На сайте Русский Newsweek размещена статья "Ночной надзор". Результаты исследования дополнены фотографиями и текстом, подготовленными специалистами ИТЦ «СканЭкс». Полный текст статьи и все фотографии доступны по ссылке: http://www.runewsweek.ru/science/31301/?referer1=rss&referer2=news

Уже несколько месяцев многие фермеры штата Колорадо плохо спят по ночам. Их будит звук автомобильного двигателя и яркий свет. Сотрудник Колорадского университета Бенджамин Таттл колесит по сельской местности на своем внедорожнике, оборудованном мощным прожектором. Он долго ищет место для стоянки, а потом направляет луч света прямо в ночное небо. Это длится где-то полчаса. Ученый ждет, когда его засечет один из американских военных спутников, предназначенных для ночной съемки Земли. У Пентагона сейчас два таких космических аппарата.

Таттл не имеет к разведке никакого отношения. Он географ. Данные с этих спутников секретны первые шесть часов, но уже на следующий день ученый может посмотреть, как выглядела с орбиты его ночная деятельность. Таттл возит с собой прожекторы с заранее измеренной яркостью, и это позволяет ему оценить по фотографиям интенсивность свечения других объектов. В последнее время его интересуют факелы нефтедобывающих предприятий. Обрабатывая ночные снимки, ученый рассчитывает объемы парниковых газов, выделяющихся в окружающую среду. Главное достоинство метода в том, что статистика получается действительно независимой.

Географы и экологи используют разные альтернативные методы подсчета уже много лет. Не так давно они заинтересовали экономистов. В 2006 году эксперты Международного валютного фонда призвали экономистов пересмотреть отношение к Ямайке. Аналитики утверждали, что эта страна была сильно недооценена. Согласно официальной статистике, в 1990-х ВВП Ямайки рос на 0,3% в год. Специалисты МВФ настаивали на другой цифре - 2,7%. Не то чтобы ямайцы скромничали. Просто в стране был очень развит теневой сектор экономики, а он плохо поддается оценке. Эксперты сделали поправку к официальным показателям. Они воспользовались косвенными данными - отчетами об энергопотреблении страны.

Логика тут была простая - развивающаяся экономика требует все больше энергии. Что ускользнуло от официальной статистики, тому не укрыться от обычного электросчетчика. В том же году Кристофер Элвидж из Национального управления по изучению океана и атмосферы США предложил использовать для таких подсчетов ночные спутниковые фотографии. В основе метода все тот же учет потребления электроэнергии. Разница в том, что оно регистрируется прямо с орбиты. Компьютерная программа анализирует ночные снимки территории государства и подсчитывает степень освещенности. Экономист использовал данные с тех же аппаратов, с которыми работает Таттл в Колорадо.

Оказалось, что степень освещенности большинства государств позволяет узнать долю граждан, живущих за порогом бедности. В результате Элвиджу удалось составить спутниковую карту нищеты. Россию ученый поставил в один ряд с Алжиром, Пакистаном и Эквадором.

В этом году коллекцией спутниковых фотографий Элвиджа заинтересовались ученые из Университета Брауна - экономист Дэвид Вейл и его коллеги. Предложенный ими метод позволяет извлечь из ночных изображений еще больше информации - рассчитать ВВП государства не хуже, чем это сделал МВФ для Ямайки.

Вейл создал математическую модель, которая использует сводки аналитиков Мирового банка по ВВП. Экономист заложил в модель наиболее надежные оценки - данные по странам с достаточно прозрачной статистикой. И увязал их с уровнем ночного освещения. Затем с помощью этой закономерности экономисты самостоятельно оценили ВВП государств, в точности показателей которых эксперты Мирового банка сомневались. Как правило, это были страны третьего мира. В некоторых случаях сомнения вполне себя оправдали.

Так, согласно расчетам, ВВП Демократической Республики Конго стабильно рос с 1993 по 2004 год - в среднем на 2,4% ежегодно. А по официальной статистике он все время падал - примерно на тот же самый процент. В Мьянме темпы роста ВВП за то же самое время оказались заметно завышены - ученые насчитали 3,4% вместо заявленных 8,6%. «Мы не призываем отказываться от стандартных расчетов, - говорит Вейл. - Но чем больше разных инструментов окажется в руках специалистов, тем лучше». По его словам, такой подход можно применять к самым разным странам, не обязательно совсем отсталым.

Newsweek решил проверить, можно ли проследить со спутника за экономикой России, и обратился за помощью к Кристоферу Элвиджу. Так в распоряжении редакции оказались карты ночного освещения практически всей территории России в период с 1997 по 2008 год.

Всю эту информацию кто-то должен был обработать. За это с энтузиазмом взялся давний соавтор Элвиджа - руководитель лаборатории сетевых информационных технологий Геофизического центра РАН Михаил Жижин. С помощью специальной программы ученый проанализировал, как за 11 лет менялась освещенность страны. Результат оказался неожиданным: суммарная площадь ночных огней на территории России все это время не росла. И это при том что ВВП как раз шел в гору - с 1997 по 2008 год он вырос на 80%.

На первый взгляд правило «выше ВВП - больше света» в России не работало. Тогда ученый разбил территорию страны на отдельные зоны, соответствующие субъектам федерации, и рассмотрел каждый такой участок отдельно. Оказалось, что за 11 лет освещенность многих регионов даже упала. Это, например, произошло в экономически весьма развитых Краснодарском крае и Татарстане. «Полученные данные не противоречат здравому смыслу, - говорит доцент кафедры экономической и социальной географии геофака МГУ Владимир Горлов. - Снижение суммарной освещенности этих регионов вполне согласуется с происходящим в последнее время территориальным сжатием экономики». Эксперт посетовал на отсутствие у редакции советских снимков - на них, по его словам, освещенная область была бы гораздо больше.

Одним из немногих исключений стали Москва и Московская область. Светимость этих регионов - и без того одних из самых ярких в стране - не сильно, но все же росла. Хотя и испытала два резких падения - в 1999 и 2002 годах.

По мнению автора метода, Дэвида Вейла, отсутствие роста освещенности при увеличении ВВП может быть вызвано особенностями региональной экономики. «Строительство новых предприятий просто обязано вызывать резкий скачок освещенности, - утверждает он. - Но если все развитие заключается в модернизации старых производств, это уже не так просто засечь по ночным снимкам».

Кроме того, рассуждает экономист, результаты анализа могли быть в какой-то степени искажены по техническим причинам. Одна из возможных проблем - неодинаковая точность измерений со спутника на разных широтах. При анализе снимков небольших стран этим фактором можно пренебречь. А в случае с Россией на это, возможно, стоило сделать поправку. «На наблюдения за энергопотреблением в определенных регионах могли повлиять световые помехи, - рассуждает Вейл. - Это могут быть самые разные яркие огни - например, засветка от нефтяных факелов». Таких огней в России предостаточно - именно за счет нефтяных факелов не слишком заселенные Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа обогнали по суммарной яркости все другие регионы. Причем то, что ученый считал досадной помехой, оказалось весьма точным индикатором. В этих регионах, а также в Тюменской области и Республике Саха рост освещенности хорошо совпадал с увеличением ВВП.

Не все из подготовленного нами материала поместилось в бумажную версию, поэтому мы хотели бы дополнить статью и фотографиями и текстом, который для нас подготовили замечательные специалисты из фирмы «СканЭкс».

Ведущий эксперт по обработке спутниковых изображений Инженерно-технологического центра «СканЭкс» Артем Никитский очень любезно сделал нам расшифровку самого интересного, что видно на фотографии России. А Надежда Пупышева подготовила к этим ночным фотографиям «дневные» аналоги.

Итак…

Север Западной Сибири с многочисленными месторождениями углеводородов в среднем сохранял один уровень яркости в период 2003-2008 гг. Усреднять интенсивность свечения данного региона не корректно, в связи с освоением одних участков территории и снижением активности на других, что наглядно доказывает сопоставление мозаик 2006 и 2008 гг.

Север Западной Сибири с многочисленными месторождениями углеводородов в среднем сохранял один уровень яркости в период 2003-2008 гг.

На фотографии ярко красным цветом показаны участки Западной Сибири, которые приобрели «светимость» после 2006 года: на мозаике 2008 года данные районы характеризуются повышенной яркостью, тогда как на спутниковом покрытии 2006 года светимость этих районов отсутствует. Голубым цветом на рисунке 1 показаны участки, которые «светились» в 2006-ом и не проявляли светимости в 2008 году. В целом площадь засветки на мозаике 2006 года превышает аналогичный показатель, определенный по мозаике 2008 года. Однако делать конкретные выводы о степени и интенсивности освоения территории севера Западной Сибири нужно с учетом сезона года, когда данные спутниковые покрытия были получены.

Изучение Кавказского региона выявило объект, который в 2003 году давал яркую засветку изображен голубым цветом), а по данным 2006 и 2008 гг. уже не детектируется («погас»). В целом в период 2003-2008 гг. интенсивность свечения Кавказского региона не изменилась.

Изучение Кавказского региона выявило объект, который в 2003 году давал яркую засветку изображен голубым цветом), а по данным 2006 и 2008 гг. уже не детектируется («погас»)

В 35 км к югу от Краснодара близ пос. Горячий ключ. При этом интенсивность свечения объекта в 2006 и в 2008 гг. находилась примерно на одинаковом уровне. Район Красной поляны близ Сочи. Интенсивность свечения объекта в 2006 и в 2008 гг. находилась примерно на одинаковом уровне. Видимо, это район Красной поляны с Олимпийскими объектами.

На Дальнем Востоке интенсивность свечения в период 2003-2008 гг. сохраняет постоянство, локально отмечается повышение интенсивности свечения на мозаике 2008 года тех объектов, которые и прежде (на данных 2003-2006 гг.) обладали высокой степенью яркости. Увеличилась светимость Магадана на данных 2008 года, что судя по всему связано с активизацией строительства в городе в 2006-2007 гг.

Анализ позволил выявить территории России, где в период 2003-2008 гг. произошли наибольшие точечные изменения в интенсивности свечения, главным образом за счет появления новых объектов. Сценарий их появления одинаков: на покрытие 2003 года объекты отсутствуют, в 2006 году появляются, в 2008-ом существенно увеличивают свою интенсивность. Такие объекты (ярко красного цвета, на рисунках выделены оранжевым прямоугольником) детектированы:
— на границе Московской и Калужской областей виден объект, который изображен ярко красным пятном в «треугольнике» городов Калуга, Обнинск, Серпухов;

Объект на границе Московской и Калужской областей: на покрытии 2003 года отсутствует, в 2006 году появляется, в 2008-ом существенно увеличивает свою интенсивность

— в Усть-Лужской губе Финского залива Балтийского моря, где в настоящее время приостановлено строительство порта, к северу от Санкт-Петербурга около побережья Ладожского озера;
— в верховьях течения реки Нижняя Тунгуска и в среднем течение реки Лена к северу от оз. Байкал. Принципиальное увеличение яркости и возникновение многих объектов произошло после 2006 года, что детектируется по спутниковой мозаике 2008 года;
— на о. Сахалин близ г. Корсаков и на северо-восточном побережье острова;
— на полуострове Камчатка при сопоставлении разновременных мозаик детектировано появление объекта высокой светимости в нижнем течение реки Камчатка. При этом на мозаиках 2003 и 2006 гг. данный объект не проявляется, тогда как отчетливо виден на снимках 2008 года. Вероятно, этим объектом является вулкан Ключевская Сопка, который в период 2005-2008 гг. периодически проявлял активность в 2005, 2007 и 2008 гг. Извержения вулкана нередко сопровождаются появлением «свечения», когда в вершинном кратере вулкана наблюдается мощная подсветка, свидетельствующая о появлении свежей лавы.

Инженерно-технологический Центр (ИТЦ) «СканЭкс» (www.scanex.ru) предоставляет интегрированные решения на рынке ДЗЗ:
— прием на сеть собственных станций УниСкан™ и распространение (http://catalog.scanex.ru ) данных Terra/MODIS, Aqua/MODIS, IRS-1D, Resourcesat-1 (IRS-P6), Cartosat-1 (IRS-P5), Cartosat-2, SPOT 2, SPOT 4, SPOT 5, Formosat-2, EROS A, EROS B, RADARSAT-1, ENVISAT-1;
— распространение данных Landsat 4/5/7, ASTER, TerraSAR-X, IKONOS, GeoEye-1, QuickBird, WorldView-1, ALOS,
— разработка и поставка универсальных аппаратно-программных комплексовАлиса-СК™ (L-диапазон) для приема метеоданных NOAA, MetOp, FengYun и УниСкан™ (X-диапазон) для приема и обработки данных с разрешением до 0.7 м (www.scanex.ru/ru/stations);
— разработка и поставка программ обработки изображений Земли из космоса ScanMagic®, ScanEx Image Processor®, ScanEx SPOT Processor®, ScanEx SAR Processor®, ScanEx ENVISAT ASAR Processor® (www.scanex.ru/ru/software);
— создание геопорталов с использованием изображений Земли из космоса (www.kosmosnimki.ru);
— выполнение тематических проектов с использованием данных ДЗЗ;
— предоставление оперативного доступа к данным датчиков MODIS через Интернет (http://eostation.scanex.ru );
— реализация некоммерческих проектов по популяризации использования спутниковых снимков Земли в образовании, экологии, туризме и др. (www.transparentworld.ru).