Основные тренды развития ДЗЗ (дистанционного зондирования Земли). Лекция 8

1.

ЗАНЯТИЕ 8
Основные тренды развития ДЗЗ
1
1

2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Основные орбиты КА
https://earthobservatory.nasa.gov/Features/OrbitsCatalog/
2
2

3. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

К 2025 году мировая группировка будет насчитывать
более 400 КА ДЗЗ,
собственные аппараты будет иметь 41 государство
Основные космические агентства –
операторы систем ДЗЗ (2016 г.)
25
120
15
11
10
15
9
9
5
100
Собственные КА
20
Количество КА ДЗЗ
140
3
2
0
2
5
5
3
1
8
80
59
60
40
Основные коммерческие компании –
операторы систем ДЗЗ (2016 г.)
28
20
0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
государственные
частные
Источник: UCS Satellite Database
Количество КА ДЗЗ
Число запусков КА ДЗЗ в год
Совместные КА
151
160
10
Другие КА ДЗЗ
КА с аппаратурой сверхвысокого разрешения
8
6
4
2
0
3
4
5
5
2
Airbus
Digital Globe Black Bridge
(Франция)
(США)
(Германия)
4
Другие
3
3

4. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ - кубсаты

Michael Swartwout
CubeSats and Mission Success: 2017 Update (with a closer look at the effect of process management on outcome)
https://drive.google.com/file/d/0B_YNiLtqhzSqZ3dXdmRKc1ROWUE/view
4
4

5. Группировки малых КА ДЗЗ

Простота запуска программы
Короткий цикл разработки
технологии
Низкая стоимость создания
и запуска КА
Серийное производство
компонентов
Короткий период
функционирования на
орбите
Быстрое обновление
датчиков
Развитие инновационных
решений на основе
использования массива
быстрообновляемых данных
ДЗЗ
5
5

6. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

http://stuffin.space
6
6

7. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Расположение на орбите спутников GPS
http://stuffin.space
7
7

8. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Спутники на низкой околоземной орбите
http://stuffin.space
8
8

9. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Российские (советские) спутники
http://richiecarmichael.github.io/sat/index.html
9
9

10. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Спутники ДЗЗ на орбите
apps.agi.com/SatelliteViewer/
10
10

11. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Спутники ДЗЗ на орбите
http://stuffin.space
11
11

12. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Спутники на орбите
http://www.n2yo.com/
12
12

13. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Спутники на орбите
Командование воздушно-космической
обороны Северной Америки (NORAD)
http://celestrak.com/
13
13

14. 2. РОСТ МИРОВОЙ ГРУППИРОВКИ КА ДЗЗ

Спутники на орбите
http://www.n2yo.com/
http://space.skyrocket.de/
14
14

15.

МИРОВАЯ ИНДУСТРИЯ ДЗЗ
Годовой объем мирового рынка ДЗЗ – около $1,5 млрд
К 2020 г. ≈ $2,7 млрд, из них $1,4 млрд - доля рынка нано/микро спутников
Аналитические и информационные продукты
на основе данных ДЗЗ
> 500 компаний
Сервисы обработки данных ДЗЗ
> 300 компаний
Дистрибьюторы данных ДЗЗ
> 300 компаний
Государственные операторы КА ДЗЗ
~ 18 компаний
Коммерческие операторы КА ДЗЗ
~ 15 компаний
Производство КА ~ 30 компаний
Услуги по запускам КА ~ 25 компаний
Эксплуатация наземных комплексов приема
~ 12 компаний
Источник: NSR
15
15

16.

Современные тренды развития ДЗЗ
Избыток данных
Снижение цен на доставку
полезного груза на орбиту
+
Снижение цен на комплектующие,
унификация и миниатюризация
Быстрое внедрение инноваций на
каждом этапе создания системы ДЗЗ
Избыток мощностей для
обработки и хранения
данных
Вовлечение широкого круга пользователей –
ставка на «массового» потребителя
Избыток скоростей
передачи данных
Привлечение частного капитала в
развитие технологий
http://www.cosmiqworks.org/space-30/
Тематический продукт – Результат?
Избыток программного
обеспечения, включая web
Избыток алгоритмов,
методик и научных
разработок
16
16

17.

Тематический продукт – от данных к технологии
Данные (ДДЗ,
БПЛА и др.)
Задача 1
Задача 2
ДДЗ
Задача 4
Смена приоритетов
Задача 3
Алгоритмы
Задача
ПО
«Железо»
Проблемно-ориентированный подход
ПРИМЕР: драйвер развития космического мониторинга в Бразилии –
программы мониторинга лесов в бассейне р.Амазона – DETER, PRODES, Amazônia Program
17
17

18.

МИРОВАЯ ИНДУСТРИЯ ДЗЗ
Study to Establish a Marketplace Alliance for EO Services (MAEOS) part of the study eoVox-4:
Strawmen Architectures Deliverable 2.1 October 2016©EARSC
18
18

19.

Современные тренды развития ДЗЗ
Пример реализации современного подхода - SentinelHub
http://www.sentinel-hub.com/
19
19

20.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Расчет базовых продуктов на основе
метаданных, расширение webинструментов создания мозаик,
композитов, различных вариантов
отображения и др.
http://www.sentinel-hub.com/apps
20
20

21.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Стандартные продукты
ДЗЗ
(уровни 1C,1D)
Тематические ГИС –
результат интерпретации
базовых продуктов
Базовые продукты ДЗЗ являются
общей
основой
для
многоцелевой
тематической интерпретации и включают:
- спектральные индексы,
- тематические маски,
- специализированные
физические
величины
- мультивременные композиты
121 21

22.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Банк базовых
продуктов
БП – продукты обработки данных ДЗЗ, представленный в
производных физически (или псевдо физических ) величинах
Концентрация хлорофилла-а , мг/м^3
Индексы вегетации
22
22

23.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Банк базовых продуктов
23
23

24.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
http://earthexplorer.usgs.gov/
Просмотр снимков в
различных вариантах
цветового синтеза и заказ
калиброванных данных
24
24

25.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Просмотр всего архива снимков и расчет
«на лету» наиболее распространенных
вегетационных индексов
25
25

26.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Появление новых алгоритмов калибровки и оценки изменений на основе всего архива дистанционных данных
http://earthexplorer.usgs.gov/
© 10.1002/rse2.24
26
26

27.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Появление новых алгоритмов калибровки и оценки изменений на основе всего архива дистанционных данных
© 10.1002/rse2.24
27
27

28.

Примеры автоматизация тематической обработки
Автоматизация обработки открытых данных среднего разрешения
Пример макроса для проведения
неконтролируемой классификации
Композитное изображение
(цветосинтез каналов)
Предварительная обработка
изображения (настройка гистограммы)
Результат проведения неконтролируемой классификации (5 классов)
28
28

29.

Пример решения тематических задач
29
29

30.

Развитие биомассы в воде оз.Байкал
http://siberiantimes.com/ecology/casestudy/features/f0086-putrid-greenalgae-spreads-across-shores-of-lake-baikal/
Lake Atitlan. Photo courtesy of NASA.
http://www.eenews.net/stories/1059974425/print
http://scfh.ru/en/papers/ecological-crisis-on-lake-baikal-diagnosed-by-scientists/
Baltic Sea, Sentinel-2A, August 7, 2015. ESA
30
30

31.

Развитие биомассы в воде оз.Байкал
Кильватер
корабля
Кильватер
корабля
Байкал, Ресурс-П
Algae bloom at Lake Mead in 2001
http://sensationalseaweeds.blogspot.ru/2015/03/algae-reappears-at-lake-mead.html
Кильватер
уток
Балтийское море, Sentinel-2A
31
31

32.

Развитие биомассы в воде оз.Байкал
«Ресурс-П»,
аппаратура «Геотон»
19 июня 2015 г.
Кильватер
корабля
прибрежное скопления
водорослей
Корабли
© Все права защищены, Роскосмос, 2016
32
32

33.

Развитие биомассы в воде оз.Байкал
«Ресурс-П»,
аппаратура «Геотон»
19 июня 2015 г.
береговые скопления
водорослей
© Все права защищены, Роскосмос, 2016
33
33

34.

Развитие биомассы в воде оз.Байкал
водоросли на
поверхности
воды
«Ресурс-П»,
аппаратура «Геотон»
19 июня 2015 г.
«Ресурс-П»,
аппаратура «Геотон»
19 июня 2015 г.
«Ресурс-П»,
аппаратура «ШМСА-ВР»
19 июня 2015 г.
© Все права защищены, Роскосмос, 2016
34
34

35.

Развитие биомассы в воде оз.Байкал
Landsat 8,
31 августа 2013 г.
Динамика перемещения водорослей
водоросли на
поверхности
воды
Landsat 8,
18 июня 2015 г.
водоросли на
поверхности
воды
Иркутские лимнологи проводят активные лабораторные и экспедиционные
исследования экологической обстановки прибрежной зоны Байкала на протяжении
последних 2 лет.
С 9 по 29 июня 2015 года сотрудники Лимнологического института РАН провели
очередную экспедицию, целью которой был сбор данных о состоянии прибрежной
зоны озера. Результаты экспедиции показали, что ситуация абсолютно не
улучшилась, а в некоторых местах определённо видна и отрицательная динамика.
Источник: http://www.newbur.ru/articles/21751
«Ресурс-П»,
аппаратура ШМСА-ВР
19 июня 2015 г.
© Все права защищены, Роскосмос, 2016
35
35