Фотограмметрия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          2.2 Использование аэрокосмического мониторинга в экологических исследованиях.

           Использование аэрокосмического мониторинга в экологических исследованиях. Материалы дистанционного зондирования получают  в  результате  неконтактной съемки с летательных воздушных и космических аппаратов, судов  и  подводных лодок,  наземных  станций.  Получаемые  документы  очень  разнообразны   по масштабу, разрешению, геометрическим, спектральным и  иным  свойствам.  Все зависит от вида  и  высоты  съемки,  применяемой  аппаратуры,  а  также  от природных  особенностей  местности,  атмосферных  условий  и  т.п.  Главные качества дистанционных изображений, особенно полезные для составления карт - это их высокая детальность,  одновременный охват обширных  пространств, возможность получения повторных снимков   и   изучения   труднодоступных территорий. Благодаря этому данные  дистанционного  зондирования  нашли  в картографии разнообразное  применение:  их  используют  для  составления  и оперативного    обновления    топографических    и    тематических    карт, картографирования  малоизученных  и  труднодоступных   районов   (например, высокогорий). Наконец, аэро- и космические снимки  служат  источниками для создания  общегеографических  и тематических  фотокарт.  Съемки  ведут   в видимой,  ближней инфракрасной,  тепловой  инфракрасной,  радиоволновой и ультрафиолетовой зонах спектра. При этом  снимки  могут  быть  черно-белыми зональными и панхроматическими, цветными, цветными спектрозональными и даже -  для  лучшей  различимости  некоторых  объектов  -  ложноцветными,   т.е. выполненными в условных цветах. Следует отметить особые достоинства  съемки в радиодиапазоне. Радиоволны, почти не поглощаясь, свободно проходят  через облачность и туман. Ночная темнота тоже не помеха для съемки,  она ведется при любой погоде и в любое время суток. Главные достоинства аэроснимков, космических снимков и  цифровых  данных, получаемых в ходе дистанционного зондирования, - их  большая  обзорность  и одномоментностъ. Они  покрывают  обширные,  в  том  числе  труднодоступные, территории в один момент времени и в одинаковых физических условиях. Снимки дают интегрированное и  вместе  с  тем  генерализованное  изображение  всех элементов земной поверхности, что позволяет видеть их  структуру  и  связи. Очень важное достоинство -  повторность  съемок,  т.е.  фиксация  состояния объектов в разные моменты времени и возможность прослеживания их динамики. Существует   несколько   основных   направлений    применения    материалов дистанционного зондирования в целях картографирования:

. составление  новых топографических и тематических  карт;

. исправление  и обновление существующих карт;

.  создание  фотокарт,  фотоблок-диаграмм  и   других  комбинированных   фото

 картографических  моделей;

. составление  оперативных карт и мониторинг.

            Составление  оперативных  карт  -  еще  один   важный   вид   использования космических материалов. Для этого проводят быструю автоматическую обработку поступающих дистанционных данных и  преобразование  их  в  картографический формат.  Наиболее   известны   оперативные   метеорологические   карты.   В оперативном режиме и даже в  реальном  масштабе  времени  можно  составлять карты лесных пожаров, наводнений,  развития  неблагоприятных  экологических ситуаций и других опасных природных явлений. Космофотокарты  применяют  для слежения за созреванием сельскохозяйственных  посевов  и прогноза  урожая, наблюдения  за  становлением  и сходом  снежного   покрова   на   обширных пространствах и тому  подобными ситуациями,  сезонной  динамикой морских льдов.

          Оперативное слежение и контроль за состоянием окружающей среды и отдельных ее компонентов по материалам дистанционного зондирования и картам  называют аэрокосмическим (или картографо-аэрокосмическим) мониторингом. Мониторинг предполагает не только наблюдение за процессом или явлением,  но также его оценку, прогноз  распространения  и  развития,  а  кроме  того  - разработку  системы  мер  по   предотвращению   опасных   последствий   или поддержанию   благоприятных   тенденций.   Таким    образом,    оперативное картографирование становится средством  контроля  за  развитием  явлений  и

 процессов  и обеспечивает принятие управленческих  решений. Главнейшее значение  для реализации программы   создания  службы  мониторинга  окружающей среды имеют дистанционные  (аэрокосмические) средства  и   методы, так как одним из путей  создания  глобальной  системы  мониторинга  является картографический.

          Дистанционный мониторинг  -  совокупность  авиационного   и   космического мониторингов. Иногда в это понятие включают слежение за  средой  с помощью приборов, установленных в труднодоступных местах Земли (в горах, на Крайнем Севере), показания которых передаются в центры наблюдения с помощью методов дальней передачи информации (по радио, проводам, через спутники и т. п.). Авиационный  мониторинг  осуществляют  с  самолетов,  вертолетов  и  других летательных  аппаратов  (включая  парящие  воздушные  шары  и  т.  п.),  не поднимающихся на космические высоты (в основном из пределов тропосферы). Космический  мониторинг  -  мониторинг  с   помощью   космических   средств наблюдения.

          Картографический метод создания глобальной системы мониторинга предполагает

 развертывание  работ при обследовании и изучении  любой  территории  в  двух

 основных  направлениях:

    1. создание  базовой  инвентаризационной  картографической  документации,

       отражающей современное состояние  и оценку природных ресурсов;

    2.    картографирование    динамики    изменений    природной     среды,

       предусматривающее  обновление   инвентаризационных   карт,   создание

       специальных  карт  динамики  и  прогноза,   т.   е.   систематическое

       картографическое  слежение  за  состоянием  природной  среды   и   ее

       изменениями, обусловленными хозяйственной  деятельностью людей.

           Наземные измерения служат базой  для  проведения  необходимых  методических работ, связанных с проблемой идентификации природных ресурсов и изучения их свойств   на   основе   сопоставления   и   корреляции   различных   данных дистанционного зондирования с данными непосредственных наземных измерений. Все вышесказанное относится к измерениям, выполняемым  судами-лабораториями и автоматическими буйковыми станциями. Основные требования, предъявляемые  к  измерениям  (данным),  получаемым  в подсистемах космической   и   дополнительной   дистанционной   информации: синхронность получения всех видов информации; метрологическое единство всех видов  измерений;  репрезентативность  наземных  и  измерений  с   самолета относительно территорий, охватываемых космической  съемкой;  сопоставимость масштабов и разрешающей способности  всех  видов  измерений;  оперативность доставки информации с самолета и  наземной  в  пункты  приема  и  обработки космической информации.

           Репрезентативность в статистике - главное свойство выборочной совокупности, состоящее в близости ее характеристик (состава, средних величин  и  др.)  к соответствующим  характеристикам  генеральной  совокупности,   из   которой отобрана выборочная. Подсистема сбора и хранения информации формирует банк  данных  огромного  и постоянно меняющегося объема различного вида информации. Задачи этой подсистемы - формирование, хранение и управление базой  данных, нахождение необходимой  для  определенных  конкретных  целей  информации  и оперативная передача ее в блок подсистемы обработки информации.

 База данных должна содержать:

     .   разновременные   и   разномасштабные   материалы   космических    и

       аэрофотосъемок;

     . характеристики измерительной аппаратуры;

     . результаты наземных (натурных)  измерений  (выполненных  синхронно   с

       космическими  съемками)  параметров  состояния  природной   среды   в

       отдельных пунктах земной поверхности;

     .   разновременные   и   разномасштабные   картографические   материалы

       (топографические и специальные  тематические карты);

     . статистические и другие данные.

           Эта структура (сбора, хранения, управления базой данных) подсистемы  должна обеспечить оперативный обмен информацией между ее частями и доступ  к ней подсистемы обработки информации. Подсистема  обработки информации  заключается  в   оперативной   обработке полученной из банка данных информации и выдаче результатов обработки в виде картографических материалов в требуемом масштабе.

        Обрабатывают материалы визуально-инструментальным (с использованием оптико-

 механических  приборов) методом и с использованием  ЭВМ и переводом данных  с

 компьютера  в цифровую карту. Выходные  документы - тематические  и   специальные  карты,  схемы,  графики, таблицы, методические  материалы  и  т.  п.  Они   должны  быть  получены  в результате картографической, экономико-статистической и  другой  информации об изучаемых районах с  обязательным  использованием  результатов  наземных обследований  в  наиболее  характерных   природных,   сельскохозяйственных, гидрогеолого-мелиоративных и водохозяйственных зонах изучаемых  регионов  в соответствии с разрабатываемыми уровнями системы мониторинга. Таким  образом,  основная  цель  работ  по  внедрению  и  развитию  методов аэрокосмического мониторинга в  отрасли  -  совершенствование  установления

 корреляционных  связей между оптическими свойствами  экологических комплексов (природных   и  антропогенно  измененных),  отраженными  на  аэрокосмических  изображениях, и их  свойствами  в  системе  различных   природных  признаков (физической, биологической, химической и др.), направленными на  выявление существующих зависимостей между геологическим строением местности и ее рельефом,  гидрографией,  почвами,  растительностью и другими элементами ландшафта,  для разработки  и   совершенствования   методов   региональных комплексных исследований,  оценки  природно-экологических  и  антропогенных условий  территории  при  проектировании  и  проведении  землеустроительных мероприятий с целью сохранения экологического равновесия. Аэрокосмический  мониторинг  позволяет  одновременно  получать  объективную информацию и оперативно выполнять картографирование территории  практически на любом уровне территориального деления: страна - область - район - группа хозяйств (землепользование)  -  конкретное  сельскохозяйственное  угодье  - культура.

         Система аэрокосмического  мониторинга позволяет регулярно и оперативно

 проводить:

     .  инвентаризацию   земельного   фонда   земель   сельскохозяйственного

       назначения;

     . ведение земельного кадастра;

     . уточнение карты землепользования;

     .  инвентаризацию  селитебных  земель,  их   инфраструктуры   (городов,

       поселков,  деревень,  в  том   числе   больших   "неперспективных"   и

       заброшенных);

     . инвентаризацию земель мелиоративного фонда;

     .  оценку  мелиоративного  состояния   земель  и  ведение  динамического

       мелиоративного кадастра;

     . подготовку и систематическое  обновление каталогов земель, находящихся

       в фонде перераспределения;

     . контроль над темпами освоения новых земель;

     . разработку экологического обоснования   природопользования  в  районах

       традиционного и нового сельскохозяйственного  освоения;

     . планирование рационального землепользования, проведение своевременной

       инвентаризации очагов  (зон)  дефляции,  водной  и  ветровой  эрозии,

       деградации почв и растительного  покрова;

     .  инвентаризацию  земель,  включенных   в   состав   природоохранного,

       рекреационного  и  историко-культурного  назначения,  а также особо

       ценных земель;

     . составление карт  динамики  природных   и  антропогенных  процессов   и

       явлений;

     .    составление    прогнозных    карт    неблагоприятных    процессов,

       активизирующихся   в    результате    нерациональной    хозяйственной

       деятельности;

     . сопряжение картографической информации  со статистическими данными.

 

 

 

 

 

 

Заключение

           Космические снимки Земли и других небесных тел могут использоваться для самой различной деятельности: оценка степени созревания урожая, оценка загрязнения поверхности определённым веществом, определение границ распространённости какого-то объекта или явления, определения наличия полезных ископаемых на заданной территории, в целях военной разведки и многое другое.