Глава 8. Мониторинг и регистрация чс на основе аэро-космических средств Введение

Для решения задач контроля и прогнозирования динамики развития окружающей среды в большинстве стран мирового сообщества создаются системы мониторинга ( от греческого « монитор»-вперёдсмотрящий ) -то есть системы наблюдения за изменениями состояния окружающей среды вызванными, как природными, так и антропогенными причинами , в том числе и в результате чрезвычайных ситуаций (ЧС). Система наблюдений, оценки и прогноз изменения состояний окружающей среды при ЧС является чрезвычайно важной составной частью экологического мониторинга.

Основными задачами системы комплексного (наземного, водного и аэрокосмического) мониторинга являются:

• наблюдения за изменениями состояния элементов биосферы и создание банка данных о фоновых и экстремальных параметрах окружающей среды с целью дальнейшего выделения трендов их динамики ;

• оценка и выделение изменений состояния окружающей среды , обусловленных как по причине природной изменчивости, так и в результате деятельности человека, с выделением экстремальных и чрезвычайных ситуаций;

• краткосрочное и долгосрочное прогнозирование тенденций изменения состояния окружающей среды ;

• оценка и управление рисками природных и техногенных катастроф.

Мониторинг предназначен для решения определённого круга задач,так например,перечислим некоторые из них:

• экологический включет в себя наибольший объём задач и видов, в том числе биосферный,биологический,санитарно-токсилогический, и т.п., в том числе и ниже приводимые, так как в рамках его структурных составляющих рассматривается весь органический мир Земли (живая природа ) и окружающая её среда (неживая природа).Поскольку объять необъятное невозможно различают и другие виды мониторинга с более суженным кругом задач;

• геофизический проводится с целью прогнозрования погоды и климата Земли в широком смысле и включает в себя и другие виды метеорологического мониторинга;

• геологический проводится с целью изучения зкзогенных и зндогенных геологических процессов, а также подземных вод и природных ресурсов Земли;

Можно также выделить мониторинг отдельных объектов

• мониторинг земель,океана, полярных льдов,снежного покрова, облаков и осадков,сельско-хозяйственных культур,городов и т.д.;

• мониторинг источников загрязнения акваторий, поверхности, атмосферы Земли (в том числе трансграничный перенос аэрозолей);

• мониторинг парниковых газов;

• мониторинг чрезвычайных ситуаций, происходящими в природе и техносфере.

В зависимости от величины площади или линейных размеров зон наблюдения различают локальный (несколько десятков км), региональный (сотни км) мезомасштабный (тысячи км) и глобальный (вся планета) мониторинги.

С целью повышения качества работ по сохранению окружающей среды правительство Российской Федерации( РФ ) в 1993 г. приняло постановление “ О создании единой государственной системы экологического мониторинга(ЕГСЭМ)”, которая должна объединять и координировать все виды ведомственного мониторинга.

В России мониторинг ведется силами и средствами различных ведомств. Контроль за событиями гидрометеорологического характера осуществляется по территории России организациями Росгидромета (Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды). Система мониторинга Росгидромета в свои лучшие времена насчитывала около 1800 метеорологических и гидрологических станций, 3,6 тыс. наблюдательных постов, 42 гидрометеорологические обсерватории, 191 авиаметеорологическую и 146 азрозольных станций. К сожалению, зкономические проблемы вынудили существенно сократить зту сеть: более 330 станций и 1,4 тыс. постов было закрыто. В интересах сохранения функционирования сети наблюдений Росгидромет заключил соглашения о совместном решении задач в области гидрометеорологии и мониторинга загрязнения окружающей природной среды с администрациями субьектов Российской Федерации. Для получения необходимого обьема информации о гидрометеорологических процессах приняты также меры по увеличению роли дистанционного зондирования из космоса. В зтих целях задействованы космические системы: "Метеор", "Океан", "Ресурс", "Прогноз", "Ионозонд" и другие. Используются также данные международной системы геостационарных гидрометеорологических спутников.Так например,спутниковые системы по программе наблюдениия Земли EOS (Earth Observing System) [133-138 ].

Сейсмические наблюдения в стране осуществляются Федеральной системой сейсмологических наблюдений (ФССН), в которую входят наблюдательные сети Российской академии наук, Минобороны, Минприроды и др.. Всего в ФССН входило девять центров сбора и обработки данных и около 180 сейсмостанций. Однако количество указанных сейсмостанций к настоящему времени тоже уменьшилось.Если принять плотность сети сейсмических станций в Японии за 1, то в России она составляет 0.01,в Канаде 0.03,в Германии 0.26, в США 0.33.

На территории Соединенных Штатов Америки в настоящее время действует несколько тысяч стационарных сейсмических станций. В потенциально опасных районах, таких, например, как Центральная Калифорния, среднее расстояние между ними составляет всего около 10 км! Ведомством, осуществляющим основной объем работ по сейсмологическому мониторингу в стране, начиная с магнитуд 2,5, является Геологическая служба США. Вместе с тем их выполняют различные другие ведомства, имеющие собственные сейсмостанции.

В России сейсмологические и геофизические наблюдения осуществляются различными ведомствами, причем разобщённо, их финансирование в последние годы резко снизилось, оборудование сетей технически устарело. Только 8,5% сейсмических станций России оснащены цифровым оборудованием (в Канаде, например, 90%), но и оно уже далеко не современное. Лишь 6-7% станций имеют средства вычислительной техники и 4% — электронную и межкомпьютерную связь (в Канаде - 100%).

Наблюдение за опасными геологическими процессами ведут комплексные инженерно-геологические и гидрологические партии Министерства природных ресурсов РФ (бывшего Роскомнедра). Разработана концепция Государственного мониторинга геологической среды. Его система должна включать три подсистемы мониторинга — зкзогенных и зндогенных геологических процессов, а также подземных вод.

Данные мониторинга и системная информация о различных процессах и явлениях служат основой для прогнозирования. Говоря о нем, следует различать два широко используемых в зтой области понятия: прогнозирование (forecasting) и предсказание (ргеdісtіоn). Прогнозирование — зто исследовательский процесс, в результате которого получают вероятностные данные о будущем состоянии прогнозируемого объекта. Под предсказанием же понимается искусство суждения о будущем состоянии объекта, основанное на субъективном "взвешивании" большого числа качественных и количественных факторов.

Количественный прогноз определяется вероятностью, с которой произойдет то или иное событие в будущем, а также некоторыми количественными характеристиками этого события.

В целях прогнозирования производят наблюдения за соответствующим процессом на определенном участке и вычисляют его будущее значение в упрежденной точке. При этом обычно оценивается как математическое ожидание конкретного значения процесса в этой точке (точечный исход), так и величина интервала, в который с заданной вероятностью попадет будущее значение процесса (интервальный прогноз).

Прогнозирующая система включает в себя ряд элементов. Один из них — информация об объекте прогнозирования, раскрывающая его поведение в прошлом и настоящем, а также закономерности этого поведения. Зная их, можно построить математическую модель поведения объекта. А она позволяет с использованием того или иного математического аппарата определить ранее неизвестные параметры модели, спрогнозировать состояние интересующего объекта в некоторый будущий момент времени [134 ].

Условиями точности прогноза при заданных его цели и интервале упреждения являются: соответствие информации об объекте прогнозирования цели и задачам этого процесса; построение правильной модели поведения объекта и правильный выбор математического аппарата для исследований; наличие в прогнозирующей системе обратной связи с результатами прогнозирования — они должны подвергаться количественному анализу и служить основанием для внесения необходимых поправок и изменений в элементы системы.

Основной целью прогнозирования катастрофы является выявление времени ее возникновения, возможного места и возможной мощности. Рассмотрим технологический процесс прогнозирования возможных источников катастроф природного и техногенного характера. Системы с такими источниками назовем объектами прогнозирования. А под самими источниками будем понимать элементы указанных объектов, в которых сосредоточивается или сосредоточен запас физической, химической или смешанной энергии.

Катастрофы, как известно, происходят в результате ускоренного неуправляемого освобождения энергии при неожиданном нарушении устойчивости в природных, техногенных или смешанных системах. Освобожденная энергия передается от источника через слои сред к объекту воздействия.

Для осуществления заблаговременного прогноза необходимо собрать информацию: о возможном источнике катастрофы; об условиях, в которых он пребывает; о среде, в которой он находится и через которую будет передаваться; об объектах воздействия.

Возможный источник катастрофы природного и техногенного происхождения характеризуется возможными: координатами (x, y, z); максимальными, минимальными и средними значениями мощностей катастроф за многолетние периоды наблюдений в данном регионе; состоянием (жидким, газообразным, твердым); механикой освобождения энергии в результате воздействия различных факторов. Эту информацию могут дать карты районирования, каталоги, модели, показывающие механизмы освобождения энергии.

Трагическим примером такого рода ЧС является. видеокадр последствий теракта 11сентября 2001 г. в Нью-Йорке (рис 8.1), который был зарегистрирован из космоса ИСЗ «ICONOS» . В качестве примера регистрации ЧС из космоса на рис. 8.1 представлено панхроматическое изображение г. Нью-Йорка 11 сентября 2001г. зарегистрированное американским коммерческим спутником Ikonos (запущен в конце 1999 г.) с помощью цифровой камеры с разрешением 0.83 м с охватом по ширине в 11 км. На этом рисунке чётко видны очертания района Манхэтена г .Нью-Йорка, факел дыма от горящих руин зданий-близнецов мирового торгового центра на берегу реки Гудзон. Изображения такой детальности пригодны для создания топографических карт и ортофоткарт в масштабах 1:25000 и крупнее , а при наличии опорных точек вплоть до масштаба 1:2400.

Рассмотрение результатов мониторинга и регистрации ЧС на основе аэро -космических средств с привлечением вышеперечисленных подходов является предметом рассмотрения настоящей главы, в которой будут обсуждены проблемы связанные с:

- радиоактивным заражением местности в результате ядерных аварий,

-загрязнениями обусловленными нефтяными разливами , последствия лесных пожаров, войны в Персидском заливе и Югославии,

-землетрясений и их прогнозирование,

-тайфунов ,наводнений, пыльных бурь , трансграничных выбросов и переносов загрязнений.

Для понимания перечисленных выше вопросов и проблем необходимо кратко напомнить[133], что система получения и распространения данных оперативного аэрокосмического мониторинга основана на :

• носителях съёмочной аппаратуры (искусственный спутник земли/ИСЗ/,самолёт-лаборатория или дистанционно-управляемый аппарат/ДПЛА/,аэростат, ракета);

• собственно аппаратуре дистанционного зондирования /ДЗ/ Земли;

• бортовые средства передачи данных на Землю по радиоканалу;

• наземных комплексов приёма этой информации, её обработки и предоставления потребителям.

Для ДЗ Земли с ИСЗ используются два основных типа

спутников : геостационарные и полярноорбитальные ( с высотой орбиты Н-36тыс.км и около 1000км , соответственно). Если первые обеспечивают обзор одной и той же части планеты, сохраняя неизменное положение относительно определённой точки на экваторе, то вторые, находясь на орбите , плоскость которой примерно перпендикулярна плоскости вращения Земли ,через определённый период времени оказываются над заданным районом наблюдения[133-142].

Съёмочная аппаратура ДЗЗ, как правило, работает в четырёх основных спектральных интервалах: ультрафиолетовом (УФ/UV 0.01-0.4 мкм) видимом ( вид. /VIS 0.4-0.74 мкм) инфракрасном ( ИК/ IR 0.74-12 мкм),микроволновом ( МВ/ MW 10-1000 мм)СВЧ. Существует также многоканальная спектральная аппаратура высокого разрешения в тех областях спектра ,где земная атмосфера прозрачна для электромагнитных волн. Следует отметить, что ИК и МВ –съёмку в окнах прозрачности атмосферы можно проводить в тёмное время суток, а в микроволновом диапазоне -даже при наличии облачности.

Важнейшими характеристиками формируемого изображения являются пространственная ( r ) и радиометрическая /яркостная, температурная / ( I ) разрешающие способности используемой аппаратуры.

Пространственное разрешение зависит от длины волны , диаметра объектива ( в случае радиолокационного наблюдения –размеров апертуры антенны) D и высоты орбиты Н следующим образом :

r   H / D (8.1).

Радиометрическая разрешающая способность ( I ) определяется прежде всего шириной динамического диапазона используемого датчика/приёмника излучения/, то есть количеством уровней дискретизации , соответствующих переходу от яркости абсолютно “чёрного” к абсолютно “белому” телу.

Так для широко распространённого прибора AVHRR, применяемого на спутниках серии NOAA , пространственное разрешение r (физический размер одного пиксела на поверхности Земли) составляет около 1 км, а радиометрический диапазон 1024 уровня яркости. Для обнаружения элементарного объёма должно выполняться условие I_об S/ r²   (8.2),

где I_об -яркость объекта, S -его площадь.

С учётом (8.2) получим, что минимальный размер наблюдаемого на поверхности Земли, например лесного пожара, для которого I_об =1024, составляет около 30*30 м².

Пространственное и радиометрическое разрешение аппаратуры вместе с шириной полосы ,в которой проводится съёмка, и общим числом каналов определяют скорость передаваемого на Землю инфрормационного потока:

С = INK LV/r² (8.3),

где V –скорость перемещения подспутниковой точки по трассе ИСЗ, I –число бит на пиксел изображения, N – число каналов, L-ширина полосы обзора, K  1 –коэффициент,зависящий от типа применяемого в канале помехоустойчивого кодирования.

Например, для r = 10 м, L=100км, V= 8км/с, N=3, I= 8 бит и K=1скорость передачи данных С составит 192 Мбит/с или 24 МБ/с.

В свою очередь, необходимая для передачи этого информационного потока ширина полосы пропускания радиоканала “борт-Земля” зависит от энергетических характеристик как приёмного (наземного), так и передающего (бортового) комплексов.

Пропускная способность каналов связи возрастает с увеличением мощности бортового передатчика, диаметра приёмной антенны наземного комплекса и с уменьшением расстояния до ИСЗ. Так, для приведённого выше примера диаметр приёмной антенны должен быть не менее 10м.

На рис.8.2.представлена типичная “пространственно-временная” диаграмма, иллюстрирующая необходимые для исследования основных процессов соотношения между разрешающей способностью и периодичностью съёмки. На диаграмме также приведены “ области тематической применимости” соответствующие некоторым современным космическим системам ДЗ Земли. Как видно из рис.8.2. катастрофические явления с периодичностью в часы или сутки в видимом диапазоне спектра с пространственным разрешением от 0.5 до десятков метров под силу лишь военным спутникам.

Рис.8.2. Пространственно-временная диаграмма различных процессов и съёмочных возможностей ИСЗ.

Тем не менее многие задачи связанные с мониторингом ЧС/тайфуны, лесные пожары, осадки, глобальное распространение аэрозолей , высота снежного и ледового покрова, наводнения, землетрясения, опустынивание и многое другое/ могут быть зарегистрированы и с помощью приборов как более низкого разрешения, так и работающих в иных участках электро-магнитного спектра. Таковыми являются современные многоканальные сканеры высокого разрешения дающие изображения исследуемых объектов в в видимом и ИК -диапазонах спектра, СВЧ –радиометры, а также радиолокаторы с синтезированной апертурой [ ] . ИСЗ запущенные разными странами мира и которые работают в начале 21-го века: Landsat-7,EOS-AMI, ENVISAT-1, ERS-3, ADEOS-2, SPOT-5, ”METEOR-3M” N1, ALOS ,EOS-LATI и др. [133,135-139 ].

Спутники серий ERS, Envisat, JERS, RADARSAT. На этих спутниках установлены одночастотные радары с синтезированной апертурой. Технические характеристики спутников и радаров приведены в табл. 8.1.. Спутники ERS-1,2 и

Envisat были запущены Европейским космическим агентством [135], JERS – японским космическим агентством

Пассивные микроволновые радиометры SSM/I. На спутниках серии DMSP, первый из которых был запущен в 1987г., устанавливаются микроволновые радиометры SSM/I. Каждый из этих приборов является 7-канальной четырехчастотной пассивной радиометрической системой. Сигналы вертикальной и горизонтальной поляризации принимаются на частотах 19.3, 37.0, и 85.5 ГГц; на частоте 22.2 ГГц принимается только сигнал вертикальной поляризации.

Таблица 8.1..

Основные характеристики ERS, Envisat, JERS-1, RADARSAT и их радаров.

Спутники	ERS	Envisat	JERS-1	RADARSAT
Орбита
Высота (км)	785	799.8	568	789
Наклонение (градусов)	98.5	98.55	97.7	98.6
Период обращения, мин.	100	100.59	96	100.7
Прибор
Диапазон	C	C	L	C
Частота (ГГц)	5.3	5.3	1.275	5.3
Длина волны (см)	5.66	5.66	23.5	5.7
Поляризация	VV	HH,VV,HV,VH	HH	HH
Угол обзора (градусов)	23	15 – 45	38	20 – 59
Обзор	Правый	Правый	Правый	Правый
Полоса обзора (км)	100	405	75	50-500
Изображения
Разрешение по дальности (м)	20	150	18	10, 100
Разрешение по азимуту (м) / число проходов при обработке	8/1, 25/3, 30/4	150	18/3, 30/4	8/1, 30/4, 100/8

Сканирование – механическое, слева направо при обзоре вперед по направлению полета – для спутников F11 и F13 и обзоре назад - для F8. Угол обзора составляет 102.4 (51.2 в обе стороны от оси полета), при этом ширина полосы захвата соответственно равна 1400 км. Угол между осью антенны и направлением в надир равен 53.1 [135-139]. Ошибка абсолютной калибровки для всех каналов радиометра не превышает 3 К. Параметры орбиты трех спутников приведены в таблице 8.2..

Спутник ADEOS-II. Этот спутник был запущен в 2002 году. На его борту установлен многоканальный микроволновый радиометр AMSR. Этот прибор измеряет излучение Земли на 8 частотах, в вертикальной и горизонтальной поляризации.

В таблице 8.2. приведены орбитальные параметры спутников Nimbus-7, DMSP-F8, F11, F13, ADEOS, а в таблице 5 приведены основные параметры сенсоров.

Данные со спутников передаются в режиме реального времени на приемные станции-терминалы, расположенные в различных точках земного шара.

Спутники серии NOAA оснащены сенсорами AVHRR, которые представляют собой пятиканальные оптико-механические сканерные системы. В настоящее время на борту спутников NOAA-12 и NOAA-14 функционируют системы AVHRR/2,

Таблица 8.2..

Орбитальные параметры спутников Nimbus-7, DMSP-F8, DMSP-F11, DMSP-13.

ИСЗ	Высота (км)	Наклонение (град)	Период (мин)
Nimbus-7	955	99.1	104.2
DMSP-F8	838 – 882	98.8	101.8
DMSP-F11	841 – 878	98.8	101.9
DMSP-F13	840 – 875	98.8	101.9
ADEOS-II	815 – 794	98.6	101.0

Таблица 8.3.

Параметры микроволновых радиометров SSM/I, SMMR, AMSR. SSM/I	SMMR	AMSR
Частоты, длины волн, поляризации, размеры минимального элемента разрешения, вдоль  поперек полосы обзора
	6.6 ГГц, 4.5 см, H,V, 148 км  95 км	6.9 ГГц, 4.3 см, H, V 40 км  70 км
	10.7 ГГц, 2.8 см, H,V, 91 км  59 км	10.7 ГГц, 2.8 см, H, V 27 км  46 км
19.35 ГГц, 1.6 см, H,V, 69 км  43 км	18.0 ГГц, 1.7 см, H,V, 55 км  41 км	18.7 ГГц, 1.6 см, H, V 14 км  25 км
22.235 ГГц, 1.4 см, V, 60 км  40 км	21.0 ГГц, 1.4 см, H,V, 46 км  30 км	23.8 ГГц, 1.3 см, H, V 17 км  29 км
37.0 ГГц, 0.8 см, H,V, 37 км  28 км	37.0 ГГц, 0.8 см, H,V, 27 км  18 км	36.5 ГГц, 0.8 см, H, V 8 км  14 км
		50.3 ГГц, 0.6 см, V 6 км  10 км
		52.8 ГГц, 0.6 см, V 6 км  10 км
85.5 ГГц, 0.3 см, H, V, 15 км  13 км		А. 89.0 ГГц, 0.3 см, H, V 3 км  6 км
		B. 89.0 ГГц, 0.3 см, H, V 3 км  6 км
Ширина полосы обзора, км
1400	780	Приблизительно 1600
Угол между осью антенны и направлением в надир, град.
42.0	53.1	55.0 для всех каналов кроме 89.0 В, 54.5 для каналов 89.0 В

работающие в диапазоне электромагнитного спектра от видимого до теплового инфракрасного: 1 - видимый (0.58-0.68 мкм); 2 - ближний ИК (0.725-1.10 мкм); 3 – средний ИК (3.55-3.93 мкм), 4 – тепловой ИК (10.30-11.30 мкм); 5 – тепловой ИК (11.50-12.50 мкм). AVHRR/2 имеет пространственное разрешение для всех каналов - 1.1 км, ширина полосы захвата на местности - 2900 км, угол сканирования составляет 55.4 в обе стороны от надира. Размер пикселя на изображении каждого из пяти каналов – 1  1 км.

Помимо многоканальных измерителей в настоящее время для дистанционного зондирования применяют гиперспектральные сенсоры. Эти приборы позволяют получать изображения высокого пространственного разрешения в широком диапазоне электромагнитных волн с использованием большого количества смежных спектральных каналов (от нескольких десятков до нескольких сотен). Такие измерители установлены на спутниках серий Terra, Aqua, Envisat, EO и др., а также на самолетах [133?135-137]. Гиперспектрометры, как правило, работают в оптическом или близких к нему диапазонах длин волн, поэтому их применение для мониторинга ледового покрова Арктики ограничено.

Спутник Terra оснащен многоканальным сканирующим спектрорадиометром среднего разрешения MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer), а также радиометром высокого разрешения ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and reflection Radiometer) и спектрорадиометром MISR (Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer). Данные MODIS поступают в 36 спектральных зонах в диапазоне 405-14385 нм с разрешением 250, 500 и 1000 м и обеспечивают полное покрытие поверхности Земли каждые 2 дня и используются для мониторинга широкомасштабных изменений в биосфере, изучения процессов в атмосфере, океане и т.д.

Радиометр ASTER предназначен для сбора детальной информации и картографирования поверхностной температуры, излучательной и отражательной способностей Земли при решении задач в метеорологии, гляциологии, гидрологии, вулканологии и геологии, изучении динамических процессов урбанизации территорий, энерговлагообмена и поверхностных потоков.

Спектрорадиометр MISR – девятикамерная система, в которой одна камера направлена в надир, а остальные обеспечивают обзор поверхности Земли по различными углами - 26.1°, 45.6°, 60.0°, и 70.5° в четырех спектральных диапазонах от видимого до ближнего ИК. Данные MISR дают возможность выделять на изображениях различные типы облачности, частицы атмосферных аэрозолей и различные объекты земной поверхности. Сенсор предназначен для определения сезонных и долговременных трендов количества и состава атмосферных аэрозолей, как природного, так и антропогенного характера; мощности и типа облачности, высоты облачного покрова; изучения различных объектов поверхности суши, включая структуру растительного покрова.

Основные параметры современных и перспективных гиперспектральных сенсоров приведены в таблице 8.4.

Спутник серии "EO-1" ("Earth Observing-1", США) запущен в ноябре 2000 г. На его борту установлен комплекс съемочной аппаратуры, включающий три прибора: многоспектральный ALI (Advanced Land Imager) и гиперспектральный Hyperion (Hyperspectral Imager) приборы формирования изображений и спектрометрическую видеосистему для атмосферной коррекции LAC (Linear etalon imaging spectrometer array Atmospheric Correction). ALI представляет собой высоко-интегрированный многоспектральный и панхроматический спектрометр. Принцип действия ALI основывается на технологии “pushbroom”, он имеет девять спектральных каналов в диапазоне от 433 до 1350 нм и панхроматический канал (480-690 нм). Спектральные диапазоны были разработаны с целью имитации шести каналов ETM+ (Enhanced Thematic Mapper), функционирующего на борту Landsat-7, и три дополнительных спектральных диапазона (433 – 453 нм, 845 – 890 нм, 1200-1300 нм). "Hyperion" обеспечивает зондирование земной поверхности в диапазоне от 400-220 нм (220 спектральных каналов) с 30- метровым пространственным разрешением и покрытием за одну сцену - 7.5 км на 100 км. Видеоспектрометр LAC предназначен для коррекции влияния атмосферных процессов при формировании таких многоспектральных изображений, как ETM+. Все три прибора позволяют производить синхронную съемку в рамках полосы обзора ETM+ Landsat-7 c частичным или полным ее покрытием [133- 142].

Таблица 8.4.

Основные характеристики современных и перспективных гиперспектральных сенсоров космического базирования

Сенсор	Агентство (страна)	Спутник (программа)	Дата запуска	Ширина полосы обзора (км)	Простран-ственное разрешение (м)	Кол-во каналов	Спектральный диапазон (нм)
LISS-3	India	IRS-1D	1997	127 134	23.7	4  23	520 – 1700
MODIS	NASA	TERRA(EOS) AQUA (EOS)	1999	2330	250 (к-лы 1-2) 500 (к-лы 3-7) 1000 (к-лы 8-36)	36	405 – 2155 (к-лы 1 – 19) 3660 – 14385 (к-лы 20 – 36)
ASTER	NASA	TERRA (EOS)	1999	60	15 (к-лы 1-3) 30 (к-лы 4-9) 90 (к-лы 10-14)	14	520 – 860 (к-лы 1 – 3) 1600 – 2430 (к-лы 4 – 9) 8125 – 11650 (к-лы 10 –14)
MERIS	ESA	ENVISAT	2000	1150	300	15	400 - 800
Hyperion	NASA	EO-1	2000	7.5 (7.5  100)	30  30	220	400 – 2500
ALI	NASA	EO-1	2000	37	30  30	9	433 – 2350

Несмотря на научно-технический прогресс, в том числе и в сфере аэрокосмического мониторинга, уязвимость нашего общества от природных катастроф возрастает Количество пострадавших от них увеличивается ежегодно примерно на 6%. По данным ООН [ 140-142 ] по числу пострадавших наиболее опасными являются засухи (33%), наводнения (32%) и тропические штормы (30%), по числу погибших людей (100 чел. и более)- наводнения (26%), тропические штормы (19%), эпидемии (17%) и землетрясения (13%). 06 этом говорит анализ статистики катастроф, произошедших на Земле за последние 30 лет.

На территории России, обладающей чрезвычайно большим разнообразием геологических, климатических и ландшафтных условий, наблюдается более 30 видов опасных природных явлений.

За год в нашей стране бывает 350—400 опасных событий природного характера. Повторяемость их возникновения по видам приведено табл.8.5.

Таблица 8.5.

Наводнения 35%

Ураганы, бури, штормы, смерчи 19%

Сильные или особо длительные дожди 14%

Землетрясения 8%

Оползни, обвалы, сели 5%

Сильные снегопады 5%

Сильные морозы, заморозки в вегетационный период 3%

Лавины 2,5%

Метели 2,5%

Засухи 2%

Грозы, градобития 1%

Наиболее разрушительными из них являются: наводнения. Достаточно вспомнить наводнение в г. Ленске в мае 2001 г., когда погибло 6 человек и пострадало более 20 тыс. человек, когда было полностью разрушенно 3231 одноэтажных и 100 двухэтажных домов. В результате разрушения нефтебазы вылилось десятки тысяч тонн мазута. Суммарный ущерб в г. Ленске и других городах Якутии и Иркутской области составил более 6 млрд руб.. Паводки 2002 г. на Северном Кавказе, связанные с прохождением мощных циклонов, привели к гибели уже более 100 человек, а материальный ущерб был в три раза больше, чем в Якутии и Иркутской области в 2001 г.. Землетрясение на Горном Алтае в 2003 хотя и было в эпицентре с магнитудой 8 по шкале Рихтера и сопровождалось разрушением домов, но прошло без человеческих жертв, а вот землетрясение в г. Бам в Иране в 2004г. унесло жизни около 30тысю человек.

Научно-техническая революция XX века обусловила ускоренный характер развития антропогенного воздействия на окружающую среду. Техногенные катастрофы возрастают по степенному закону и в результате антропо­генной деятельности в 21 веке проявления глобального экологического кризиса принимают всё более выраженное через нарушение биогеохимического круговорота / в результате разрушения и угнетения человеком естественных экосистем и ландшафтов на поверхности Земли и, как следствие, нарушение устойчивости окружающей среды. Мировые войны 20-го века, ядерные аварии и катастрофы, экстремальные происшествия и трагедии на потенциально опасном химическом производстве, в нефтяной индустрии, на транспорте и на протяжённых трубопроводах, локальные войны и конфликты, международный терроризм, пожары и даже эпидемии СПИДа, атипичной пневмонии, ящура и т.д. дают многочисленные примеры того, что мы уже приближаемся к состоянию неустойчивого равновесия нашей экосистемы.

И хотя по числу жертв техногенные катастрофы уступают природным “взрывной” характер их динамики на переходе от “углеродной” энергетики к развитию солнечно-водородной требует использования современных методов мониторинга для контроля и прогнозирования изменений окружающей среды. Уроки Чернобольской трагедии на 4-м блоке атомной электростанции , техногенные аварии на других производствах требуют реализации комплексного мониторинга окружающей среды , в том числе и на основе аэрокосмических средств.