6. Дистанционное зондирование земли (дзз)
Под дистанционным зондированием Земли (ДЗЗ) понимают неконтактное изучение Земли, ее поверхности, близповерхностного пространства и недр, отдельных объектов, динамических процессов и явлений путем регистрации и анализа их собственного или отраженного электромагнитного излучения. Регистрацию можно выполнять с помощью технических средств, установленных на аэро- и космических летательных аппаратах, а также на земной поверхности, например при исследовании динамики эрозионных и оползневых процессов и др. [9].
Дистанционное зондирование, интенсивно развиваясь, выделилось в самостоятельное направление использования снимков. Взаимосвязь основных направлений использования снимков и наименования направлений могут быть представлены схемой (рис. 34).
Рис. 34. Схема взаимосвязи основных процессов получения и обработки снимков
В настоящее время большую часть данных дистанционного зондирования Земли получают с искусственных спутников Земли (ИСЗ). Данные ДЗЗ – это аэрокосмические снимки, которые представляются в цифровой форме в виде растровых изображений, поэтому проблематика обработки и интерпретации данных ДЗЗ тесно связана с цифровой обработкой изображений.
Данные космических съемок стали доступны широкому кругу пользователей и активно применяются не только в научных, но и в производственных целях. ДЗЗ является одним из основных источников актуальных и оперативных данных для геоинформационных систем (ГИС). Научно-технические достижения в области создания и развития космических систем, технологий получения, обработки и интерпретации данных многократно расширили круг задач, решаемых с помощью ДЗЗ. Основные области применения ДЗЗ из космоса – изучение состояния окружающей среды, землепользование, изучение растительных сообществ, оценка урожая сельскохозяйственных культур, оценка последствий стихийных бедствий и т. д.
6.2. Области применения данных дистанционного зондирования
Применение космических снимков может осуществляться для решения пяти задач.
1. Использование снимка в качестве простейшей карты или, точнее, основы, на которую можно наносить данные из других источников в отсутствие более точных карт, отображающих современную обстановку.
2. Определение пространственных границ и структуры объектов для определения их размеров и измерения соответствующих площадей.
3. Инвентаризация пространственных объектов на определенной территории.
4. Оценка состояния территории.
5. Количественная оценка некоторых свойств земной поверхности.
Дистанционное зондирование является перспективным методом формирования баз данных, пространственное, спектральное и временное разрешение которых будет достаточным для решения задач рационального использования природных ресурсов. Дистанционное зондирование является эффективным методом инвентаризации природных ресурсов и мониторинга их состояния. Поскольку ДЗЗ позволяет получать информацию о любых областях Земли, включая поверхность морей и океанов, сферы применения этого метода действительно безграничны. Основой для эксплуатации природных ресурсов служит анализ информации о землепользовании и состоянии земных покровов. Помимо сбора такой информации дистанционное зондирование используют также для изучения таких природных катастроф, как землетрясения, наводнения, оползни и оседания почвы [9].
Источник
Дистанционное (аэрокосмическое) зондирование природной среды.
Дистанционное зондирование природных объектов базируется на использовании электромагнитных излучений, исходящих от предмета исследования.
Дистанционные методы исследования подразделяются на пассивные, т.е. основанные на улавливании излучений от естественных источников (Солнца, Луны, звезд,), и активные, т.е. предполагающие использование искусственных источников излучения (ламп накаливания, газоразрядных ламп, лазеров).
Наибольшее применение среди пассивных дистанционных методов получили исследования в оптической области электромагнитного спектра (фотографирование), в том числе в разных диапазонах. Получаемые фотографические материалы доступны для непосредственного зрительного восприятия и анализа с помощью всего арсенала средств, разработанных в рамках картографического метода исследования. Космические и аэрофотоснимки обеспечивают территориально полное и непрерывное изучение больших площадей, состояние которых зафиксировано на единый момент времени. Это наиболее эффективно при работах, связанных с проблемами охраны земельных, водных и растительных ресурсов (состояние лесов, пастбищ и пахотных угодий; эрозия; засоление; заболачивание).
Аэрокосмические методы относятся к дистанционным. Земная поверхность изучается с помощью самолетов и космических аппаратов. Применяется традиционное фотографирование на черно-белую или цветную пленку, а также съемка в различных спектральных зонах. Помимо фотографирования на пленку, широко применяется телевизионная съемка в различных зонах спектра, тепловая, радиолокационная.
Важное преимущество аэрокосмических методов — оперативность, возможность повторения съемок с каким угодно интервалом времени, охват больших территорий. Космические зональные изображения поддаются обработке на компьютерах, могут сохраняться длительное время на магнитных носителях. Современные геоэкологические исследования выполняются на основе геоинформационных систем (ГИС). ГИС — это система, объединяющая техническое и программное обеспечение, разнообразную информацию о природной и техногенной средах области или страны в целом. ГИС позволяет вводить и хранить информацию, проводить ее обработку, представлять результаты в виде карт, графиков, диаграмм. В геоинформационные системы «полного цикла» регулярно поступает информация с аэрокосмических средств, которая оперативно обрабатывается и используется для принятия решений.
95. Дистанционное зондирование. Визуальное и автоматизированное дешифрирование аэрокосмических снимков.
Дистанционное зондирование природных объектов базируется на использовании электромагнитных излучений, исходящих от предмета исследования.
Дистанционные методы исследования подразделяются на пассивные, т.е. основанные на улавливании излучений от естественных источников (Солнца, Луны, звезд, земной поверхности), и активные, т.е. предполагающие использование искусственных источников излучения (ламп накаливания, газоразрядных ламп, лазеров).
Наибольшее применение среди пассивных дистанционных методов получили фотографирование, в разных диапазонах. Получаемые фотографические материалы доступны для непосредственного зрительного восприятия и анализа Космические и аэрофотоснимки обеспечивают территориально полное и непрерывное изучение больших площадей. Это наиболее эффективно при работах, связанных с проблемами охраны земельных, водных и растительных ресурсов (состояние лесов, пастбищ и пахотных угодий; эрозия; засоление; заболачивание).
В частности, имеется опыт картирования ореолов загрязнения снежного покрова вокруг городов, дымовых шлейфов различного происхождения, нефтяных пленок на морских поверхностях, запыленности городской атмосферы.
Возможности решения задач на основе космо- и аэрофотоснимков для разных территорий неравнозначны как вследствие неодинаковой обеспеченности соответствующими материалами , так и ввиду зависимости возможностей дешифрирования от комплекса физико-географических факторов (облачность, растительный покров).
Возможности дистанционного получения количественных характеристик загрязненности природных сред появились в связи с развитием активных методов зондирования. Толчком к этому послужило создание лазерных источников излучения (лидаров). Их широкое применение станет возможным лишь тогда, когда они из уникальных лабораторных приборов, будут превращены в серийные, достаточно простые и надежные.
Дешифрирование космических снимков – процесс распознавания объектов, их свойств и взаимосвязей. 2 метода дешифрирования:
анализир. объекты в несколько раз больше пикселя (элемент)
анализ на уровне 1 пикселя
количественная оценка примерно
точно (с точностью до 1 пикселя)
анализ чёрно-белых снимков возможен в 5-7 ступеней
возможности безграничны, яркостные преобразования
совместный анализ не более, чем 2-х снимков
никаких ограничений по количеству
форма объектов в плане определяется легко и однозначно
сложная задача в настоящее время, программными средствами не решить
Форма объекта в пространстве (вертикальная протяженность): 2 снимка – стереоприбор, 1 снимок – по тени
может быть на паре снимков + соответствующие программы
пространственное распространение объектов анализируется безпроблемно
Технические возможности ограничены
анализ выполняется по всей совокупности дешифровочных признаков (косвенные признаки, интуиция, логические мысли)
Только один признак (на яркость – только яркость и т. п.)
Результаты объективны, но зависят от параметров, заложенных исследователями.
Источник