«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого

Логотип компании
«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого
На протяжении шести лет, с 2014 по 2020 годы последовательно увеличивалась группировка из шести спутников «Sentinel» (Дозорный) программы «Коперникус» на околоземных орбитах.

Многолетняя работа Европейского союза по созданию системы мониторинга Земли, использующей максимально возможное количество данных космических, наземных, воздушных и морских измерительных систем вылилась в глобальную международную программу «Коперникус». Программа координируется и управляется Европейской комиссией в сотрудничестве с Европейским космическим агентством (ЕКА).

Главная отличительная особенность «Коперникуса» в том, что все получаемые в результате данные, космические снимки и построенные на их основе информационные продукты, находятся в открытом доступе для всех категорий пользователей: европейских граждан и международного сообщества в целом, органов государственной власти, ученых, представителей малого и крупного бизнеса и многих других.

Программа основана на современных методах и технологиях зондирования Земли, которые используются для получения информации в областях охраны окружающей среды и безопасности на глобальном уровне. Другими словами, программа объединяет всю информацию, чтобы обеспечить полное представление о «здоровье» Земли.

Благодаря открытому доступу к большинству создаваемых данных и информационных продуктов (результатов прогнозирования, картографических материалов и пр.), «Коперникус» способствует разработке новых инновационных приложений и сервисов.

На протяжении шести лет, с 2014 по 2020 годы последовательно увеличивалась группировка из шести спутников «Sentinel» (Дозорный) программы «Коперникус» на околоземных орбитах. Сегодня они позволяют вести наблюдения за окружающей средой, погодой, климатом Земли, отслеживать и своевременно прогнозировать крупные стихийные (а в некоторых случаях и техногенные) бедствия и катастрофы по всему миру. Полученная информация должна помочь смягчить, а по возможности и предотвратить разрушительные последствия самых различных катаклизмов на нашей планете.

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 1

Рисунок 1 ‒ Сервисы Программы «Коперникус»

Первый из серии спутников Sentinel-1A был выведен на орбиту 3 апреля 2014 года. Именно с его появления над Землей началась программа достижения пяти миссий под общим названием Sentinel. Каждая из них включает группу из двух взаимодополняющих по назначению спутников.

Sentinel 1 посвящена выполнению радиолокационного зондирования земной поверхности, предоставляя данные независимо от облачного покрова и времени суток.

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 2

Рисунок 2 ‒ Спутник Sentinel-1A в полете над Землей.

Основной задачей спутников Sentinel-2 стала съемка поверхности Земли в мультиспектральном режиме с высоким пространственным разрешением. Данные, полученные в результате съемки, используются для мониторинга отдельных участков поверхности земли, в том числе оценки состояния растительности, почвы, вод водоемов, обстановки в отдельных прибрежных районах.

Задачей Sentinel-3 является определение рельефа поверхности мирового океана, наблюдения за изменениями температуры суши и моря, цвета океана и земли с высокой степенью точности. Первый спутник Sentinel-3 был запущен 16 января 2016 года с аэродрома Плесецк.

Sentinel-4. Основная задача – проведение глобального мониторинга атмосферы Земли, ее состава. Будет запущен в 2023 году.

Спутники миссии Sentinel-5 также будут вести мониторинг состава атмосферы планеты. Предшественник Sentinel-5, получивший название Sentinel-5 Precursor уже выполняет сбор данных о составе атмосферы для анализа качества воздуха и изменений климата. Его данные помогают, в частности, оценить степень загрязнения Земли.

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 3

Рисунок 3 ‒ Степень загрязненности Земли. Снимки со спутника Copernicus Sentinel 5P

 

Sentinel-6 – космический аппарат, позволяющий получать информацию об уровне Мирового океана.

Данные со спутников семейства Sentinel могут быть использованы совместно с данными с российских космических аппаратов, в частности – со спутников «Ресурс-П» и «Канопус-В». 

Тематические сервисы «Коперникус» предназначены для мониторинга и прогнозирования подсистем Земли, они вносят непосредственный вклад в наблюдения за изменением климата и способствуют решению вопросов управления чрезвычайными ситуациями (например, в случае стихийных бедствий, технологических аварий или гуманитарных кризисов) и вопросов безопасности (например, осуществлять наблюдение на море, пограничный контроль).

Тематические сервисы «Коперникус» охватывают шесть основных областей:

  • Сервис мониторинга атмосферы (Copernicus Atmosphere Monitoring Service). Сервис генерирует поток информации о составе атмосферы, описывает текущую ситуацию, прогнозирует ситуацию на несколько дней вперед и последовательно анализирует ретроспективные записи данных за последние годы.

  • Сервис мониторинга морской среды (Copernicus Marine Environment Monitoring Service).  Служба мониторинга морской среды программы «Коперникус» предоставляет регулярную и систематическую справочную информацию о физическом и биогеохимическом состоянии, изменчивости и динамике океана и морских экосистем мирового океана и европейских региональных морей.

  • Сервис мониторинга земной поверхности (Copernicus Land Monitoring Service). Это географическая информация о земном покрове и его изменениях, землепользовании, состоянии растительности, водном цикле и переменных энергии земной поверхности для широкого круга пользователей в Европе и мире.

  • Сервис мониторинга изменений климата (Copernicus Climate Change Service). Сервис мониторинга изменений климата «Коперникус» поддерживает общество, предоставляя достоверную информацию о климатических изменениях в разные периоды времени по всей земле.

  • Сервис мониторинга безопасности (Copernicus Security Service). Тематический сервис способствует предотвращению кризисов, обеспечивает готовность и быстрое реагирование в трех ключевых областях:

‒ Пограничный контроль;

‒ Морское наблюдение;

‒ Поддержка внешних действий ЕС. 

  • Сервис управления чрезвычайными ситуациями (Copernicus Emergency Management Service). Он интересен всем специалистам, участвующим в управлении стихийными бедствиями, антропогенными чрезвычайными ситуациями и гуманитарными кризисами, поскольку предоставляет своевременную и точную геопространственную информацию, полученную с помощью спутникового дистанционного зондирования и дополненную доступными на месте или открытыми источниками данных. 

 

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 4

Рисунок 4 ‒ Работа сервиса управления чрезвычайными ситуациями (Copernicus Emergency Management Service). Продолжающиеся пожары в районе Чернобыля с 3 по 14 апреля 2020 года

На сегодняшний день данные Программы «Коперникус» все чаще используются и в России. Так, В рамках исследований по разработке и тестированию системы оперативного прогнозирования речных наводнений, базирующейся на комплексном применении наземных и спутниковых данных, использовались материалы съёмки с российских космических аппаратов «Ресурс-П» и «Канопус-В», а также семейства Sentinel и RADARSAT-2. Разработанная система апробирована в ходе весеннего половодья 2014-2018 гг. на участке русла реки Северная Двина от г. Великий Устюг до г. Котлас. Использование данных позволило не только оценить качество моделирования, но и дать дополнительную информацию о ледовой обстановке и уникальные данные о специфических явлениях, вызванных местными условиями.

     

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 5

Рисунок 5 ‒ Вид интерфейса системы оперативного мониторинга и прогнозирования речных наводнений с размещенным снимком Sentinel-2 от 26.04.2018

Важные данные для экологической и социальной оценки дал мониторинг лесного покрова. Материалы многоспектральной съемки с отечественных космических аппаратов использовались совместно с данными Sentinel-2 для анализа воздействия интенсивной хозяйственной деятельности на состояние растительности в особо охраняемой природной территории Юнтоловского заповедника в Санкт-Петербурге. Также выполнена оценка количественных и качественных характеристик лесных ресурсов: кода древесной породы, процента сомкнутости крон полога леса, определения среднего диаметра кроны, определения запаса древесины.

В октябре 2017 года стартовал проект «Внедрение инноваций Программы «Коперникус» для сферы охраны окружающей среды и обеспечения безопасности в регионе Балтийского моря» (№R036, BalticSatApps), реализуемого в рамках Программы трансграничного сотрудничества «Интеррег. Регион Балтийского моря» на период 2014-2020 годов, направленный на повышение использование спутниковых данных, программы «Коперникус» для новых бизнес-идей, повышения эффективности уже существующих компаний, а также на повышение осведомленности о Программе «Коперникус». В консорциум партнеров проекта вошли 11 организаций из 5 стран (Финляндия, Эстония, Польша, Швеция и Россия). Подробнее https://balticsatapps.eu/

 

              

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 6

Рисунок 6- Определение породного состава леса по космическим данным: исходное изображение (слева) и результат классификации (справа).

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 7

 

 

 

 

 

 

 

Используемые ресурсы:

1)      Сервис Программы «Коперникус» //URL: https://www.copernicus.eu/en

2)     Зеленцов В.А., Потрясаев С.А., Пиманов И.Ю., Пономаренко М.Р. Использование данных космического радиолокационного зондирования при анализе зон затопления в половодье // Инженерные изыскания. 2018. Том XII. № 7–8. С. 54–60.

3)      Зеленцов В.А., Потрясаев С.А., Пиманов И.Ю., Семенов А.Е. Принципы построения и примеры реализации информационной системы принятия управленческих решений обеспечения экологической безопасности сельскохозяйственного производства // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. №1 (98). С. 6-17

4)     Наука и жизнь. «Программа «Коперник»: перед стартом. Статья от 02.04.2014//URL: https://www.nkj.ru/news/24045/

5)      На грани уничтожения: Космонавты ESA показали степень загрязненности Земли.// URL: https://www.vladtime.ru/nauka/714656

6)     Работа сервиса управления чрезвычайными ситуациями (Copernicus Emergency Management Service). Продолжающиеся пожары в районе Чернобыля с 3 по 14 апреля 2020 года//URL: https://emergency.copernicus.eu/mapping/ems/copernicus-emergency-management-service-monitors-impact-fire-ukraine

7)      Учебное пособие в 2-х частях, разработанное в рамках проекта «Внедрение инноваций Программы «Коперникус» для сферы охраны окружающей среды и обеспечения безопасности в регионе Балтийского моря» (№R036, BalticSatApps), реализуемого в рамках Программы трансграничного сотрудничества «Интеррег. Регион Балтийского моря» на период 2014-2020 годов.

«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 8
«Коперникус» — мониторинг Земли для каждого. Рис. 9

                      

Опубликовано 26.12.2020