ВВЕДЕНИЕ 3
ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ХАРАКТЕРИСТИКАХ СПУТНИКОВ TERRA,AQUA,GCOM-W1,ПРИБОРОВ AMSR2,MODIS И ПОЛУЧАЕМЫХ С НИХ ДАННЫХ 5
1.1 Основные характеристики Спутников Terra ,Aqua,GCOM-W1 и приборов
AMSR-2,MODIS, их достоинства и недостатки для реализации поставленной задачи 5
1.2 Сравнительная характеристика получаемых данных с приборов AMSAR-2
и MODIS 17
Выводы 22
СХЕМА УТОЧНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ КРОМКИ ЛЬДА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕЧЕНИЙ И ВЕТРА ПЕРЕМЕННЫХ НАПРАВЛЕНИЙ 24
2.1 Процесс получения информации о положении кромки льда 24
2.2 Сравнительная оценка характеристик ледового покрова по данным
приборов AMSR-2, Terra, Aqua/Modis 32
Выводы 39
ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ЛЬДОВ
АРКТИКИ В НАВИГАЦИОННЫЙ ПЕРИОД 40
Выводы 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 49
Актуальность дистанционного зондирования Арктики.Глобальные наблюдения за процессами, происходящими на поверхности Земли, в её атмосфере и гидросфере, а так же накопление информации, полученной с помощью спутниковых систем, ведутся с 70х годов прошлого столетия.
Суровые климатические условия Арктики, а так же регулярное и, зачастую, непредсказуемое движение льдов под воздействием течений и ветра приводят либо к полному отсутствию возможности регулярно транспортировать исследующий персонал, необходимые ресурсы и оборудование, - либо к огромным экономическим затратам. Кроме того, быстрые климатические изменения и отсутствие достаточного количества информации о положении и толщине льдов - препятствует закреплению новых полярных станций на дрейфующих льдах, а так же к утрате дорогостоящего оборудования.
Появление спутниковых технологий и их интенсивное развитие позволяют ежедневно производить множество наблюдений практически за каждым уголком Земли. Наибольшую значимость имеют наблюдения за мировым океаном, ледяным и снежным покровами Арктики и Антарктики, поскольку измерения в этих местах либо отсутствуют, либо не достаточно актуальны.
Вследствие глобальных климатических изменений возрастает потребность в метеорологических, геофизических, геомагнитных, гидрологических измерениях, для своевременного прогнозирования стихийных бедствий. Кроме того, в прилегающих к Арктике территориях расположены элементы российских систем предупреждения о ракетном нападении, в ЗАТО Североморск, так же находящийся в Арктическом регионе, - является местом базирования Северного флота ВМФ России . Поэтому оперативный мониторинг положения кромки льда с помощью систем дистанционного зондирования Земли позволяет расширить оборонительные возможности нашей страны.
Объектом исследования является - способы определения положения кромки льда в Арктике под воздействием течений и ветра различных направлений с помощью спутниковых систем GCOM-W1, Terra и Aqua.
Предмет исследования - данные, полученные с микроволнового сканирующего радиометра AMSR-2 и отображающегоспектрорадиометра умеренного разрешенияМОБ1Б.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение точности навигации в Арктике с помощью спутниковых систем .
Достижение указанной цели достигнуто посредством решения следующих задач:
1) Исследование различных спутников систем и оборудования ДЗЗ
2) Выделение наиболее значимых параметров и характеристик
арктического региона.
3) Отбор наиболее подходящих для исследования приборов
установленных на спутниковых системах.
..
Были рассмотрены основные характеристики спутников Terra,Aqua и GCOM-W1, а так же основные характеристики установленного на них оборудования: радиометров MODIS и AMSR-2 , выделены преимущества и недостатки данных спутниковых систем для реализации поставленных целей.
Дана сравнительная характеристика получаемых данных, с приборов AMSR-2 и MODIS.
Спутник AMSR-2 имеет существенно меньшую полосу съёмки, значительно уступает по точности и количеству спектральных диапазонов, в которых ведётся съёмка, а так же спектральному разрешению значительно уступает более современному MODIS.
Кроме того снимки AMSR-2 имеют пространственное разрешение от 5 000м до 50 000 м, а снимки MODISсделаны с пространственным
разрешением от 250 м до 1000м. Таким образом,MODIS многократно превосходитAMSR-2 по точности съёмки, а AMSR-2 способен получить больше информации, поэтому в данной работе будет рассмотрена информация, полученная с AMSR-2 , а снимки с MODIS, обладая большей наглядностью и понятностью, будут использованы в качестве средства уточнения полученных данных.
Таким образом, AMSR-2 снимает показания в микроволновом диапазоне, может вести съёмку в любое время суток без потери качества. AMSR-2 содержит стандартные продукты с информацией о характеристиках кромки льда: направление и скорость движения крупных льдин и ансамблей льдин, температуру поверхности и глубину снежного покрова, а так же графическую информацию. Поэтому анализ изображений получаемых с MODIS позволяет уточнить готовую информацию, полученную с помощью AMSR-2 и тем самым установить погрешность съёмки и повысить точность навигации.
Данные приборов AMSR-2, Terra, Aqua/Modis позволяют дать сравнительную оценку следующим характеристикам ледяного покрова: форма и положение кромки льда, протяжённость ледяного покрова, толщину ледяного покрова, картину дрейфа льдов в заданный период, температуру поверхности ледяного покрова.
AMSR-2 способен фиксировать положение ледяного покрова на обширных территориях, но его пространственное разрешение не позволяет точно определить форму и положение кромки льда и отдельных льдин, автоматически происходит расчёт сплочённости льдов. MODIS/icc', напротив, - способен с высокой точностью фиксировать положение кромки льда, а так же отдельных льдин и ансамблей льдин, но стандартные продукты МСЮ^при автоматической отображают реальную картину лишь для многолетних льдов, поэтому расчёт сплочённости происходит в ручном режиме.
Обработка спутниковых изображений MODIS и сравнительная оценка с данными AMSR-2 показала, что информация о направлении движения льдов на снимках AMSR-2 является достаточно точной, но фиксируются территории, не покрытые льдом.
Таким образом, совмещение данных о характеристиках льда по снимкам AMSR-2 и MODISпозволяет повысить точность получаемой информации и облегчить её обработку.
Интегральные оценки изменения положения льдов арктики в навигационный период свидетельствуют о возможностях получить точную и оперативную информацию о положении льдов, воспроизводить ключевые особенности навигационного периода в различных частях арктического региона с помощью спутниковой информации.
Исключительное влияние на продолжительность навигационного периода оказывает толщина и положение ледового покрова.
Важность навигации и использования средств дистанционного зондирования обусловлена повышающейся с каждым годом потребностью в транспортном сообщении
В связи с быстрыми изменениями арктического климата и режима движения льдов под воздействием течений и ветра различных направлений, ожидается увеличение навигационного периода с каждым годом.
Современные спутниковые системы позволяют регистрировать всё чаще повторяющиеся опасные явления быстрого движения льдов. Это связано с усилением приповерхностного ветра и морских течений.
При оценке навигационного периода в Арктическом регионе следует учитывать антропогенные и естественные факторы, оказывающие влияние на количество и динамику ледового покрова.
