание

населения; здравоохранение и социальное обеспечение; образование;

культура и искусство; наука и научное обслуживание; финансы; кредит;

страхование; управление; другая (укажите, какая)

11.3. Какую основную продукцию или услуги производит (оказывает)

предприятие (организация), на котором Вы заняты (включая индивиду-

альных предпринимателей)?

11.4. Ваша работа находится на территории Вашего города (района)?

(да, нет)

на территории Вашей области (авт. округа, края, республики);

на другой территории (укажите наименование авт. округа, области,

края, республики России или наименование другого государства)

11.5. Ваше занятие или выполняемая работа (ответ следует записы-

вать подробно с указанием характера труда, например: продавец, заве-

дующий ателье).

11.6. В случае отсутствия работы, искали ли Вы ее в течение после-

днего месяца?

(да, нет)

Если бы Вам предложили подходящую работу, то смогли бы присту-

пить к ней в ближайшие 2 недели

(да, нет)

(указать одну главную причину)

получил(ла) работу и приступаю к ней в ближайшие 2 недели;

нашел(ла) работу и ожидаю ответа;

ожидаю начала сезона;

нет возможности найти работу;

занимаюсь ведением домашнего хозяйства;

иная причина

12. В этом городе (городском поселении или сельской местности райо-

на) Вы проживаете непрерывно с рождения?

(да, нет)

1. Укажите год, с которого Вы непрерывно здесь проживаете

2. Где Вы проживали в январе 1989 г.?

(если указаны годы с 1989 по 2002)

а) наименование авт. республики, авт. области, авт. округа России,

союзной республики бывшего СССР или наименование государства

б) тип населенного пункта, в котором Вы проживали

городской

сельский

13. Сколько детей Вы родили? (только для женщин в возрасте 15 лет и

старше) (записать общее число детей, не считая мертворожденных)

ОПРОСНЫЙ ЛИСТ ФОРМЫ «в»

(для лиц, временно находящихся на территории России

и постоянно проживающих за рубежом)

1. Ваш пол

2. Год Вашего рождения

3. Страна Вашего рождения

4. Страна Вашего постоянного проживания

5. Ваше гражданство (без гражданства)

6. Ваша национальная принадлежность (по самоопределению опра-

шиваемого)

7. Цель Вашего приезда в Россию (работа, служебная или деловая

поездка, туризм, отдых или лечение, транзитная миграция, другие цели)

Кроме того, во время проведения переписи указывался адрес

(гостиницы, общежития, другого жилого помещения).

Эти анкеты дают полное представление о круге получаемых

сведений и не требуют комментария.

Значительный объем статистических материалов может быть

получен в Госкомстате России или взят из официальных статис-

тических изданий, выпускаемых в настоящее время в традицион-

ном и электронном видах. В настоящее время публикуются перио-

дические издания — ежемесячный журнал «Вопросы статисти-

ки», ежеквартальный журнал «Статистическое обозрение» и еже-

месячные доклады «Социально-экономическое положение Рос-

сии». Ежегодно выпускаются статистические сборники, например

за 2001 г., начало 2002 г. их перечень включал: «Цены в России»,

2002 г., «Национальные счета России в

1994 — 2001

годах», 2002 г.,

«Russia in figures», 2002, «Россия в цифрах», 2002 г., «Россия. 2002»,

«Обследование населения по проблемам занятости», 2002 г., «Рос-

сийский статистический ежегодник», 2001 г., «Регионы России»,

2001 г., «Труд и занятость в России», 2001 г., «Торговля в Рос-

сии», 2001 г., «Инвестиции в России», 2001 г., «Наука в России»,

2001 г., «Социальное положение и уровень жизни населения в

России», 2001 г., «Здравоохранение в России», 2001 г., «Транс-

порт и связь в России», 2001 г., «Малое предпринимательство в

России», 2001 г., «Охрана окружающей среды в России», 2001 г.,

«Беларусь и Россия», 2001 г., Демографический ежегодник Рос-

сии, The demographic yearbook of Russia, 2001 г., «Агропромыш-

ленный комплекс России», 2001 г. Бумажные издания дублируют-

ся на CD-ROM и доступны в Интернет.

Статистический материал в сборнике «Охрана окружающей

среды в России», выбранном нами в качестве примера, включает

следующие разделы:

1. Географическая характеристика и население Российской

Федерации (среднемесячная температура воздуха и количество

осадков по регионам; численность наличного населения и заболе-

ваемость (по классам болезней) с 1993 г.; города с численностью

наличного населения 100 тыс. человек и более).

2. Земельные ресурсы и их охрана (распределение земельного

фонда по целевому назначению; общая земельная площадь и сель-

скохозяйственные угодья; площадь нарушенных, отработанных

и рекультивированных земель; наличие орошаемых и осушенных

земель; внесение удобрений под сельскохозяйственные культу-

ры и др.).

3. Лесные ресурсы и их охрана (лесной фонд; покрытая ле-

сом площадь по преобладающим породам; лесовосстановление;

площадь погибших лесных насаждений; защита леса от вреди-

телей и болезней биологическим и химическим методами; лес-

ные пожары).

4. Особо охраняемые природные территории и охотничьи хо-

зяйства (размещение и основные характеристики заповедников и

национальных парков; площадь закрепленных охотничьих угодий).

5. Охрана и использование водных ресурсов (забор воды из при-

родных источников; использование воды; объем оборотного и

последовательного водоснабжения; сброс загрязненных сточных

вод в поверхностные водные объекты и др.).

6. Охрана атмосферного воздуха (выбросы наиболее распрост-

раненных загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стацио-

нарных источников их улавливания и утилизации; воздействие на

атмосферный воздух отдельных отраслей промышленности).

7. Токсичные отходы производства (образование, использова-

ние и обезвреживание токсичных отходов производства).

8. Геологоразведочные работы (добыча нефти и газового кон-

денсата, угля; запасы угля, горючих сланцев, доломитов и др.).

9. Затраты на охрану окружающей среды (текущие затраты на

охрану окружающей среды; инвестиции в основной капитал, на-

правленные на охрану окружающей среды и рациональное ис-

пользование природных ресурсов; ввод в действие мощностей по

охране от загрязнения водных ресурсов и атмосферного воздуха).

Широкие возможности дает использование стационарных изме-

рительно-наблюдательных сетей для получения прежде всего гид-

рологических и метеорологических данных, регулярный сбор и об-