Организация интегрированных оптических и радиолокационных наблюдений Земли из космоса

В последние десятилетия отмечается бурное развитие как радиолокационных исследований поверхности Земли из космоса, так и оптических. Поскольку каждый метод исследования имеет как преимущества по сравнению с другим, так и недостатки, представляется полезным одновременное использование съёмок одной и той же территории в оптическом и радиодиапазоне, и последующий совместный анализ.
Совместная обработка данных радиолокации и изображений, снятых в оптической зоне спектра, выделена в современном научном сообществе в качестве отдельного направления, так как во многих случаях именно их совместное использование дает наиболее полные результаты. Изображения в оптическом диапазоне содержат информацию об отраженной или переотраженной энергии солнечного света, а значит и информацию о химических свойствах поверхностного слоя, в то время как изображения, полученные в микроволновом диапазоне, предоставляют данные о геометрических и физических параметрах поверхности: шероховатости, физической структуре и диэлектрических свойствах.
Основной целью совместной обработки данных радиолокационного и оптического происхождения является расширение круга задач, решаемых методами дистанционного зондирования Земли, а также повышение качества данных (например, увеличение надёжности, устранение или сокращение степени неоднозначности, оптимизация детальности, необходимая для классификации, заполнение областей отсутствия данных в случае облачности для оптических изображений или затенённых областей для радиолокационных, и др.)
Интегрированная система может представлять собой единый аппарат, несущий одновременно два и более сенсоров (в их числе оптический и радиолокационный). Интегрированная система может представлять собой также набор спутников с разными приборами, а собственно интеграция данных может происходить на наземном пункте, после сеанса наблюдения.
Наиболее очевидная схема съемки и естественная потребность наблюдения заключаются в том, чтобы проводить наблюдения в оптическом и радиодиапазоне одновременно. В такой схеме исключаются проблемы наблюдения динамических, быстро меняющихся объектов, улучшаются возможности решения оперативных тактических задач. Очевидно, это был бы идеальный вариант интегрированной системы наблюдения.
В то же время, подавляющее большинство научных и хозяйственных задач допускают проведение съемок с некоторым интервалом времени между наблюдениями исходя из того, что изменения сцены наблюдения во времени не слишком существенны. Существует также большой круг геофизических задач, в которых получаемые результаты обеспечиваются практически с одинаковым успехом оптическим и радиолокационным средствами наблюдения. Кроме того, имеется ряд приложений, где съемка в разное время разными приборами, дающими неодинаковые сведения, оказывается полезной для более полного решения поставленных задач из-за статичности наблюдаемой сцены.
Размещение оптического и радиолокационного датчика на одном носителе с целью одновременной съемки целесообразно лишь в случае использования оптического датчика пониженного разрешения, который обеспечил бы полосу захвата, сравнимую с радарной и имел угол зрения, совместимый с углом зрения радарного датчика. Постоянное перенацеливание оптических систем наблюдения высокого разрешения делает невозможным размещение их на одной платформе с радаром, для которого фиксированная ориентация платформы обязательна.
Таким образом, представляется разумной следующая рекомендация: оптические и радиолокационные датчики высокого разрешения необходимо размещать на разных платформах, особенно при наличии требования перенацеливания оптического прибора в больших пределах относительно надира. Интегрирование радиолокационных и оптических наблюдений должно выполняться на уровне координации наблюдений космических аппаратов.