Фотоспектральная система для исследования подстилающих поверхностей с борта МКС

Описывается устройство и работа фотоспектральной системы (ФСС), разработанной и созданной В НИИ прикладных физических проблем Белгосуниверситета для использования на борту международной космической станции (МКС) в рамках космического эксперимента «Ураган» («Экспериментальная отработка наземно-космической системы мониторинга и прогноза природных и техногенных катастроф»).
ФСС регистрирует спектры отраженного излучения подстилающих поверхностей в диапазоне длин волн 350 – 1050 нм одновременно с цветными изображениями высокого пространственного разрешения.
Задачи, решаемые с использованием ФСС: выбор характерных спектральных зон для решения диагностических задач; определение ареала распространения «пылевых» бурь из района озера Арал; определение масштабов загрязнений (мониторинг объектов промышленной разработки и транспортировки нефти, зимний мониторинг индустриальных городов); регистрация темпов движения «зеленой волны» - фронта и тыла весеннего снеготаяния; исследование динамики изменения ландшафта (зарастание пахотных земель, техногенное воздействие на природную среду); исследование крупных лесных массивов по определению породного состава; получение эталонных данных участков земной поверхности с различной растительностью.
ФСС конструктивно выполнена в виде компактного переносного моноблока, который включает:
• модуль спектрорадиометра (МС), состоящий из проекционного (входного) объектива, полихроматора, контроллера;
• модуль регистрации изображения (МРИ), в качестве МРИ используется цифровой фотоаппарат Nikon D3X с объективом Nikon 200 мм f/2G ED–1F AF–S VR Nikkor;
• модуль электроники (МЭ), представляющий собой планшетный компьютер (ПК) типа Sony VAIO VGN-UX390N.
Нами разработана методика интерполяции пространственно-спектральных данных, в результате применения которой информация, содержащаяся в RGB-изображениях и спектрах высокого разрешения в 4―6 областях (точках) на одном изображении, становится близкой по своей информативности данным, получаемым видеоспектрометром с несколькими десятками спектральных каналов.
Сочетание фотоаппаратуры высокого пространственного разрешения и спектрорадиметра высокого спектрального и пространственного разрешения позволит повысить информативность регистрируемых данных в КЭ «Ураган» и проводить более точную идентификацию, классификацию и определение параметров подстилающих поверхностей и объектов.
В работе приводятся расчеты оптических параметров и результаты лабораторных испытаний ФСС, измерений ее характеристик и спектроэнергетических калибровок.