Misioni Spatiale CO3D, Si të Hartografoni Tokën në 3D dhe me Metër Precizitet

Katër satelitë të ri të gjeneratës së re do të largohen nga Kourou, në Guianë, më 25 korrik, në bord të një rakete Vega-C.

Misioni CO3D, i përkushtuar për hartografimin në tre dimensione të tokës së shfaqur, mbështetet në shumë inovacione teknologjike. Sfida kryesore e tij? Të mbulojë një sipërfaqe të konsiderueshme me një saktësi rreth një metri, duke imazhuar gjithashtu objektet e lëvizshme si automjetet ose tymrat, duke u bazuar gjithashtu në trajtime plotësisht të automatizuara për të ulur kostot e prodhimit.

Misioni CO3D, i zhvilluar në bashkëpunim nga Qendra Kombëtare e Studimeve Hapësinore (Cnes) dhe Airbus, duhet të ofrojë një hartë të relievit, të quajtur në fushë “modele numerike të sipërfaqes”, për nevoja të qarta – qoftë civile apo ushtarake –, por gjithashtu të zhvillojë përdorime të reja të këtyre informacioneve 3D, ende të papritura, qoftë nga organizata kërkimore ose start-up-e.

Pse të hartografojmë Tokën në 3D?

Të dhënat e mbledhura nga misioni CO3D do të lejojnë të monitorohet toka nga hapësira. Kështu, shkencëtarët do të mund të ndjekin për shembull ndryshimet në volumin e akullnajave ose të mbulesave të dëborës në mal.

Ata gjithashtu mund të studiojnë evoluimin e vijës bregdetare ose rrëzimin e shkëmbinjve, dhe kështu të simulojnë impaktin e ngritjes së nivelit të detit mbi tokat bregdetare.

La hartografia 3D e biomasa gjithashtu lejon të ndiqet në shkallë të gjerë deforestimi ose, më lokalizuar, zhvillimi i vendosjes së bimësisë në qytete dhe menaxhimit të ishujve të nxehtësisë.

Të gjitha këto të dhëna, të cilat formojnë njërën nga blloqet bazë të jumejve digjitalë, janë thelbësore për të kuptuar më mirë ndikimin e ndryshimeve klimatike mbi ekosistemet dhe territorin.

Çdo dy javë, emra të mëdhenj, zëra të rinj, tema të papritura për të shpjeguar lajmet shkencore dhe për të kuptuar më mirë botën. Abonohuni falas sot!

Përtej shkencës, modeli 3D i saktë është një mjet i domosdoshëm për aktorët e sektorit publik si bashkitë ose shërbimet e sigurisë civile. Këta të fundit shfrytëzojnë të dhënat 3D në kuadër të planifikimit të territorit, menaxhimit të hapësirave si zonat e përmbytjes ose për njohjen e saktë të terreneve në rast të menaxhimit të krizës pas një fatkeqësie natyrore.

Për shembull, në rast të tërmetit, satelitët e vëzhgimit aktivizohen për të vlerësuar dëmet në shkallë të gjerë për të ndihmuar shërbimet e emergjencës të prioritarizojnë ndërhyrjet e tyre, por edhe për të vlerësuar rindërtimet që duhen planifikuar. Këto operacione janë të realizueshme me imazhe 2D tradicionale, por vlerësimi i shembjes së një kati të ndërtesës me një pamje të thjeshtë vertikale nuk është gjithmonë i përshtatshëm, ndryshe nga imazhet 3D që lejojnë matjen direkte të lartësive.

Në fushën e mbrojtjes, të dhënat CO3D do të ndihmojnë, për shembull, në përgatitjen e misioneve ajrore me avion ose drone në lartësi të ulët si dhe në vendosjen e automjeteve dhe trupave në terrene të ndryshme të vështira.

Si funksionon kjo imazheria e re 3D?

Konkordanca është e ndërtuar rreth katër satelitëve të ndërtuar nga Airbus, me një masë prej 285 kilogramësh secili dhe një jetëgjatësi prej tetë vjetësh, duke lejuar marrjen e imazheve në ngjyra me një rezolucion prej 50 centimetra – ose rezolucionin e nevojshëm për të prodhuar modele numerike të sipërfaqes me saktësi altimetrike rreth një metër.

Katër satelitët do të grumbullohen në dy çifte të vendosura në një orbitë të njëjtë (në 502 kilometra lartësi), por në kundërshtim për të ulur kohën e nevojshme që satelitët të kthehen për të fotografuar një vend të njëjtë.

Parimi i gjenerimit të modeleve numerike të sipërfaqes nga imazhet është ai që na lejon të shohim në tre dimensione: vizionin stereoskopik. Imazhet e një vendndodhjeje në Tokë merren nga dy satelitë me një kënd të ndryshëm siç bëjnë sytë tanë. Parallaxa e matur midis dy imazheve lejon, falë softuerëve të fuqishëm, të llogarisë dimensionin e tretë ashtu siç bën truri ynë.

Gjithashtu, duke qenë se imazhet janë marrë me dy satelitë të ndryshëm që mund të sinkronizohen kohërisht, është e mundur të riprodhohen në 3D objekte të lëvizshme, si automjete, tym i dendur, valë deti, etj. Kjo aftësi, që nuk është realizuar kurrë më parë nga misionet e mëparshme, duhet të përmirësojë cilësinë e modeleve numerike të sipërfaqes dhe të hapë rrugën për aplikime të reja.

Ngjyrat në dispozicion janë e kuqe, e gjelbër, blu, por edhe afër infra të kuqe, gjë që lejon të kemi imazhe me ngjyrë natyrale siç i shohin sytë tanë, por edhe të rrisë aftësinë për të dalluar materialet, më shumë se sa mund të bëjë shikimi njerëzor. Për shembull, një teren sporti që shfaqet në të gjelbër me ngjyrë natyrale mund të dallojë në bar ose në sintetike falë afër infra të kuqe. Vlen të theksohet se rezolucioni natyror prej 50 centimetra në afër infra të kuqe është i papërshkueshëm deri më tani nga misionet e tjera hapësinore. Ai do të lejojë, për shembull, të gjenerojë automatikisht hartat e sakta të burimeve ujore dhe bimësisë që janë ndihma për prodhimin automatik të modeleve tona numerike të sipërfaqes me precizion metrike.

Satellitet kanë aftësinë për të marrë rreth 6,500 imazhe në ditë, por edhe pse kjo është e mundur, do të duhet rreth katër vjet për të mbuluar të gjitha tokat e shfaqura dhe për të prodhuar të dhënat përkatëse; një imazh elementar me një sipërfaqe prej 35 kilometra katrorë, do të kërkojë rreth 3.5 milionë çift imazhesh stereoskopike për të mbuluar 120 milionë kilometra katrorë.

Një punë e madhe në tokë për të nxjerrë më të mirën nga të dhënat

Shumë inovacione gjithashtu lidhen me planifikimin e misionit dhe trajtimet e kryera në tokë.

Satellitet optike që nuk shohin përmes reve, marrja parasysh e parashikimeve më të freskëta të motit është një element kyç i performancës së grumbullimit të të dhënave. Në fakt, satelitet janë shumë të shpejtë dhe mund të drejtohen për të vëzhguar midis reve. Me CO3D, parashikimi i motit përditësohet çdo orbitë, që do të thotë pesëmbëdhjetë herë në ditë.

Vëllimi i të dhënave që duhet të gjenerohen për të mbuluar botën në 4 vjet është i konsiderueshëm, rreth 6,000 terabajt (ekvivalent i një milion DVD-ve). Zgjidhja e vetme e mundshme për të arritur këtë qëllim në një periudhë të kufizuar dhe me kosto të ulët ishte për CNES të zhvillonte zinxhirë të qëndrueshëm trajtimi, pa ripërpunim manual dhe masivisht të paralelezuar në një cloud të siguruar.

CNES gjithashtu zhvillon një qendër kalibrimi të imazhit, e përkushtuar për misionin CO3D, e cila do të ngarkohet, gjatë gjashtë muajve pas lançimit, të bëjë rregullimet e satelitëve, instrumenteve dhe softuerëve të trajtimit që do të lejojnë të kemi cilësinë më të mirë të mundshme të imazheve. Pas përfundimit të këtyre fazave të kualifikimit të satelitëve dhe të dhënave, hartat 3D do të jenë të disponueshme për partnerët institucionalë të CNES-it (shkencëtarët, komunitetet lokale ose ekipet e kërkimit dhe zhvillimit) sipas prodhimit të tyre.

Më pas, pas një faze demostrimi të prodhimit në shkallë të gjerë prej tetëmbëdhjetë muajsh, Airbus gjithashtu do të tregtojë të dhëna për klientët e saj.

Disa ditë para lansimit, fushata e përgatitjes së satelitëve është në plot zhvillim në Kourou dhe të gjitha ekipet e zhvillimit dhe operacioneve po përfundojnë në Tuluza përfundimet e fundit për të filluar aktivitetet e vendosjes në orbitë dhe të testimit në fluturim, aktivitetet e pozicionimit të satelitëve në orbitën e tyre përfundimtare, nisjen e pajisjeve të satelitëve dhe instrumenteve të tyre, pastaj rregullimin e parametrave të trajtimeve të aplikuara në tokë.