Доклад на тему космический мониторинг

Обновлено: 17.05.2024

Материалы дистанционного зондирования получают в результате неконтактной съемки с летательных воздушных и космических аппаратов, судов и подводных лодок, наземных станций. Получаемые документы очень разнообразны по масштабу, разрешению, геометрическим, спектральным и иным свойствам. Все зависит от вида и высоты съемки, применяемой аппаратуры, а также от природных особенностей местности, атмосферных условий и т.п. Главные качества дистанционных изображений, особенно полезные для составления карт, - это их высокая детальность, одновременный охват обширных пространств, возможность получения повторных снимков и изучения труднодоступных территорий.

Съемки ведут в различных зонах спектра: видимой, ближней инфракрасной, тепловой инфракрасной, радиоволновой и ультрафиолетовой. При этом снимки могут быть черно-белыми зональными и панхроматическими, цветными, цветными спектрозональными и даже - для лучшей различимости некоторых объектов - ложноцветными, т.е. выполненными в условных цветах. Следует отметить особые достоинства съемки в радиодиапазоне. Радиоволны, почти не поглощаясь, свободно проходят через облачность и туман. Ночная темнота тоже не помеха для съемки, она ведется при любой погоде и в любое время суток.

Главные достоинства аэроснимков, космических снимков и цифровых данных, получаемых в ходе дистанционного зондирования, - их большая обзорность и одномоментностъ. Они покрывают обширные, в том числе труднодоступные, территории в один момент времени и в одинаковых физических условиях. Снимки дают интегрированное и вместе с тем генерализованное изображение всех элементов земной поверхности, что позволяет видеть их структуру и связи. Очень важное достоинство - повторностъ съемок, т.е. фиксация состояния объектов в разные моменты времени и возможность прослеживания их динамики.

Составление оперативных карт - еще один важный вид использования космических материалов. Для этого проводят быструю автоматическую обработку поступающих дистанционных данных и преобразование их в картографический формат. Наиболее известны оперативные метеорологические карты. В оперативном режиме и даже в реальном масштабе времени можно составлять карты лесных пожаров, наводнений, развития неблагоприятных экологических ситуаций и других опасных природных явлений. Космофотокарты применяют для слежения за созреванием сельскохозяйственных посевов и прогноза урожая, наблюдения за становлением и сходом снежного покрова на обширных пространствах и тому подобными ситуациями, сезонной динамикой морских льдов.

Главнейшее значение для реализации программы создания службы мониторинга окружающей среды имеют дистанционные (аэрокосмические) средства и методы.

Оперативное слежение и контроль за состоянием окружающей среды и отдельных ее компонентов по материалам дистанционного зондирования и картам называют аэрокосмическим (дистанционным) мониторингом.

Иногда в это понятие включают слежение за средой с помощью приборов, установленных в труднодоступных местах Земли (в горах, на Крайнем Севере), показания которых передаются в центры наблюдения с помощью методов дальней передачи информации (по радио, проводам, через спутники и т.п.). Аэрокосмический мониторинг подразделяется на авиационный и космический.

Авиационный мониторинг осуществляют с самолетов, вертолетов и других летательных аппаратов (включая парящие воздушные шары и т.п.), не поднимающихся на космические высоты (в основном из пределов тропосферы).

Космический мониторинг - мониторинг с помощью космических средств наблюдения. Авиационный мониторинг ориентирован на региональные или локальные явления. Например, он широко используется при инвентаризации лесов, выявлении площадей, пораженных пожарами, промышленными загрязнения, вредителями. Космический мониторинг позволяет составить представление об отдельных изменениях в биосфере, которые при других методах не выявляются.

Спутник мгновенно может обеспечить съемку от 8 до 40 тыс. км 2 земной поверхности, а за 10 мин работы - около 1 млн км . Такой огромный объем информации обрабатывается, естественно, с применением ЭВМ. С помощью спутниковых данных изучают изменение границы тундры и лесотундры (это характеризует динамику глобального потепления), динамику и состояние лесов, определяют очаги распространения вредителей сельскохозяйственных культур, отслеживают динамику растительности. В настоящее время в народном хозяйстве по материалам космических съемок решается около 300 различных задач, и перечень их продолжает расти.

Так как мониторинг предполагает не только наблюдение за процессом или явлением, но также его оценку, прогноз распространения и развития, а кроме того - разработку системы мер по предотвращению опасных последствий или поддержанию благоприятных тенденций, оперативное картографирование становится средством контроля за развитием явлений и процессов и обеспечивает принятие управленческих решений. Картографический метод создания глобальной системы мониторинга предполагает развертывание pa бот при обследовании и изучении любой территории в двух основных наравлениях:

1.Создание базовой инвентаризационной картографической документации, отражающей современное состояние и оценку природных ресурсов;

2.Картографирование динамики изменений природной среды, предусматривающее обновление инвентаризационных карт, создание специальных карт динамики и прогноза, т. е. систематическое картографическое слежение за состоянием природной среды и ее изменениями, обусловленными хозяйственной деятельностью людей.

Масштабы картографического представления и периодичность составления оперативных тематических карт мониторинга во многом зависят от характера использования земель и степени развития природно-территориального комплекса.

Масштабы и периодичность карт мониторинга природной среды в различных регионах приведены в таблице 1.

Таблица 1. Масштабы и периодичность составления оперативных карт мониторинга природной среды в различных регионах

В последнее время как результат техногенной деятельности человеческой цивилизации со всей остротой встала проблема глобальной экологии – проблема влияния загрязнения околоземного космического пространства на процессы, происходящие как в земных экосистемах, так и в биосфере в целом.
В связи с этим появилась потребность расширения понятия окружающей среды, которая до сих пор определялась в основном как ближайшая среда обитания и производственной деятельности человека – водный и воздушный бассейны, почва, недра, а также создаваемая самим человеком техногенная среда.

Вложенные файлы: 1 файл

Введение.doc

В связи с этим появилась потребность расширения понятия окружающей среды, которая до сих пор определялась в основном как ближайшая среда обитания и производственной деятельности человека – водный и воздушный бассейны, почва, недра, а также создаваемая самим человеком техногенная среда.

В учении о биосфере по В.И. Вернадскому биосфера Земли рассматривается как единая глобальная экосистема. Естественно, окружающей средой для такой экосистемы является околоземное космическое пространство (ОКП).

2. Околоземное космическое пространство как глобальная составляющая окружающей среды

Околоземное космическое пространство (ОКП) представляет собой глобальную окружающую биосферу нашей планеты. Многие исследователи считают, что ОКП можно продлить до границы сферы действия Земли (930 км) или даже до орбит ближайших планет: Венеры и Марса. Чаще всего – это область от слоёв нейтральной земной атмосферы вплоть до лунной орбиты.

В состав околоземного космического пространства входят верхние слои атмосферы, ионосфера, магнитосфера с радиационными поясами, зоны нахождения отходов естественного и техногенного происхождения. Его пронизывают гравитационные, геомагнитное, геоэлектрическое и межпланетное магнитные поля, солнечный ветер, потоки заряженных частиц солнечного и галактического происхождения. В ОКП попадают кометы, астероиды и их осколки, метеорные потоки, межпланетная космическая пыль и т.д. Взаимодействие компонентов ОКП между собой вызывает сложные обменные процессы, оказывающие как непосредственное, так и опосредованное влияние на биосферу Земли.

основные источники загрязнения околоземного космического пространства

Изучение загрязнения околоземного космического пространства как естественными (астероиды, кометы, метеоры, космическая пыль), так и искусственными (обломки космических аппаратов, образующие так называемый космический мусор) объектами имеет в настоящее время важнейшее значение как для астрономии и исследований космического пространства, так и для экологии Земли как планеты и безопасности жизни на ней. Здесь можно говорить не только об ущербе от падения тел естественного и искусственного происхождения, но даже и о возможности заражения земной природы радиоактивными и биологическими материалами.

3.1. источники естественного мусора в околоземном космическом пространстве

Среди естественного космического мусора, попадающего в ОКП, можно выделить астероиды, метеорное и кометное вещество.

Среди астероидов, сближающихся с Землёй, выделяют четыре группы объектов.

1.Астероиды типа Амура. Их орбиты подходят к Земле с внешней стороны, никогда её не пересекая. Таким образом, они не представляют опасности столкновения с Землёй в ближайшем будущем.

2.Астероиды типа Аполлона. К этому типу принадлежит около 2/3 всех известных астероидов, сближающихся с Землей. Их орбиты проникают внутрь орбиты Земли и столкновение их с Землёй возможно.

3.Астероиды типа Атона. Столкновение с Землёй возможно.

4.Астероиды типа Х. Орбиты полностью находятся внутри орбиты Земли. Первый астероид такого типа открыт только 1988 г. вероятность обнаружения этих объектов современными наблюдательными средствами ничтожна. Опасности для Земли в ближайшем будущем не представляют.

5.Астероиды в резонансных точках орбиты Земли.

Таким образом, потенциальную опасность столкновения с Землёй представляют только астероиды типа Аполлона и Атона.

Кометы являются основными поставщиками пыли в Солнечной системе в районе земной орбиты. Всего по данным каталога Б. Марсдена в период с 1059 г. до н.э. по 1995 г. зафиксировано появление 2335 комет. Подавляющее большинство комет состоит из твёрдого ядра, окружённого газо-пылевой оболочкой. С приближением кометы Солнцу под действием солнечного ветра и светового давления у неё образуется хвост, направленный, чаще всего, в сторону противоположенную Солнцу. Орбиты комет, как правило, очень неустойчивы и быстро изменяются. Причина этого в возмущениях со стороны планет и быстрая потеря кометами своей массы.

3.1.3. метеорное вещество

Наконец, орбиту Земли ежегодно пересекают несколько десятков метеорных потоков, состоящих из тел малого размера. В настоящее время известно около 20 главных метеорных потоков, кроме них выделяют до 6000 малых метеорных потоков или ассоциаций. Значительная часть метеороидов сосредоточена в метеорных потоках. Но метеорные потоки имеют достаточно ограниченный срок существования.

отходы техногенного происхождения в околоземном космическом пространстве

Говоря о распределении искусственного космического мусора в околоземном пространстве, можно отметить его нахождение в зоне наиболее заселённых орбит. Таких наиболее заселённых зон две: геостационарные орбиты на высотах около 40 тыс. км от Земли и орбиты на высотах 800-1000 км. Геостационарная орбита наиболее плотно заселена объектами в количестве около 600 (из них более 100 – российские). Ежегодно к ним прибавляется около 20-30 новых плюс значительное количество обломков как от вспомогательного оборудования, так и старых разрушившихся спутников.

Крупные фрагменты и осколки космического мусора разлетаются в ОКП по различным орбитам, создавая вокруг Земли искусственный пояс, который может существовать длительное время.

Цели и задачи мониторинга околоземного пространства. Анализ современных возможностей мониторинга околоземного космического пространства

Мониторинг околоземного космического пространства – наблюдения и постоянный

контроль естественного и антропогенного загрязнения; выработка методов оценки физического состояния околоземного космического пространства как части природной среды.

Разработка и координация глобального мониторинга окружающей среды осуществляется в рамках ЮНЕП при ООН и Всемирной метеорологической организации.

Мониторинг ОКП следует разделить на мониторинг его собственно физического состояния и мониторинг естественного и техногенного загрязнения ближнего космоса.

Техногенная засорённость ОКП достигла к началу XXI в. весьма значительных величин, что привело к созданию службы мониторинга техногенной космической обстановки: от датчиков прямого соударения до средств наблюдения наземного и космического базирования. Эта же служба позволяет следить и за естественным космическим мусором в ОКП. Так как фрагменты космического мусора дрейфуют на своих орбитах под влиянием неравномерности гравитационного поля, солнечного ветра и магнитных бурь, требуется постоянное обновление сведений о космическом мусоре и ведение постоянно корректируемого банка данных о нём. До настоящего времени такого банка, подобного банку об ИСЗ, пока не существует.

Техногенная космическая обстановка – целостное, включающее в себя множество техногенных космических тел, образование, состояние которого определяется условиями нахождения этих тел в ОКП и факторами иного рода, со свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных техногенных тел и не вытекающих из этих свойств. Задачи,

решаемые в процессе мониторинга техногенной космической обстановки, определяются совокупностью взаимосвязанных моделей:

1)информационными моделями (обеспечивают решение задач оценки состояния техногенной космической обстановки);

2)моделями оценки пространственно-временного распределения техногенных космических тел (включают в себя также модели актуализации, подразделяются на глобальные (универсальные по области применения) и локальные, в частности, модели геостационарной области);

3)моделями оценки состояния техногенной космической обстановки (рис.1)

Выбор средств мониторинга ОКП определяется пропусканием атмосферой и ионосферой Земли падающего на неё электромагнитного и корпускулярного излучения.

Это позволяет разделить средства мониторинга ОКП на наземные, использующие все виды астрофизических приборов для регистрации излучений, и космические, в которых такие приборы, наряду с датчиками соударений, размещаются на искусственных космических объектах.

К наземным средствам мониторинга относятся радиолокационные, лазерные и оптические устройства, позволяющие вести наблюдения вплоть до геостационарных орбит.

Одним из основных средств мониторинга ОКП являются оптические наблюдения, позволяющие обнаруживать, сопровождать, распознавать космические тела размерами от 5 см на низких орбитах до 1 м на геостационарных орбитах. Единственным недостатком оптических систем является их прямая зависимость от условий наблюдения, что в значительной степени стимулирует создание оптических систем мониторинга ОКП космического базирования.

К основным методам оптического мониторинга относятся методы астрометрии и небесной механики, предоставляющие данные для определения орбит, многоцветная фотометрия, спектральный и поляриметрический методы (некоординатная информация), необходимые для распознавания объектов. Все эти методы образовали новую науку, занимающуюся мониторингом ОКП – околоземную астрономию.

К средствам оптического мониторинга ОКП можно в принципе отнести любой телескоп, с помощью которого можно обнаружить объект, произвести измерения его орбиты и оптических характеристик.

При исследовании техногенного мусора в ОКП применяются главным образом телескопы на монтировках, специально разработанных для наблюдения ИСЗ. Исключения составляют наблюдения на геостационарных орбитах.

Общая картина исследований техногенного состояния ОКП: глубина проводимых исследований разбита на пять уровней, от эпизодических наблюдений до полного мониторинга всех техногенных и естественных объектов в ОКП.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Российский Государственный Гидрометеорологический университет Курсовая работа на тему:

Бекешев А.В. Санкт-Петербург

1.1 Основное понятие космического мониторинга

1.2 Развитие современных космических средств мониторинга

2.1 Применение космического мониторинга для оценки стихийных природных явлений

Введение Прогноз возникновения и развития стихийных природных и техногенных явлений на Земле приобретает в настоящее время все большую актуальность. Наиболее распространенными и опасными стихийными природными явлениями являются землетрясения, цунами, извержения вулканов, оползни, наводнения, штормы, засухи.

Ежегодно на Земле от катастрофических землетрясений гибнет в среднем около 30 тыс. человек. Экономический ущерб от сейсмических катастроф достигает сотни миллиардов долларов США или, в отдельных случаях, до 40 % национального достояния страны. [5]

Прямой ежегодный ущерб от всех видов чрезвычайных явлений природы и техногенных катастроф составляет величину свыше триллиона долларов США, что на два порядка превышает затраты на создание аэрокосмической системы, обеспечивающей краткосрочный прогноз их возникновения. Предупреждать стихийные явления и техногенные катастрофы, на основе мониторинга их предвестников ослаблять их последствия и быть готовыми к ним - экономически более выгодно, чем реагировать на их последствия.

Аэрокосмические средства наблюдения, обладая возможностью глобального мониторинга поверхности Земли, атмосферы, околоземного пространства, обеспечивают выявление краткосрочных предвестников и надежный прогноз землетрясений, цунами и других глобальных геофизических явлений и оперативную передачу данных мониторинга практически в любую точку земного шара. В данной работе рассмотрены особенности применения космического мониторинга для оценки стихийных природных явлений. Глава 1 .1 Основное понятие космического мониторинга Космический мониторинг - мониторинг с помощью космических средств наблюдений.

Космический мониторинг позволяет оперативно выявлять очаги и характер изменений окружающей среды, прослеживать интенсивность процессов и амплитуды экологических сдвигов, изучать взаимодействие техногенных систем. [1]

Введение
В настоящее время очень остро назрела необходимость в создании обновленного взгляда на образование современного человека в области экологической культуры. Потребность в экологическом образовании связана с необходимостью обеспечения благоприятной среды для жизни человека. Поэтомубольшую актуальность на данном этапе человеческого развития имеет контроль состояния окружающей среды. Оценка фактического состояния природной среды входит в состав мониторинга - системы наблюдений, оценки и прогноза, позволяющей выявить изменения состояния окружающей среды под влиянием деятельности человека. В основу предлагаемого исследования положен вид регионального мониторинга, который позволяетконтролировать окружающую среду на огромных территориях земного шара. Одним из современных методов данного контроля является космический. Космический мониторинг состояния земных объектов предоставляет очень ценную и достоверную информацию. Космические фотографии земной поверхности отличаются значительной обзорностью, информативностью и хорошим отражением на них взаимосвязей между компонентами природной среды.Они позволяют оперативно изучать многие природные процессы и явления в их динамике. Вследствие этого космический мониторинг приобретает огромное значение при исследовании экологических катастроф различного масштаба, возникающих по вине человека в отдельных районах нашей планеты.
Поскольку изменения, вносимые человеком в природную среду, и экологические эффекты, порождаемые его деятельностью,имеют, по крайней мере, региональный, а часто и глобальный характер, без аэрокосмических средств наблюдения нельзя своевременно не выявить их, ни проследить их динамику, ни дать полной картины происходящего вокруг нас. Достаточно сказать, что, как показывают аэрокосмические снимки, воздействие хозяйственной активности людей заметно почти на 60% суши, а в некоторых зонах эта цифра достигает 98%. Надо ещеучесть, что антропогенные изменения природной среды происходят на два-три порядка быстрее, чем природные, и уследить за ними уже невозможно. В наше время эффективно решить столь сложную задачу можно лишь единственным способом: регулярной съемкой земной поверхности с самолетов и спутников, то есть аэрокосмическим методом экологического мониторинга.

1. Аэрокосмический мониторинг
Система наблюденияпри помощи самолетных, аэростатных средств, спутников и спутниковых систем называется аэрокосмическим методом мониторинга.
Аэрокосмический мониторинг подразделяется на:
* Дистанционный мониторинг - совокупность авиационного и космического мониторингов. Иногда в это понятие включают слежение за средой с помощью приборов, установленных в труднодоступных местах Земли (в горах, на Крайнем Севере),показания которых передаются в центры наблюдения с помощью методов дальней передачи информации (по радио, проводам, через спутники и т. п.).
* Авиационный мониторинг осуществляют с самолетов, вертолетов и других летательных аппаратов (включая парящие воздушные шары и т. п.), не поднимающихся на космические высоты (в основном из пределов тропосферы).
* Космический мониторинг - мониторинг спомощью космических средств наблюдения.
Оперативное слежение и контроль за состоянием окружающей среды и отдельных ее компонентов по материалам дистанционного зондирования и картам называют аэрокосмическим (или картографо-аэрокосмическим) мониторингом.
Аэрокосмический мониторинг позволяет одновременно получать объективную информацию и оперативно выполнять картографирование территории практическина любом уровне территориального деления: страна - область - район - группа хозяйств (землепользование) - конкретное сельскохозяйственное угодье - культура.
Материалы дистанционного зондирования получают в результате неконтактной съемки с летательных воздушных и космических аппаратов, судов и подводных лодок, наземных станций. Получаемые документы очень разнообразны.

Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.

Связанные рефераты

Мониторинг околоземного космического пространств

19 Стр. 59 Просмотры

Глобальные изменения климата земли и космический

. ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА ЗЕМЛИ И КОСМИЧЕСКИЙ ПЛАНЕТНЫЙ МОНИТОРИНГ Одной.

13 Стр. 179 Просмотры

Космическая съемка, ГИС, мониторинг и наша жизнь

. вдаваясь в подробности бессмысленного засекречивания космической и картографической.

6 Стр. 216 Просмотры

Использование аэрофото- и космической информации

. Дисциплина Безопасность жизнедеятельности. Космические дистанционные методы и средства.

17 Стр. 6 Просмотры

Мониторинг лесных пожаров с использованием средс

. 2.4. Последствия. 21 Глава III. Мониторинг лесных пожаров с использованием.

Читайте также: