За пределами видимого: новые спектральные каналы Landsat Next

На протяжении более 50 лет спутники Landsat делают потрясающие снимки Земли, позволяя нам заглянуть за пределы видимого спектра. А с 26 новыми спектральными каналами Landsat Next мы сможем увидеть нашу планету так, как никогда раньше. От отслеживания состояния растительности и мониторинга качества воды до изучения атмосферных изменений и картографирования землепользования — расширенные возможности Landsat Next предоставят ученым, фермерам и лицам, принимающим решения, критически важные данные для решения глобальных проблем.

52 года.

8 спутников.

Миллионы изображений – миллионы историй.
Уже более полувека спутники Landsat наблюдают за нашей планетой из космоса – это долгосрочное партнерство между НАСА и Геологической службой США, которое обеспечило бесценную историческую летопись меняющихся ландшафтов Земли.

От пышных зеленых крон тропических лесов Амазонки до выжженных солнцем песков пустыни Сахара — изображения, сделанные с помощью Landsat, предлагают нам уникальный взгляд на разнообразные ландшафты нашего мира и на то, как они меняются.

Но ослепительные снимки Landsat, которые вы видите прямо сейчас, являются лишь одной частью гораздо более масштабной головоломки, которую данные Landsat помогают нам собрать.

Представьте себе, если бы вы могли видеть за пределами того, что видно человеческому глазу – за пределами видимого спектра – например, способность обнаруживать тепло, влагу и даже химические составы.

Звучит впечатляюще, потому что так оно и есть, и это именно то, для чего был создан Landsat.
Наши глаза могут видеть только в небольшой части электромагнитного спектра, в узкой полосе цветов, которую мы называем видимым светом.

Но спутники Landsat идут дальше — улавливают солнечную энергию, отраженную от поверхности Земли в видимом спектре, а также инфракрасную и тепловую энергию.

Обнаруживая свет в определенных диапазонах длин волн, обычно называемых спектральными диапазонами, Landsat дает нам возможность заглянуть в наш мир, который в противном случае был бы невидим для человеческого глаза.

Например, допустим, мы хотим следить за здоровьем посевов.

Здоровые растения сильно отражают ближний инфракрасный свет, в то время как нездоровые или подверженные стрессу растения отражают гораздо меньше в этой части спектра.

Наблюдая за изменениями в ближнем инфракрасном свете, Landsat может помочь фермерам определить, где сельскохозяйственные культуры могут испытывать стресс, помогая им принять меры до того, как незначительная проблема превратится в серьезную.

СПЕКТРАЛЬНЫЕ КАНАЛЫ LANDSAT

Первое поколение спутников Landsat – Landsats 1, 2 и 3 – было способно захватывать данные в 4 спектральных каналах в видимой и ближней инфракрасной областях благодаря своему революционному мультиспектральному сканеру.

На протяжении десятилетий каждое новое поколение спутников Landsat увеличивало количество и разнообразие спектральных диапазонов, которые могут наблюдать его инструменты, расширяя наши возможности по более глубокому и детальному мониторингу поверхности Земли.

Сегодня Landsat 8 и 9 вращаются вокруг нашей планеты, собирая данные в 11 спектральных диапазонах, что позволяет нам отслеживать состояние растительности, оценивать качество воды, картографировать землепользование и многое другое.

И по мере того, как Геологическая служба США и НАСА готовятся к следующей главе в программе Landsat, они стремятся вывести наблюдение за Землей в совершенно новую эру с помощью миссии Landsat Next.

Обладая тремя спутниками, увеличенной временной частотой и пространственным разрешением, Landsat Next сможет наблюдать за поверхностью нашей планеты так, как никогда раньше.

И, основываясь на существующих 11 диапазонах Landsat 8 и 9, следующая миссия Landsat будет “суперспектральной”, добавив 15 спектральных диапазонов, тщательно отобранных для удовлетворения возникающих потребностей и открытия новых приложений на благо общества.
Давайте внимательно рассмотрим, как эти новые спектральные диапазоны произведут революцию в нашем понимании планеты Земля.

Band 1

Первая группа, Band 1, расположена в начале спектра видимого света.
Эта полоса специально разработана для обнаружения мелких частиц в атмосфере, таких как пыль, дым или загрязняющие вещества, что делает её незаменимым инструментом для мониторинга качества воздуха.
Его также можно использовать для захвата тонких деталей в мелководных прибрежных водах, помогая ученым отслеживать уровни осадков и изучать качество воды вблизи берегов.

BANDS 6 & 7

По мере того, как мы движемся вправо по спектру, мы приходим к каналам 6 и 7, прямо на краю видимого диапазона света.

Эти новые полосы предназначены для выявления скрытых деталей в водоемах, таких как отслеживание распространения цветения водорослей или измерение количества взвешенных отложений в реках и озерах.

Обнаружив цвет пигмента в цветении водорослей, Landsat Next сможет обнаружить токсичное цветение водорослей, которое может загрязнять питьевую воду, наносить вред водной флоре и фауне и представлять серьезную опасность для здоровья человека.

Измеряя, как свет взаимодействует с частицами в воде, эти полосы дают ценную информацию о качестве воды и здоровье экосистемы.

BANDS 5, 9 & 10

В то время как каналы 6 и 7 сосредоточены на качестве наших водных систем, каналы 5, 9 и 10 переключают наше внимание на землю, в частности, на растения, поддерживающие жизнь на Земле.

Эти каналы, охватывающие видимый и ближний инфракрасный спектр, предназначены для глубокого погружения в детали здоровья растительности, позволяя ученым измерять ключевые показатели, такие как уровень хлорофилла, содержание азота в растениях и индекс площади листьев, измеряющий общую площадь поверхности листьев относительно площади земли.

Обладая этой важной информацией, мы можем обнаружить ранние признаки стресса растений, такие как засуха или нехватка питательных веществ, еще до того, как они станут заметными.

BANDS 13-16

Каналы с 13 по 16 поднимают нас выше, раскрывая важнейшие сведения о нашей атмосфере и заснеженных ландшафтах нашей планеты.

Каналы с 13 по 16 – это окна в небо и снежные ландшафты Земли, измеряющие атмосферный водяной пар, что является важным фактором для корректировки и повышения точности спутниковых изображений.

Понимая, как водяной пар влияет на свет, ученые могут гарантировать, что данные, собранные с других каналов, будут четкими и точными.

Эти каналы также дают подробную информацию о размере снежных зерен и состоянии поверхности, помогая нам отслеживать уровень снежного покрова и характер таяния, что жизненно важно для прогнозирования доступности воды в регионах, которые зависят от рек, питающихся снегом.

BANDS 19-21

Каналы с 19 по 21, расположенные в коротковолновой инфракрасной области электромагнитного спектра, возвращают нас на Землю, раскрывая скрытые истории почвы, растений и сельскохозяйственных методах.

Эти полосы точно настроены для обнаружения специфических моделей поглощения света, которые указывают на присутствие целлюлозы в растительном материале.

Эта уникальная возможность позволяет ученым контролировать пожнивные остатки, оставшиеся на полях после сбора урожая, что является ключевой практикой в области почвозащитной обработки.

Отслеживая эти остатки, мы можем оценить, сколько органического материала возвращается в почву, что является критическим фактором для здоровья почвы и связывания углерода.

Здоровые почвы не только поддерживают устойчивое сельское хозяйство, но и играют жизненно важную роль в борьбе с изменением климата, удерживая углерод, который в противном случае попал бы в атмосферу.

BANDS 22-26

Переходя в тепловую инфракрасную область спектра, каналы с 22 по 26 увеличивают тепло, обеспечивая революционные представления о температурах поверхности и скрытом составе материалов Земли.

Эти каналы обеспечивают невероятно точные измерения тепла, которые необходимы для изучения городских тепловых островов, условий засухи и использования воды в сельском хозяйстве.

Но возможности этих полос выходят далеко за пределы температуры — они также обнаруживают тонкие вариации в том, как различные материалы, такие как почва и горные породы, отражают тепловую энергию, что делает их бесценными для картографирования месторождений полезных ископаемых, анализа состава земель и исследования последствий добычи природных ресурсов.

Заключение

От качества прибрежных вод до состояния растительного покрова, состава почвы и точной температуры поверхности, дополнительные спектральные полосы Landsat Next откроют мир новых возможностей и научных открытий.

Каждая полоса подобна уникальному объективу, позволяющему глубже проникнуть в сложности нашего мира — будь то мониторинг здоровья посевов, отслеживание изменений атмосферы, оценка содержания углерода в почве или выявление минеральных ресурсов.
С Landsat Next мы не просто добавляем новые полосы — мы продолжаем наследие предыдущих миссий Landsat и расширяем наши способности понимать нашу планету.
Будь то слежение за цветением водорослей или контроль запасов снега, дополнительные спектральные полосы Landsat Next откроют двери в будущее, где мы сможем наблюдать, понимать и защищать Землю как никогда раньше.

Landsat всегда была нашим окном в историю Земли.

И с Landsat Next эта история станет ещё четче и красочнее, чем когда-либо.