ОБРАБОТКА СПУТНИКОВЫХ ДАННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

Введение 3
1. Спутниковые системы и методы дистанционного зондирования земли 6
1.1 Обзор использования данных температуры поверхности Земли 6
1.2 Описание и формат данных 7
1.3 Описание спутников 8
1.4 Описание станций 16
1.5 Программы для работы со спутниковыми данными 19
2. Программная реализация 21
2.1 Описание подключаемых библиотек 21
2.2 Описание функций 22
2.3 Последовательность выполнения программы 26
3. Анализ полученных результатов 26
Заключение 29
Список использованной литературы 30

Купить

Информация о состоянии окружающей среды и её изменении в наше время очень важна. Сбор таких данных возможен при помощи наблюдения за процессами на поверхности и в атмосфере Земли. Для этого организуется сеть измерительных пунктов, станций и постов, собирающих и накапливающих разнообразную информацию. Так, например, у нас в России была создана Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды — Росгидромет, занимающаяся обеспечением мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, гидрометеорологическим прогнозированием и прогнозированием опасных природных явлений на территории России, в районах Арктики и Антарктики.
Однако такой метод сбора данных требует колоссальных человеческих и материальных ресурсов: финансов, времени, работы людей не только в благоприятных районах, но также и в труднодоступных регионах с суровыми климатическими условиями.
В наш век развития космических и компьютерных технологий человек овладел методами сбора информации посредством спутниковых измерений и наблюдений. Это позволяет осуществлять получение необходимой информации с куда меньшими затратами, покрывать большую территорию, и проводить измерения с достаточной точностью и надежностью. С помощью спутников и методов дистанционного зондирования Земли решают разнообразные задачи. В одних для решения спутниковые данные носят лишь вспомогательную роль, например когда рассматриваются проблемы региональных и локальных масштабов для отраслей сельского хозяйства. Здесь использование спутников может быть связано с мониторингом посевов и сельскохозяйственных угодий, что приводит к повышению эффективности за счет экономией на финансовых и временных затрат. В других же задачах решение невозможно найти без использования спутниковых данных, например при дистанционном зондировании, измерении электромагнитных полей и потоков заряженных частиц в околоземном пространстве или глобальном мониторинге поверхности и атмосферы Земли.
Подводя небольшой итог, можно сказать, что использование спутников, космических технологий и методов, связанных с ними, помогает в должной мере росту и развитию работ в сфере изучения, мониторинга и сбора информации о состоянии Земли, её климата, влияния человека на окружающую среду и прогнозированию чрезвычайных ситуаций, явлений и катастроф. Собранный опыт использования космических данных говорит о эффективности их применения. Своевременное обеспечение общества прогнозами о состоянии окружающей среды есть результат работы спутниковых систем 3
по обнаружению и контролю чрезвычайных ситуаций, которые способны выявить последствия природных явлений различного происхождения. Такие прогнозы позволяют достичь больших результатов в хозяйственной отрасли, производстве продукции, более оперативно находить решения задач, а также уменьшить затраты по предотвращению ущерба или же полностью свести их на нет. Это является огромным экономическим плюсом использования данных систем по сравнению с наземным мониторингом, что в свою очередь способствует снижению стоимости и длительности производства, экономии ресурсов. Например по некоторым данным использование спутниковой информации по предотвращению ущерба в сумме экономит затраты на ее получение в 10 -15 раз.
Городские агломерации также не остались в стороне от использования спутниковых систем: развитие инфраструктур, распоряжение природными ресурсами весьма зависят от точности мониторинга и сбора информации о состоянии окружающей среды. Это возможно благодаря использованию измерительных средств космического базирования, которые дают глобальные и оперативные данных о состоянии Земли. Также следует отметить, что наземная наблюдательная сеть охватывает не более 30 %
территории Земли, в то время как методы дистанционного зондирования Земли позволяют проводить полномасштабный мониторинг всей поверхности нашей планеты.
Можно выделить основные направления в использовании космических систем:
• изучение Земли с целью развития сельского хозяйства;
• предупреждение чрезвычайных ситуаций и исследование их последствий вместе с прогнозированием антропогенного влияния человека на окружающую среду и экологию;
• мониторинг, гидрометобеспечение и оперативное прогнозирование глобального изменения климата, научная деятельность.
В нашей стран, для решения глобальных задач в следующих сферах ответственности Росгидромета привлекается результаты спутниковых измерений:
• контроль лесных пожаров, разливов рек и предупреждение ЧС;
• измерение температуры поверхности суши и океана, влажности почвы, ветра, течений, давления, снежного покрова, таяния снега, ледяных образований;
• оценки в сельскохозяйственной отрасли, в том числе состояний и условий перезимовки растений;
• прогнозирование погоды и факторов погодообразования различных временных промежутков;
• мониторинг геофизической обстановки и прогнозирование околоземного космического пространства.
Развитие космических систем должно обеспечивать улучшения и получение экономических выгод в основных направлениях изучения Земли, таких, как:
• оценка, изучение и предсказание изменений в климате;
• гидрометобеспечение наряду с повышением точности, стабильности, достоверности и своевременности прогнозирования;
• поддержание и устойчивость развития сельского хозяйства;
• снижение потерь в следствии чрезвычайных ситуаций различного происхождения.
• сохранение окружающей среды и биоразнообразия благодаря накоплению знаний об экологии и природе.
Усвоение спутниковых данных тесно связано с глобальной климатической системой и процессами, происходящими в атмосфере. Эффективная обработка, усвоение и использование информации возможны только на основе автоматизированных систем, позволяющих в интерактивном режиме решать задачи быстрого выбора объекта исследования, поиска и отбора необходимых данных. С каждым годом увеличивается точность обработки, возникают новые более точные методы усвоения и анализа спутниковых данных. В связи с этим обработка данных весьма актуальна в наше время. Точность температуры поверхности играет важную роль в определении прогноза погоды и зависит от правильности обработки собранных спутником данных.
Земля представляет собой сложную и постоянно изменяющуюся систему. Циклы изменений в атмосфере, океанических и наземных процессах Земли называются глобальной динамикой. Для того, чтобы лучше понять изменение климата и оценить антропогенные воздействия, ученые должны владеть информацией и данными, для каждого региона Земли каждый день в течение многих лет. Самый действенный способ собрать такой исчерпывающий массив данных - это использование спутников, которые измеряют множество физических характеристик земли и атмосферы.
Данные о температуре подстилающей поверхности активно используются в системах усвоения данных. Усвоение спутниковых данных тесно связано с моделированием глобального климата и численным прогнозом погоды.

Купить