Арктика. Новый взгляд

Просмотров: 1061

Рельеф Аляски
Цветное изображение рельефа, сделанное с 5-метровым разрешением, показывает часть хребта Брукс на Северном склоне Аляски. Цвета указывают на возвышение местности: низкая местность выделена зеленым цветом, возвышенная — коричневым.

Еще совсем недавно регион Арктики не был топографически зафиксирован с помощью современных технологий картографии. Группа ArcticDEM выпустила цифровые модели высотных отметок рельефа (DEM), охватывающих 97,4% региона. Теперь мы имеем новейшую цифровую модель местности с 2-метровым разрешением всей площади Арктики к северу от 60° северной широты, а также более южных местностей: Аляски, Гренландии и полуострова Камчатка.

Цель группы ArcticDEM, которой принадлежит идея и разработка этого проекта, состояла в создании трехмерного цифрового изображения местности. Это изобретение обеспечит не только более продуктивную работу в области изучения, понимания и урегулирования различных вопросов, связанных с Арктическим районом, но и позволит проводить исследования в области природных ресурсов и в разработке инфраструктуры.

Выпущенные 6 сентября материалы ArcticDEM доступны всем пользователям интернета. Они включают в себя снимки, полученные с помощью спутников, высокопроизводительных вычислений и фотограмметрии с открытым исходным кодом.

На презентации команда ArcticDEM продемонстрировала две созданных ими модели. Один из них представляет собой снимки с временными метками с 2-метровым разрешением, то есть каждая цифровая модель имеет дату и время. Другая модель — это цифровая модель, снятая с расстояния пяти метров, но которая не привязана ко времени и не имеет отметок даты. Продукты основаны на более ранних версиях ArcticDEM, к которым был добавлены больше данных о местности (32%), включая значительные части России и Скандинавии.

По словам Морина, у этого проекта есть два преимущества. Во-первых, разрешение снимков намного выше, чем в других моделях (например, если сравнить с U.S.-Japanese Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer’s (ASTER) и Global Digital Elevation Model (GDEM), которые выпустили обновленные версии в 2011 и 2016 годах). 5-метровые цифровые модели, снятые ArcticDEM имеют 36-кратное разрешение ASTER GDEM, где масштаб одного пикселя составляет 30 метров, тогда как цифровые 2-модели имеют разрешение в 225 раз больше.

Арктический ландшафт
На левом рисунке изображена новая цифровая модель рельефа (или DEM), она отображает 97,4% территории региона. Цветом показаны высоты (зеленый цвет- самый низкий уровень, коричневый — средний и белый — для таких районов, как ледниковый щит в Гренландии). На правом рисунке показаны 32% дополнительного арктического ландшафта (оранжевый цвет), включенного в DEM с момента его последнего выпуска

Второй важный шаг, по словам Морина, это возможность получать данные о времени, которые передают несколько спутников, в режиме он-лайн. Это очень важно для такого региона как Антарктика. Разница между моделями, сделанных с 5- и 2-метровым разрешением такая же, как разница между картой и картой с периодичностью измерений. Фотоснимки, сделанные с 5-метровым разрешением, будут полезны для просмотра всего региона, в то время как фотоснимки, сделанные с 2-метровым разрешением и имеющие фиксированную дату, будут более полезны для изучения меньших площадей.

"Вероятно, самый большой шаг вперед для науки заключается в доказательстве того, что топографию можно производить непрерывно", — сказал Морин. Это означает, что всякий раз, когда Солнце на 7° выше горизонта, спутники собирают стереоизображения, которые затем обрабатываются и выпускаются в короткие сроки, пояснил он. По его словам, каждый год около 75% всей Арктики сильно меняются. Для некоторых высокоприоритетных областей (таких как ледники в Гренландии), повторное обследование происходит чаще.

Рагнар Хейдар Трастрасон, координатор географической информационной системы Исландского метеорологического управления, сказал: "Раньше мы думали о цифровых моделях высотных отметок рельефа как фиксированном пространственном объекте, который нужно собирать один раз, а затем обновлять снова лет через 20. Но есть много природных явлений, которые меняются быстрее, чем мы успеваем их фиксировать". По его словам, новый временный аспект ArcticDEM является огромным шагом вперед для моделирования изменений в оледенениях.

Ледник Колумбия
Серия изображений с 2010 по 2015 год, иллюстрирующих отступление Западного ледника Колумбия на Аляске

По словам Морина, директора Полярного центра геопространственных данных (PGC) в Университете Миннесоты, это инициатива не только частных исследователей, эта идея поддерживалась и на государственном уровне. Предприятие по созданию таких карт поддержали Национальное агентство геопространственной разведки США (NGA) и Национальный научный фонд (NSF). Для съёмок изображения и сбора информации используются четыре спутника — Worldview-1, Worldview-2 и Worldview-3, а также GeoEye-1. Все они принадлежат американской компании, DigitalGlobe (которая является коммерческим оператором нескольких гражданских спутников дистанционного зондирования Земли, а также крупным поставщиком результатов спутниковой съемки и геопространственных данных) и лицензированы NGA. NSF предоставило 2,5 миллиона. Кроме того, суперкомпьютер Blue Waters, финансируемый NSF, в Национальном центре суперкомпьютерных приложений в Университете штата Иллинойс в Урбана-Шампейн обрабатывает полученные стереоизображения. Продукты, которые производятся на суперкомпьютере, распространяются через сайты arcticdem.org и доступны через Amazon Web Services. Окончательно проект завершится выпуском всех материалов в мае 2018 года.


Сопутствующие линки:

Статья в EOS Earth & Space Science News


Д. Савинова (по материалам из открытых источников)

Печать

Joomla SEF URLs by Artio