Программы и сервисы | | 24.09.2014 | Юрий Насонов

Нередко в качестве подложки хочется использовать спутниковые снимки или карты с сервиса Google Maps/Яндекс карт/ OpenStreetMap… При этом одним скриншотом здесь не обойтись-качество будет не то и придется склеивать несколько изображений.

Чтобы автоматически выкачивать карты с популярных сервисов создана программа SAS.Планета. Можно выбрать любой сервис, любое качество и любую область, даже полностью город. Программа бесплатна и доступна на русском языке.

Доступны карты Google Earth, Google Maps, Bing Maps, DigitalGlobe, “Космоснимки“, Яндекс.карты, Yahoo! Maps, VirtualEarth, Gurtam, OpenStreetMap,eAtlas, iPhone maps, карты Генштаба и др. Причем можно выбрать как спутниковые снимки так и графические карты.

Итак, по порядку

1. Установка программы

• Скачиваем программу с .
• Распаковываем архив-установка не требуется

2. Настройка программы

3.Выбор нужной области

• Выбираем нужную графическую или спутниковую карту. Если Спутник (Google) не работает, попробуйте Спутник (Яндекс).

• При необходимости подключаем дополнительные слои, например, пробки.

• Найдя нужное место на карте выделяем область, которую хотим скачать

4.Скачивание карты

• В открывшемся окошке убеждаемся в правильных настройках и жмем Начать. По завершении жмем «Выход». Масштаб карты можно увидеть слева наверху. Чем больше масштаб, тем дольше будет загружатся и склеиваться изображение.

5. Сохранение карты

• Теперь нам надо склеить и сохранить загруженные тайлы. Для этого выбираем «Предыдущее выделение»

• На вкладке склеить указываем формат, путь сохранения и масштаб в котором вы скачивали тайлы , начать…

Данные дистанционного зондирования - данные о поверхности Земли, объектах, расположенных на ней или в ее недрах, полученные в процессе съемок любыми неконтактными, т.е. дистанционными методами. По сложившейся традиции, к ДДЗ относят данные, полученные с помощью съемочной аппаратуры наземного, воздушного или космического базирования, позволяющей получать изображения в одном или нескольких участках электромагнитного спектра.
Пространственное разрешение космических снимков Земли – основная характеристика космических снимков.
Классификация снимков по пространственному разрешению:

• Космические снимки очень низкого разрешения 10 000 - 100 000 м.;
• Космические снимки низкого разрешения 300 - 1 000 м.;
• Космические снимки среднего разрешения 50 - 200 м.;
• Космические снимки высокого разрешения :
• космические снимки относительно высокого разрешения 20 - 40 м.;
• космические снимки высокого разрешения 10 - 20 м.;
• космические снимки очень высокого разрешения 1 - 10 м.;
• Космические снимки сверхвысокого разрешения меньше 0,3 - 0,9 м.

помогут решить тематические задачи оценки природных ресурсов и окружающей среды:

Недра:
• Структурная геология;
• Породные комплексы;
• Минерагения;
• Гидрогеология;
• Геоморфология;
• Экзогенные геологические процессы;
• Антропогенные воздействия при недропользовании.

Поверхностные воды:
• Гидрология суши;
• Гидрология морей и океанов;
• Антропогенные воздействия на поверхностные воды.
Водные биоресурсы:
• Гидробиология;
• Антропогенные воздействия на водные биоресурсы.
Почвы:
• Генетические типы почв;
• Динамические свойства почв;
• Антропогенные воздействия на почвы (земли).

Растительный покров:
• Нелесная растительность;
• Антропогенные воздействия на нелесную растительность;
• Лесные ресурсы;
• Охрана и защита лесов;
• Антропогенные воздействия на леса.

Животный мир:
• Наземный животный мир.
Атмосферный воздух:
• Атмосферная циркуляция;
• Облачность;
• Антропогенные воздействия на атмосферный воздух.

Атмосферные осадки и снежный покров
• Атмосферные осадки;
• Снежный покров.

Ландшафты
• Природные ландшафты;
• Антропогенные воздействия на природные ландшафты.

Антропогенные объекты
• Селитебные территории;
• Коммуникационные объекты;
• Сельское хозяйство.

Использование и развитие территорий
• Землеустройство;
• Картографическая деятельность.

Космические снимки очень низкого разрешения:

QuikSCAT .

Скачать космические снимки QuikSCAT

Использование космических снимков QuikSCAT:

• Аппаратура SeaWinds, представляющая собой скаттерометр – высокочастотный радиолокатор микроволнового диапазона для определения скорости и направления ветра вблизи поверхности океана. Измерения основаны на изменении свойств отраженного излучения радиолокатора при возникновении небольших волн (ряби) на поверхности океана под воздействием порывов ветра.

Meteosat

Использование космических снимков Meteosat:

• Обеспечивает непрерывный обзор погоды.

Космические снимки низкого разрешения:

Бесплатные космические снимки (снимки Земли ) позволяют накопить опыт в космических технологиях, развить свой научно-технический потенциал и создать производственную структуру для участия в будущих государственных и международных проектах.
Преимущества бесплатных космических снимков :

• стимулирование развития внутреннего рынка геоданных;
• стимулирование быстрого развития рынка данных ДЗЗ;
• увеличение числа компаний вторичной обработки и пользователей;
• появление новых геосервисов и услуг.

Литература

• Баранов Ю.Б., Берлянт А.М., Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Серапинас Б.Б., Филиппов Ю.А. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов.
• Классификатор тематических задач оценки природных ресурсов и окружающей среды, решаемых с использованием материалов дистанционного зондирования Земли. Редакция 7. – Иркутск: ООО «Байкальский центр», 2008.

Позволяют получать пространственную информацию о земной поверхности в видимом и инфракрасном диапазонах длин электромагнтных волн. Они способны распознавать пассивное отраженное излучение земной поверхности в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. В таких системах излучение попадает на соответсвующие датчики, генерирующие, электрические сигналы в зависимости от интенсивности излучения.

В оптико-электронных системах ДЗЗ, как правило, используются датчики с постоянным построчным сканированием. Можно выделить линейное, поперечное и продольное сканирование.

Полный угол сканирования поперек маршрута называется углом обзора, а соответствующая величина на поверхности Земли — шириной полосы съемки.

Часть принимаемого со спутника потока данных называется сценой. Схемы нарезки потока на сцены, равно как и их размер для разных спутников, имеют отличия.

Оптико-электронные системы ДЗЗ проводят съемку в оптическом диапазоне электромагнитных волн.

Панхроматические изображения занимают практически весь видимый диапазон электромагнитного спектра (0,45-0,90 мкм), поэтому являются черно-белыми.

Мультиспектральные (многозональные) съемочные системы формируют несколько отдельных изображений для широких спектральных зон в диапазоне от видимого до инфракрасного электромагнитного излучения. Наибольший практический интерес в настоящий момент представляют мультиспектральные данные с космических аппаратов нового поколения, среди которых RapidEye (5 спектральных зон) и WorldView-2 (8 зон).

Спутники нового поколения высокого и сверхвысокого разрешения, как правило, ведут съемку в панхроматическом и мультиспектральном режимах.

Гиперспектральные съемочные системы формируют изображения одновременно для узких спектральных зон на всех участках спектрального диапазона. Для гиперспектральной съемки важно не количество спектральных зон (каналов), а ширина зоны (чем меньше, тем лучше) и последовательность измерений. Так, съемочная система с 20-тью каналами будет гиперспектральной, если она покрывает диапазон 0,50-070 мкм, при этом ширина каждой спектральной зоны не более 0,01 мкм, а съемочная система с 20-тью отдельными каналами, покрывающими видимую область спектра, ближнюю, коротковолновую, среднюю и длинноволновую инфракрасные области, будет считаться мультиспектральной.

Пространственное разрешение — величина, характеризующая размер наименьших объектов, различимых на изображении. Факторами, влияющими на пространственное разрешение, являются параметры оптико-электронной или радарной системы, а также высота орбиты, то есть расстояние от спутника до снимаемого объекта. Наилучшее пространственное разрешение достигается при съемке в надир, при отклонении от надира разрешение ухудшается. Космические снимки могут иметь низкое (более 10 м), среднее (от 10 до 2,5 м), высокое (от 2,5 до 1 м), и сверхвысокое (менее 1 м) разрешение.

Радиометрическое разрешение определяется чувствительностью сенсора к изменениям интенсивности электромагнитного излучения. Оно определяется количеством градаций значений цвета, соответствующих переходу от яркости абсолютно «черного» к абсолютно «белому», и выражается в количестве бит на пиксель изображения. Это означает, что в случае радиометрического разрешения 6 бит/пиксель, мы имеем всего 64 градации цвета, 8 бит/пиксель — 256 градаций, 11 бит/пиксель — 2048 градаций.

• Познакомимся с интерфейсом очень мощного портала геологической службы США EarthExplorer, представляющего из себя гигантский архив спутниковых данных.
• Попутно узнаем о Landsat.
• Научимся скачивать космические снимки в локальное хранилище.

1. Введение

Часто у людей начинающих работать в сфере ГИС-технологий возникает вопрос, где брать свежие космоснимки для своей работы. Об этом позаботилась NASA , космическое агентство США, которое ведёт проект Landsat с 1972 года, цель — съёмка всего земного шара для научных исследований. Landsat от слов Land и Satellite, что значит земля и спутник.

На настоящий момент съёмку осуществляют Landsat 7 и новый Landsat 8 . Именно снимками Landsat всплошную покрыт весь мир и они весьма широко применяются в самых различных сферах, начиная от сельского хозяйства и до разнообразных исследований. В данной статье я не вдаюсь в детали, не описываю каналы спутников и пр., цель — научить скачивать космоснимки с геопортала EarthExplorer . Правда акцент буду делать на Landsat 8 , также будет упоминаться Landsat 7 , т.к. космоснимки Landsat очень распространены и доступны, и применяются для решения огромного числа задач связанных с ДЗЗ.

2. Landsat 8

На данный момент эта самый доступный для народа американский спутник, производящий съёмку по всему земному шару, с интервалом съёмки 16 суток. Снимки доступны с сервера USGS , хорошего качества, геопривязанные и повторюсь, покрытие доступно на весь мир . Запустили спутник 11 февраля 2013 года, вот с тех пор и пополняется архив. На момент написания статьи имеется архив Landsat 8 на целый год, это огромный массив данных и всё это доступно обычному пользователю, даже не верится.

3. Landsat 7

Пример космоснимка Landsat 7 SLC-off. Таганрог. Красным пунктиром обозначена полоса снимка хорошего качества, дальше к краям появляются чёрные полосы

Landsat 7 имеет ту же самую миссию что и Landsat 8 , он на орбите уже давно — с 1999 года, сколько ещё проработает — неизвестно, кроме того в 2003 году на спутнике Landsat 7 вышел из строя агрегат под названием Scan Line Corrector, что отразилось на получаемых снимках не лучших образом: по центру снимок выглядит нормально, а вот дальше к краям проявляются чёрные горизонтальные полосы, в связи с чем часть данных теряется, что затрудняет пользование снимками, всего полезных данных в получаемом снимке 78%.

4. О портале EarthExplorer

Портал разработан специалистами геологической службы США. Предназначен для поиска и заказа космоснимков, аэрофотоснимков и другой картографической продукции. Без регистрации можно искать данные, пользоваться всеми функциями, но скачивать и заказывать можно только после регистрации.

5. Регистрация в EarthExplorer

1. открываем Firefox;
2. в адресной строке идём по ссылке http://earthexplorer.usgs.gov/ (необходимо занести в закладки браузера). Это сайт геоголической службы США, где всем желающим после регистрации предоставляется свободный и открытый доступ к космоснимкам;
3. на странице выбираем Register. Заполняем форму, регистрируемся. Записываем Login и Password.

5.1. Вход в EarthExplorer

После регистрации на сайте выбираем Login, вводим Login и Password указанный при регистрации. Запоминаем браузером пароль, чтобы каждый раз не вводить.

6. Интерфейс EarthExplorer

Для поиска данных нужно освоить интерфейс портала. Рассмотрим последовательно все части интерфейса.

6.1. Панель поиска

Слева мы видим панель поиска, на ней 4 основных вкладки, рассмотрим их.

6.1.1. Основные вкладки

1. Search Criteria. Критерии поиска. Это основной этап. Здесь мы задаём географическую область поиска, дату искомых данных;
2. Data Sets. Космоснимки. После выбора критерия поиска, выбираем необходимые спутниковые, картографические данные. К примеру, данные Landsat находятся в Landsat Archive;
3. Additional Criteria. Данная выборка не является обязательной. Дополнительные критерии поиска. Можно задавать идентификатор, сенсор, покрытие облаками, день/ночь и пр., всё это для того чтобы ещё сузить область поиска;
4. Results. Выдача результатов поиска. На данном этапе мы уже видим, что найдено, и что можно скачать, а что можно заказать.

6.1.2. Search Criteria. Поиск

• Address/Place. Найти место по адресу, т.е. можем ввести к примеру какой-либо город и на карте появится точка с координатами этого города;
• Path/Row. У съёмочной аппаратуры спутника есть параметры Path/Row, которые чётко определяют место снимаемого «квадрата»;
• Feature. Поиск по объектам. По выбранной стране можно искать по таким классам как: административные границы, площадные объекты, гидрографические, гипсографические, населённые пункты, дороги, местные достопримечательности, подводные объекты, вегетация. Внутри каждого класса доступно много различных типов;
• Circle. Круглый полигон. Для активации — на карте в Options вместо Polygon выбрать Circle. Полигон задаётся курсором, выбирая 2 точки на карте. Вначале задаётся центр полигона, затем радиус. Координаты и радиус также можно ввести вручную.

1. Способы задания координат области поиска

• Coordinates. По-умолчанию выбран данный режим. В нём полигон задаётся курсором, последовательно определяя точки на карте (максимум 30 точек). Можно вводить координаты вручную выбрав Add Coordinate. Можно выбрать формат координат: градусы/Минуты/Секунды или десятичные. Полезная вещь Use Map, создаёт полигон, границами которого является видимый экстент карты. Стереть полигон — Clear Coordinates;
• Predefined Area. Определённая, уже очерченная область, т.е. например административные границы региона;
• Shapefile. Загрузить шейп-файл с координатами для определения области поиска. Неудобно загружать в форму 4 файла: shp,shx,dbf,prj;
• KML. Загрузить KML-файл, с координатами для определения области поиска. По мне так более удобен нежели shp, т.к. загружаешь всего один файл.

1. Диапазон дат искомых космоснимков

• Date Range. Диапазон дат для поиска снимков. Искать от такого то числа по такое то. Можно выбирать по календарю. Можно выбирать определённые месяцы. Формат даты: ММ/ДД/ГГ;
• Result Options. Опции вывода результатов поиска. Число найденных снимков задаётся от 10 до 25000. По-умолчанию – 100. Очевидно, большим число это ставить не стоит, так как прежде всего можно будет запутаться в результатах, да и к тому же это более ёмкий запрос требующий большего времени обработки.

6.1.3. Data Sets. Доступные данные

Во вкладке Data Sets выбираем необходимую категорию данных для поиска. Про каждые данные можно посмотреть информацию, нажав на кнопочку i. Рядом кнопочка Toggle Coverage Map, весьма полезная, позволяет видеть на какую территорию распространяются выбранные данные. Доступных данных очень много, есть и снимки высокого разрешения, MODIS, радарная съёмка, данные о рельефе, NDVI и пр. Если рядом с кнопочкой i есть ещё $, это значит, что вероятно эту категорию данных придётся заказывать. Данные Landsat находятся в Landsat Archive. Архив Landsat 8 делится на две категории:

1. L8 OLI/TIRS Pre-WRS-2 — снимки с 11 февраля 2013 до 10 апреля 2013.
2. L8 OLI/TIRS — снимки с 10 апреля 2013 по настоящее время.

Архив Landsat 7 :

• L7 ETM+ SLC-on (1999-2003) — снимки с 1999 по 2003 год
• L7 ETM+ SLC-off (2003-present) — снимки с 2003 по настоящее время.

6.1.4. Results. Результаты вывода

1. Атрибуты космоснимков

• Entity ID. Уникальный номер снимка. Пример. Один из наших найденных снимков из примера ниже, называется LC81750272013176LGN00. Можем определить, что это Landsat 8 , т.к. LC8, год с 10 по 13 символ: 2013. День, с 14 по 16 символ: 176-й (это 25 июня);
• Coordinates. Координаты;
• Acquisition Date. Дата съёмки;
• Path/Row. Спутник движется по определённой траектории и через определённое время осуществляет съёмку над тем же самым местом, так вот, Path/Row чётко устанавляют «квадрат» съёмки.

1. Действия производимые с найденными снимками

   Разберём маленькие значки имеющиеся у каждого снимка:

• Show footprint — показывает границы снимка;
• Show browse overlay — накладываем снимок на карту;
• Compare Browse;
• Show Metadata and Browse — показывает снимок и метаданные в отдельном окне
  • Здесь много интересного. Опять же можно заценить к примеру Scene Clod Cover — степень облачности в процентах;
• Download Options. Опции загрузки:
  • LandsatLook «Natural Color» Image;
  • LandsatLook «Thermal» Image;
  • LandsatLook «Quality» Image;
  • LandsatLook images with Geographic Reference . Это обзорный снимок с геопривязкой . Упакован в ZIP, размер архива — примерно до 10 мегабайт, содержит все три растра (Natural, Thermal, Quality) JPEG + геопривязка world (для ArcGIS, QGIS). Обычный вид снимка называется Natural Color, т.к. цвета похожи на настоящие. USGS не рекомендует эти обзорные данные для анализа и исследований , т.к. данные сжаты в JPEG, кроме того, композит состоит всего из 3-х каналов 6(SWIR-1),5(NIR),4(RED), два инфракрасных и один красный, а это одна растительность большей частью. Размер изображения в пикселах такой же как в GeoTIFF, поэтому удобно скачать такой вот небольшой архивчик, чтобы заценить, нужно ли качать GeoTIFF, кроме того, когда мы понакачаем GeoTIFF’ов, и скопим уже приличный локальный архив, эти вот обзорные снимки удобно будет использовать для быстрого открытия искомого снимка, перед открытием тяжеловесных данных GeoTIFF;
  • Level 1 GeoTIFF Data Product — это GeoTIFF , несжатые данные, отдельно по каналам. Именно эти данные используются для серьёзной работы . Данные имеют большой размер, до гигабайта. Упакованы в tar.gz архив, в котором имеется 11 каналов съёмки + txt файл с мета-информацией. Работа с такими данными требует от пользователя соответствующих знаний и умений. Вот к примеру, чтобы получить такой же вид как LandsatLook «Natural Color» Image необходимо в специальном софте создать композит из каналов 6,5,4, произвести соответствующую цветовую коррекцию.
• Add To Bulk Download. Накидать нужные закачки в корзину, а потом разом всё скачать;
• Order Scene. Заказать космоснимок. Некоторые снимки требуют оплаты;
• Exclude Scene from Results. Исключить найденный снимок и результатов поиска.

Многих пользователей интересуют спутниковые карты онлайн, дающие возможность с высоты птичьего полёта насладиться видом любимых мест нашей планеты. В сети существует достаточно количество таких сервисов, при этом всё их многообразие не должно вводить в заблуждение – большинство таких сайтов используют классический API от «Google Maps». Тем не менее, существует также ряд ресурсов, использующих свой собственный инструментарий для создания спутниковых карт высокого качества. В данном материале я расскажу о лучших спутниковых картах высокого разрешения доступных онлайн в 2017-2018 году, а также поясню, как ими пользоваться.

При создании спутниковых карт земной поверхности обычно используются как снимки из космических спутников, так и фото со специальных летательных аппаратов, позволяющих проводить фотосъёмку на высоте птичьего полёта (250-500 метров).

Созданные таким образом спутниковые карты высочайшего качества разрешения регулярно обновляются, и обычно снимки с них имеют возраст не более 2-3 лет.

Большинство сетевых сервисов не имеют возможностей для создания своих собственных спутниковых карт. Обычно в них используется карты с других, более мощных, сервисов (обычно это Гугл Мапс). При этом внизу (или вверху) экрана вы сможете найти упоминание об авторских правах какой-либо компании на демонстрацию данных карт.

Просмотр спутниковых карт реального времени ныне не доступен для обычного пользователя, так как подобный инструментарий используется преимущественно в военных целях. Пользователям доступны карты, фотографии для которых сделаны на протяжении последних месяцев (а то и лет). Стоит понимать, что какие-либо военные объекты могут быть намеренно заретушированы с целью их скрытия от заинтересованных лиц.

Перейдём к описанию сервисов, позволяющих нам насладиться возможностями спутниковых карт.

Google Карты — вид из космоса в высоком разрешении

Bing Maps – сервис спутниковых карт онлайн

Среди картографических онлайн сервисов достойного качества нельзя пройти стороной мимо сервиса «Bing Maps» («Карты Бинг»), являющего детищем компании «Майкрософт». Как и другие описанные мной ресурсы, данный сайт предоставляет довольно качественные фото поверхности, созданные с помощью спутниковой и аэрофотосъёмки.

Сервис «Bing Maps» — один из наиболее популярных картографических сервисов в США

Функционал сервиса схож с уже описанными выше аналогами:

При этом с помощью кнопки поиска вы сможете определить онлайн местонахождение конкретного спутника, а кликнув на какой-либо спутник на карте вы получить краткую информацию о нём (страна, размер, дата запуска и так далее).

Заключение

Для отображения спутниковых карт высокого разрешения в режиме онлайн стоит воспользоваться одним из перечисленных мной сетевых решений. Наибольшую популярность в общемировом масштабе имеет сервис «Карты Гугл», потому рекомендую использовать данный ресурс для работы со спутниковыми картами онлайн. Если же вас интересует просмотр геолокаций на территории РФ, то лучше использовать инструментарий «Яндекс.Карты». Частота их обновлений в отношений нашей страны превосходит аналогичную частоту от «Гугл Мапс».

← Вернуться