Список экологических проблем и фантазии про космический мониторинг

Приветствую, коллеги!

Прочитал сообщение Дмитирия Рябова. 

Насколько я пониманию, сегодня для получения снимков состояния некой экосистемы используется технология фотографирования в различных спектрах при освещении солнцем или инфракрасном ночном излучении земных объектов.

Вопрос следующий. Применяются ли при спутниковом фотографировании экосистем методы сканирования в отраженном лазерном излучении (обратное рассеивание)? Т.е. когда  исходный луч определенного диапозона направляется со спутника на исследуемые объекты и отражается от них, в том числе вызывая вынужденное излучение, и эта картина уже фиксируется датчиками спутника. Подобные технологии уже активно используются в военных целях и в исследованиях других планет. Они  давно используются для изучения состояния атмосферы Земли: лазерный луч направляется в атмосферу и по обратному рассеиванию на неоднородностях атмосферы датчики фиксируют состояние атмосферы, например, в выбросах промышленной трубы или в струе газов, образуемого вслед за летящей ракетой. В принципе, если на Останкинской башне в Москве установить сканирующий лазер и фоторегистратор, то можно было бы с одного места сканировать картину всех выбросов в атмосферу из промышленных труб, фиксируя объем, скорость и состав выходящих из трубы газов.

Идея следующая. Зеленые листья, трава накапливают днем энергию. Ночью, если направить на зелень со спутника лазерное излучение на некоторой частоте, можно добиться достаточно мощного вынужденного переизлучения, которое датчики спутника вполне могут уловить. Мощность сигнала будет соответствовать объему зеленой биомассы. Допускаю, что деревья разных видов будут давать свою характерную картину обратного рассеивания лазерного излучения, направляемого со спутника.  

Думаю, все это уже есть. Однако обычно я вижу, что экологи состояние леса оценивают по спутниковым снимкам, снятым при освещении солнцем, а не путем лазерного сканирования из космоса. Но второе направление более перспективно. Интересно узнать, насколько мы в этом уже продвинулись. Что в этом отношении уже есть и что можно почитать?

Удачи!

02.08.2015, 14:39, "Dmitry Ryabov" <goodwill@narod.ru>:

Здравствуйте, коллеги!
Чтобы свободнее мечталось, надо заметить что даже на сегодня можно получать снимки и гиперснимки почти в любом интересном диапазоне, особенно где атмосфера прозрачнее, хотя необязательно. Если пока не со спутников, то с самолетов. Правда пока менее развиты измерения взависимости от "третьей" координаты удаленности/высоты/глубины, постепенно и это развивается.
Но как программист я знаю что на сегодня есть очень большая проблема, даже не столько с получением снимков или гиперснимков - этой информации слишком много, а с их как можно более автоматической обработкой! Информацию полностью автоматически обработать можно только частично и в очень грубых случаях. Хотя над этой проблемой работают. Но пока та же globalforestwatch не совсем правильно картирует вырубки автоматически - по тем картам какие там есть, хотя более-менее близко к правде, то я что я вижу вблизи.
С моей точки зрения неспециалиста ДЗЗ, для самообразования кроме мечтаний, полезно посмотреть на все типы датчиков, какие есть на сегодня и какие проектируются в будущем на космических аппаратах исследования дальнего космоса и ДЗЗ (дистанционного зондирования земли), телескопах космического базирования, особенно в зарубежных космических аппаратах, не только РФ - об этом много в интернете. Преобладают датчики видимого оптического и инфракрасного диапазонов, но далеко не только. Есть и спектрометры от ИК до гамма, и радиометры, радары, сцинтилляторы, лидары, многие другие. Даже датчиков "домашнего применения" формата DIY - десятки. Пространственное разрешение на сегодня у европейских датчиков достигнуто т.н. сверхвысокое - менее 1 метра на пиксель (последние КА WorldView, GeoEye), хотя желательно улучшать (например для инвентаризации отдельных деревьев).
Датчики, в т.ч. телескопы но не только, могут располагаться также в группировке спутников, а не только на одном отдельном (например проект РадиоАстрон и другие).
Кроме того, полезно попробовать классифицировать что нас интересует:
Всё полезное что представляет ценность - надо зафиксировать что и как должно быть полезного:
объекты/явления, их идентификация в том числе определение границ пространственных, состава, температурных и других, инвентаризация, разовая и продолжающаяся, изменения, процессы, выявление трендов, прогнозы
Всё вредное что представляет опасность
объекты/явления, их идентификация в том числе определение границ пространственных, состава, температурных и других, инвентаризация, разовая и продолжающаяся, изменения, процессы, выявление трендов, прогнозы
!Полезное! может быть например:
* Объекты не только природного но и культурного, исторического наследия, в т.ч. здания.
* Визуальный контроль рекреационного пространства городов, в т.ч. парки и просто свободное пространство
(против застройки - точечной, уплотнительной, заграждений - заборов и проч).
* Контроль популяций (в очень дальней перспективе)
* Контроль подводных течений, воздушных течений.
!Вредное! может быть например:
* Торфяные пожары (можно выявлять уже сейчас современными ИК датчиками, увеличив их разрешения важнее временнОе, но и другие).
* Увеличив оптическое разрешение до максимального на сегодня - можно фотографировать (находить не автоматически):
* Фактическая застройка - точечная, уплотнительная, заграждения - заборы и проч., понятно что это "уже поздно", но хоть так.
* Несанкционированные свалки бытового и похожего мусора.
* Обмеление а также неправильные режимы малых рек и ручьев.
* Критичное изменение химического состава, загрязнения супертоксикантами и другими веществами - спектрографами, радиографами, лидарами.
* Радиационное загрязнение всех сред - гамма-спектрографами, сцинтилляционными детекторами.
* Неправильный критичный режим температур объектов/территорий/явлений.
* Критичное изменение магнитного поля.
* Критичное изменение подводных течений, воздушных течений.
+ идеи на некоторое будущее:
* Критичное изменение (сокращение) популяций живого (в очень дальней перспективе - думаю тоже возможен мониторинг)

--
С уважением,

Дмитрий Рябов

01.08.2015, 18:06, "Александр Водяник" <vodianic@mail.ru>:

то же в отношение городов + мониторинг городов как "тепловых островов"

3. Измерение степени трансформации антропогенных экосистем
под воздействием глобальных процессов, включая изменение
климата. Выявление трендов, прогноз.

Друзья!

Попытаюсь нАчать.
Ниже первый короткий список того, что - на мой взгляд -
было бы актуально решать с помощью космического
мониторинга, с одной стороны, и могло бы быть востребовано
общественным движением.
С надеждой на критику, комментарии и дополнение.
Свет Забелин

Экологические проблемы: список.

Охрана дикой природы.
1.Картирование территорий девственной природы, в том числе
в труднодоступных местах. Это и есть сегодняшнее «природное
наследие», природный капитал.
2.Измерение степени трансформации естественных экосистем
под воздействием глобальных процессов, включая изменение
климата. Выявление трендов, прогноз.
3. Измерение степени трансформации антропогенных экосистем
под воздействием глобальных процессов, включая изменение
климата. Выявление трендов, прогноз.
3.Картирование и измерение трансформаций естественных и
антропогенных экосистем под воздействием локальных и
региональных антропогенных воздействий. Выявление трендов,
прогноз.
4.Пожары, вырубки, затопления – оперативное картирование.
5.Пожары, вырубки – сукцессионное восстановление экосистем.
Выявление трендов, прогноз.

Охрана окружающей среды.
1.Картирование загрязненных теми или иными поллютантами
территорий.
2.Картирование изменений режима подземных вод на
антропогенных территориях. Выявление трендов, прогноз.
3.Выявление и картирование потенциально опасных
антропогенных изменений грунта (например, в районах
проявления карстовых явлений). Выявление трендов, прогноз.

Прочее.
1.Контроль за сохранностью (читай – за трансформациями, а
также прямыми антропогенными вмешательствами) охраняемых и
потенциально ценных (естественных) территорий.

> Я был бы благодарен всем вам, если бы наш коллективный
> разум помог бы
> мне такой список составить. Как минимум - список проблем,
> как максимум
> - список возможных применений космического мониторинга
> для их решения
> (в идеале - таких применений, которые были бы интересны
> многим, за
> пределом узкого круга специалистов). Но даже "программа
> минимум" -
> было бы уже много.
>
> Важно! Я не спрашиваю вас только о российских/СНГовых
> проблемах!
> Хочется взглянуть на мир пошире - нас интересуют и
> тропики, и
> Антарктида, и океаны, и глобальные процессы - всё, что
> угодно.

С уважением,
Александр Водяник
vodianic@mail.ru