Показываем, как искать в Google Earth исторические снимки: аэрофотосъемку 1940-х годов в Германии и 1930-х — в США.

Эта зима выдалась теплой и льда на Днепре не было совсем. То ли дело зима 2017 года, когда астронавт Европейского космического агентства Thomas Pesquet сделал этот снимок с борта Международной космической станции (источник).

Vegetation Condition Index

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) является хорошим показателем объема зеленой (фотосинтезирующей) биомассы — чем он больше, тем больше объем зеленой биомассы.* Мы уже обсуждали и использовали этот индекс. Так что здесь просто напомним о нем.

NDVI вычисляется по формуле:

NDVI = (NIR – RED) / (NIR + RED).

Когда солнечный свет попадает на растение, излучение в красной области спектра (0.4-0.7 мкм) поглощается хлорофиллом листьев, тогда как клеточные образования в листьях отражают большую часть излучения в ближней инфракрасной области спектра (NIR) (0.7-1.1 мкм). Таким образом, здоровая растительность поглощает красный свет (RED) и отражает NIR-излучение.

Значения NDVI варьируется в диапазоне от -1 до +1, при этом значения ниже нуля означают отсутствие зеленой растительности. На участках сельскохозяйственных культур NDVI в течение года меняется примерно в диапазоне от 0.3 до 0.9.

С помощью NDVI удобно следить за состоянием растений в течение сезона. Однако, он ничего не скажет о том, нормально ли такое состояние растений в данной местности. Представление о норме будем изменяться в зависимости от климата, почвы, типа растительности и рельефа. Например, значения NDVI, нормальные для высокогорья, будут слишком низкими для тропического леса.

Состояние растений в данной местности можно оценить, сравнивая его с результатами многолетних наблюдений в этой местности. Один их способов такого сравнения дает Vegetation Condition Index (VCI):

VCI_t = (NDVI_t - NDVI_min) / (NDVI_max - NDVI_min ) × 100.

Он сравнивает состояние растительности в данный момент времени (NDVI_t) с максимальным и минимальным значениями NDVI, которые достигались в том же пикселе поверхности и в ту же дату за все предыдущие годы наблюдений.

VCI, как и NDVI, является нормализованным разностным индексом. Обычно он изменяется в диапазоне от 0 (NDVI_t = NDVI_min) до 100 (NDVI_t = NDVI_max), но в рекордные годы может принимать значения за пределами этого диапазона.

Чтобы получить качественные значения VCI нужны многолетние наблюдения. В нашем примере использованы данные MODIS за 18 лет. Феликс Коган, предложивший VCI, использовал данные радиометра AVHRR, временной ряд которых начинается в 1978 году. Не углубляясь в вопросы статистики, примем, что 10 лет достаточно, чтобы оценить норму состояния растительности в данной местности.

Можно считать, что высокие значения VCI соответствуют хорошему состоянию растительности и отсутствию действия на нее стрессовых факторов. Развивая тему стрессовых факторов, можно построить Temperature Condition Index (TCI)

TCI_t = (T_t - TCI_min) / (TCI_max - TCI_min) × 100.

Высокий TCI говорит о том, что на участке необычно жарко. В сочетании с пониженным VCI, это может свидетельствовать о наступлении засухи.

Рассчитывается TCI совершенно аналогично VCI. В качестве исходных данных можно взять коллекцию MOD11A2.

Мониторинг сельскохозяйственной засухи и ее последствий подробнее описаны здесь. Выявлять засуху по индексам VCI и TCI — это тоже идея Когана и его коллег.

Код примера: https://code.earthengine.google.com/8fc468a7ca7ee9e893fa2ec741948312


*NDVI — хороший и простой показатель зеленой биомассы, но не идеальный. Он, как и все нормализованные индексы, входит в насыщение в области пиковых значений. Он зависит от почвы. Например, светлая и сухая почва вполне может дать NDVI > 0.3 в отсутствии растений. Но сейчас нам важно, что NDVI — это показатель состояния растений.

#GEE #индексы

Карта индекса засухи, построенного по VCI для июня 2019 года. Красный цвет соответствует сильной сельскохозяйственной засухе.

С днём весеннего равноденствия и началом астрономической весны!

Сегодня наступило весеннее равноденствие. Этот праздник означает начало весны, конец сильных холодов, гололеда и снега...природа наконец оживёт после зимней спячки и мы с вами тоже:)

Почему этот день называют равноденствием?

Светило восходит на востоке и заходит на западе. Находится 12 часов над горизонтом и столько же за ним, то есть продолжительность дня и ночи одинакова — отсюда и название. Таких дней в году два — весной и осенью.

В эту дату Солнце переходит из Южного полушария небесной сферы в Северное. С 21/22 декабря — зимнего солнцестояния, и до сегодняшнего момента, день постепенно становился длиннее.

Этот процесс продолжится и дальше — вплоть до дня летнего солнцестояния с самой короткой ночью. После этого расти начнет уже ночь, чтобы сравниться по продолжительности со днем к концу сентября. Это и будет осенним равноденствием.

На снимке, сделанном спутником Landsat-8 над Западной Австралией 12 мая 2013 года, показаны богатый отложениями и питательными веществами тропический эстуарий, а также сложные узоры, образованные прибрежной растительностью.

Интересна техника улучшения изображения. Сначала была создана маска для разделения воды и суши, затем каждая часть улучшалась по отдельности, после чего их вновь собрали в единый снимок. Водные узоры являются результатом RGB-композита, состоящего из красного, синего и ультрасинего (band 1 – coastal/aerosol) спектральных каналов Landsat-8. Суша показана при помощи RGB-композита из SWIR (band 6), NIR (band 5) и зеленого каналов.

#снимки

22 марта отмечается Всемирный день водных ресурсов (World Water Day). В честь праздника, покажем как оценить температуру поверхности озера Байкал — сделаем мозаику температуры с января по май 2022 года.

Температура поверхности определяется по данным MOD11A2. Маской водных объектов служит MOD44W. Вот и все!*

Код: https://code.earthengine.google.com/f1562010dae874600cb0e4924e11f568

*Если серьезно, то это, конечно, не все. Например, нужно поработать с маской воды: темно-красные границы водоемов говорят о том, что маска захватила часть берега.

#GEE #вода

Один год Байкала

В День водных ресурсов просто не смогли не сделать анимации озера Байкал за целый год)
Пропуски в данных заполнены данными прошлых лет.

Код: https://code.earthengine.google.com/4f616fb26e5aba6cb6f75de9faf1b4f8

#GEE #вода

Космическая съемка: ежегодное всероссийское совещание

22-23 марта 2023 года “Роскосмос” проводит ежегодное совещание (вебинар) по космической съемке. Будут обсуждаться итоги 2022 года и перспективы выполнения заявок на космическую съемку в 2023 году.

Планируются мастер-классы по технологиям, способам и методам доступа к российским данным ДЗЗ.

Впервые будет проводиться конкурс региональных проектов “Цифровой космос”. Участники презентуют проекты по практическому использованию снимков ДЗЗ в интересах социально-экономического развития регионов России.

День первый – 22.03.2023 : https://www.youtube.com/watch?v=Q0ed8YqID3Y

День второй – 23.03.2023 : https://www.youtube.com/watch?v=sIx_ZQDWFOE

Мы это дело посмотрим и поделимся интересным.

#конференции

Ракета Terran 1 не смогла достичь орбиты

Ракета Terran 1 компании Relativity Space стартовала 23 марта (3:25 UTC) c космодрома на мысе Канаверал, но не смогла достичь орбиты из-за неисправности верхней ступени.

Старт миссии, получившей название “Good Luck, Have Fun”, несколько раз переносили из-за разных проблем. И вот, когда он наконец состоялся, первая ступень ракеты, оснащенная девятью двигателями Aeon 1 на метановом топливе, отработала штатно, пройдя через область максимального динамического давления (Max-Q). Отделение первой ступени также прошло успешно, а вот со следующей ступенью возникли какие-то проблемы.

Разработка Terran 1 велась с 2017 года. Предполагалось, что это будет первая ракета, большая часть узлов которой изготовлена при помощи 3D-печати. Сейчас представители Relativity Space говорят, что довольны результатами полета, так как удалось продемонстрировать целостность 3D-печатной конструкции ракеты.

Пока сложно сказать, какие преимущества дает 3D-печать в производстве ракет. Однако известно, что Terran 1, способная выводить на орбиту до 1250 килограммов, является технологической основой для более крупной ракеты — Terran R, с грузоподъемностью около 20 тонн. Там тоже будут использоваться 3D-печатные компоненты. Первый запуск Terran R планируется уже в 2024 году. Состоятся ли перед ним тестовые пуски Terran 1, Relativity не сообщает.

Инвестиции в Relativity Space (источник).

Комментарий к предыдущему посту. У Relativity, судя по Википедии, куча контрактов на запуск Tearran’ами спутников Iridum, OneWeb и Lockheed Martin. В компанию за последние несколько лет вложили свыше 1.3 млрд долларов (инвесторы: Baillie Gifford, Blackrock, BOND, Coatue, Fidelity, General Catalyst, ICONIQ Capital, K5 Global, Mark Cuban, Playground Global, Social Capital, Tiger Global, Tribe Capital, Y Combinator и др.). Однако в каком состоянии разработка Tearran R — непонятно. Что будет дальше с Terran 1 — неизвестно. В сухом остатке: масштабный хайп вокруг 3D-печати.

Возможно, мы наблюдаем прямую и светлую дорогу к банкротству. Это покажет будущий год. Ведь сколько не демонстрируй успешность, а твои ракеты все-таки должны что-то выводить на орбиту.

TEMPO

В марте этого года запланирован запуск американской миссии Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution (TEMPO). TEMPO — это прибор, размещенный на борту геостационарного спутника, который каждый час будет делать снимки над территорией Северной Америки. Предполагается, что вместе с европейским Sentinel-4 и южнокорейским геостационарным спектрометром они образуют спутниковую группировку, измеряющую загрязнение атмосферы.

Прибор TEMPO использует спектральные каналы (диапазон: 290–740 нм), необходимые для измерения концентрации озона (O3), диоксида азота (NO2), диоксида серы (SO2), формальдегида (H2CO), глиоксаля (C2H2O2), аэрозолей, а также параметров облаков и УФ-Б излучения. Таким образом, TEMPO прямо или косвенно измеряет основные элементы суточного химического цикла тропосферного озона. Многоспектральные наблюдения обеспечат чувствительность к озону в нижних слоях тропосферы.

Кроме высокой частоты измерений, TEMPO должен обладать и высоким для подобных приборов пространственным разрешением: 2 х 4.5 км — выше, чем у Sentinel-5p TROPOMI.

Прибор TEMPO разработан компанией Maxar Technologies и будет установлен на спутник Intelsat 40e, произведенный той же компанией. Если кто-нибудь спросит, как это у Maxar’а так получается — делать и приборы для наблюдения Земли и спутники, — то мы ответим: это наследие тех, компаний, которые Maxar купил.

#maxar #атмосфера