Студопедия — Дистанционные методы получения исходной информации
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Дистанционные методы получения исходной информации






(аэрокосмический мониторинг)

Дистанционные методы мониторинга основаны на бесконтакт­ной регистрации (дистанционном зондировании) электромагнитных волн отражённого солнечного света и собственного излучения поверхности Земли с самолётов, вертолётов и различных космических аппаратов. Преимущество дистанционного зондирования (прежде все­го из космоса) перед другими методами заключается в возможности достаточно частой повторности (а при необходимости и непрерывности) наблюдений во времени, оперативности получения аэрокосмиче­ских материалов, получении на одном изображении обширных и от­даленных территорий и акваторий (в том числе в виде экранных электронных карт в различных диапазонах спектра), возможности пространственно - временного анализа одновременно нескольких ком­понентов природы в их взаимосвязи. По масштабу и детальности полученной информации космические изображения разделяют на гло­бальные, региональные и локальные (табл. 2). Особенно велика роль космических методов при глобальных мониторинговых исследовани­ях. Только съёмки из космоса могут обеспечить систематическое слежение за антропогенными нарушениями природы в масштабе всей биосферы в целом.

 

Таблица 2. Характеристика космических изображений

 

Размерность изображений Масштаб изображений Пространственное разрешение,м Высота съёмки, км Иерархический уровень природных систем
Глобальные   Региональные   Локальные     Мельче 1:1000 000     1:1000 000 -1:200 000     Крупнее 1: 200 000 Более 1000   100 – 1000   Менее 100 Более 1000   300 – 1000   Менее 300 Ландшафтные страны, зоны, мегасистемы   Ландшафтные области, районы, макроэкосистемы   Местности, урочища, мезоэкосистемы биогеоценозы, фации) (  

 

Аэрокосмический мониторинг позволяет выявить, очаги и харак­тер нарушений природных объектов с минимальной инерцией во вре­мени; установить и картографировать степень, скорость и пространст­венные масштабы нарушений (в том числе загрязнения) или преобразования природной среды; проанализировать и оценить современное состояние природных компонентов и комплексов и составить прогноз последствий хозяйственной деятельности человека.

Для получения динамической информации об антропогенных из­менениях и состоянии природной среды необходимо сопоставление повторных аэрокосмических изображений одной и той же территории через определённые промежутки времени. Оно производится как визу­ально, так и инструментально. Автоматическое сопоставление выпол­няется методом анализа различий с последующей их интерпретацией или методом машинной классификации с последующим сравнением полученных результатов.

В аэрокосмическом мониторинге используются различные мето­ды наблюдений. В настоящее время различают шесть основных видов съёмок: фотографические одно- и многозональные, телевизионные в видимой и инфракрасной областях спектра, спектрометрическую инди­кацию, инфракрасную индикацию, микроволновую индикацию, радар­ную индикацию.

Фотографирование осуществляется во всей видимой части спектра (длина волн 0,4-0,8 мкм) и в ближней инфракрасной (0,8-1Дмкм). Получаемые снимки обладают большой информативностью и высокой разрешающей способностью (до 10-20 м). Для мониторинга используются как чёрно-белые снимки, так и цветные фотографии, которые передают изображение в естественных цветах. Ещё большей достоверностью распознавания объектов обладают многозональные фо­тографии, т.е. изображения, полученные в результате синхронного фо­тографирования одного и того же участка в разных и достаточно уз­ких спектральных интервалах. Они особенно эффективны при изуче­нии загрязнения вод, заболачивания и засоления почв, состояния рас­тительности.

Телевизионная съемка имеет ряд преимуществ перед обычным фотографированием, хотя качество изображений уступает фотосним­кам. Она не требует возвращения плёнки на Землю и даёт сигнал в форме, удобной для запоминания, хранения и автоматической обра­ботки. Телевизионная съёмка наиболее перспективна для регистрации быстро меняющихся природных и природно-антропогенных явлений (пыльных бурь, лесных пожаров, наводнений и т.п.)

Спектрометрическая индикация основана на определении ха­рактеристик спектральной отражательной способности природных и антропогенных образований (коэффициента спектральной яркости, аль­бедо и др.). Её достоинство состоит в возможности получения опти­ческих характеристик в узких зонах спектра и осуществления автома­тической обработки и анализа данных на компьютерах. Успешно при­меняется многоспектральная съёмка - зондирование в узких спектральных интервалах с помощью фотоэлектронных умножителей, ска­неров и других современных приборов. Она особенно перспективна при выявлении атмосферных загрязнений, состояния сельскохозяйст­венных посевов, нарушения естественных фитоценозов.

Инфракрасная индикация базируется на регистрации длинно­волнового отражения солнечного света (0,7-2,5 мкм) и собственного теплового излучения Земли (3 мкм и более). Она фиксирует различия так называемых радиационных температур, т.е. температур теплового потока, идущего от объекта наблюдения, с точностью до 0,5-1,0'С. Обработка, анализ и картографирование этих данных позволяет уста­новить степень увлажнения почв, определить нарушения растительно­сти экосистем (в частности, деградацию пастбищ), выявить очаги под­топления и получить другую мониторинговую информацию.

Микроволновая индикация (регистрация пассивного радиотеп­лового излучения Земли в диапазоне 0,3-30 см) и радарная индика­ция (активная локация объектов с летательных аппаратов) - это но­вые направления мониторинговых наблюдений. Их использование пер­спективно ввиду почти полной независимости от погодных условий и возможности проникновения радиоволн в почвогрунты на глубину не­скольких метров. Радарная индикация позволяет четко регистрировать геометрию отражательной поверхности, что даёт возможность опреде­лить границы полей и лесов, площади и даже виды растений и уго­дий (луга, пашни, болота).

Каждый из рассмотренных методов дистанционного зондирования обладает определёнными достоинствами лишь в сравнительно узких диапазонах спектра и при наличии определённых технических и при­родных условий. Поэтому только использование нескольких разно­масштабных, разновременных и разноспектральных съёмок в сочета­нии с наземными наблюдениями создает возможность для получения достаточно полной и достоверной информации о состоянии и антро­погенном изменении природной среды.

В последнее десятилетие оформились два направления геоэколо­гического дистанционного зондирования (Книжников, Кравцова, 2000): а) ставшие уже традиционными исследования региональною и ло­кального уровней, базирующиеся на использовании аэрокосмических снимков с широким спектром тематических направлений, связанных с изучением антропогенного воздействия на природную среду; б) гло­бальные дистанционные исследования, в которых поступающая со спутников информация служит непосредственным источником для соз­дания особых компьютерных карт.

При региональном и локальном мониторинге главным источни­ком информации является снимок, дешифрирование которого осущест­вляется преимущественно с помощью визуальных методов. Типичным примером подобных работ являются исследования состояния и антро­погенных изменений природной среды, проводившиеся в Приаралье в 70-80-х гг. Для изучения процессов опустынивания, связанных с край­не нерациональным использованием водных и земельных ресурсов, была разработана программа наблюдений, которая включала космиче­скую, авиационную и наземную съёмки на региональном и локальном уровнях. В неё входили комплексные исследования условий природо­пользования, изменения ландшафтов и процессов опустынивания. Со­ответственно был определён конкретный набор объектов наблюдения и их характеристик, разработаны требования к аэрокосмической съём­ке территории для решения различных задач мониторинга (Виногра­дов, 1984).

При глобальных исследованиях основным источником информа­ции становятся результаты трассовых и точечных измерений в опти­ческом диапазоне (радиометры видимого и инфракрасного диапазона, тепловые инфракрасные радиометры), в радиодиапазоне (измерения собственного и отражённого излучения с помощью микроволновых радиометров и радиолокаторов) и в ультрафиолетовом диапазоне (ультрафиолетовые спектрометры для определения содержания озона в атмосфере). Обработка принятых сигналов производится автоматически с помощью компьютеров на основе специально разработанных алго­ритмов. Так, по принятой датчиком интенсивности ультрафиолетового излучения можно судить о мощности озонового слоя, а по цветовому индексу, полученному при регистрации отражения солнечных лучей в зелёной и голубой зонах спектра, можно определить концентрацию фитопланктона в океане. В результате сформировался новый вид мо­ниторинговой информации - спутниковые компьютерные карты, созда­ваемые непосредственно по цифровым данным (Книжников, Кравцова, 2000). Они представляют собой ценный материал для анализа и оцен­ки состояния компонентов природной среды на глобальном уровне.

 







Дата добавления: 2015-06-16; просмотров: 1241. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Оценка качества Анализ документации. Имеющийся рецепт, паспорт письменного контроля и номер лекарственной формы соответствуют друг другу. Ингредиенты совместимы, расчеты сделаны верно, паспорт письменного контроля выписан верно. Правильность упаковки и оформления....

Ситуация 26. ПРОВЕРЕНО МИНЗДРАВОМ   Станислав Свердлов закончил российско-американский факультет менеджмента Томского государственного университета...

Различия в философии античности, средневековья и Возрождения ♦Венцом античной философии было: Единое Благо, Мировой Ум, Мировая Душа, Космос...

Характерные черты немецкой классической философии 1. Особое понимание роли философии в истории человечества, в развитии мировой культуры. Классические немецкие философы полагали, что философия призвана быть критической совестью культуры, «душой» культуры. 2. Исследовались не только человеческая...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия