Принципи і способи здійснення моніторингу земель

Об'єктивною науково-методологічною основою моні­торингу земель є принципи його здійснення.

Принципи моніторингу - це об'єктивні правила ор­ганізації ведення моніторингу, що випливають з потреб суб'єкта його проведення і надходять до нього у вигля­ді наукового знання, за допомогою якого досягається поставлена мета.

Правова основа моніторингу земель встановлена Зе­мельним кодексом України. Тому принцип законності системи моніторингу земель надає їм обов'язкового ха­рактеру для всіх власників землі і землекористувачів, організацій і підприємств на всіх етапах прийняття рішень.

Система моніторингу земель створюється для забез­печення органів державного управління та науково-виробничих організацій необхідною, своєчасною та до­стовірною інформацією про стан земель. Тому важли­вим є принцип об'єктивності інформації, за якої всі показники повинні бути достовірними і відповідати дійсному природному стану земельних територій.

При здійсненні моніторингу земель потрібно керува­тися принципами системного підходу, який орієнтує дослідження на розкриття цілісності об'єкта, виявлен­ня різноманітних типів зв'язків у ньому та зведення їх в єдину теоретичну картину.

Не менш важливим є принцип наочності і доступ­ності результатів моніторингу земель для споживача. Наочність інформації щодо використання земель дося­гається за допомогою планово-картографічних матеріа­лів, на яких відображається отримана інформація. Ця інформація повинна бути доступна для споживача.

Тема 6. Принципи і способи здійснення моніторингу земель

Ведення земельного моніторингу здійснюється через Систему постійного спостереження в просторі і часі за ■вділеними блок-компонентами агроекосистеми з вико­ристанням відповідних параметрів і показників.

У складі моніторингу земель рекомендується виді­ляти чотири блок-компоненти:

1) структура й стан агроландшафту:

2) Грунт;

. 3) рослинність;

4) вода.

, Достатня розгалуженість структури земельного мо-ИІторингу за окремими показниками і режимами блок-Компонентів землі як агроекосистеми дозволяє визна- найсуттєвіші чинники і науково обґрунтувати ре- раціонального використання та охорони землі. фц Ко^нтР°^ль багатьох показників, які характеризують короткострокові і довгочасні зміни стану кожного ірВОК-компонента, можна проводити тільки в умовах _і|1Исокооргатзованих, комплексних досліджень, які ба-суються на сучасному технічному рівні.

Система моніторингу земель здійснюється з викори­станням відповідних способів одержання інформації і |іетодів їх обробки:

• дистанційного зондування (космічна зйомка і спосте­
реження, зйомка і дослідження з літаків та з викорис-

_<(' танням засобів малої авіації тощо);

• наземна зйомка і спостереження;

• використання фондових даних.

Дистанційне зондування (ДЗ) з космічних і літаль­них апаратів є однією з пріоритетних космічних техно­логій, що широко використовується в розвинених краї­нах світу, оскільки дозволяє вирішувати поставлені •авдання в сотні і тисячі разів оперативніше і дешев­ше, ніж при застосуванні традиційних наземних мето-ДІВ. Світовий комерційний ринок матеріалів ДЗ скла­дав близько 1 млрд. доларів і має тенденцію щорічного вростання приблизно на 15%.

Моніторинг земель

Космічна зйомка і спостереження з літаків дають можливість одержати характеристики стану земель на національному і регіональному рівнях. Зйомку і спо­стереження за допомогою малої авіації проводять для створення регіонального і локального моніторингу зе­мель та уточнення аерокосмічної інформації.

За допомогою дистанційного зондування можна роз­пізнавати землі за угіддями, отримувати інформацію про розміщення культур у сівозміні, ґрунтовий покрив

тощо.

Головні якості дистанційних зображень особливо корисні для складання карт - це їхня висока деталь­ність, одночасне охоплення великого простору, можли­вість отримання повторних знімків і вивчення важко-доступних територій. Завдяки цьому дані дистанційно­го зондування знайшли в картографії різноманітне за­стосування: їх використовують для складання й опера­тивного відновлення топографічних і тематичних карт, картографування маловивчених і важкодоступ-них районів. Нарешті, аеро- і космічні знімки служать джерелами для створення загальгеографічних і тема­тичних фотокарт.

Зйомки ведуть у видимій, ближній інфрачервоній, тепловій інфрачервоній, радіохвильовій і ультрафіоле­товій зонах спектра. При цьому знімки можуть бути чорно-білими, кольоровими, кольоровими спектрозона­льними та ін. Слід зазначити особливі переваги зйом­ки в радіодіапазоні. Радіохвилі, майже не поглинаю­чись, вільно проходять через хмарність і туман. Нічна темрява теж не є перешкодою для зйомки: вона ве­деться в будь-який час доби.

Фотографічні знімки — це результат иокадрової ре­єстрації власного або відбитого випромінювання земних об'єктів на світлочутливу плівку.

Аерофотознімки отримують із літаків, вертольотів, повітряних куль, космічні знімки - із супутників і ко-

Т«ма 6. Принципи і способи здійснення моніторингу земель

кораблів, підводні - з підводних суден і баро-}, що опускаються на глибину, а наземні - за до-

■циГОЮ ФОТОТЄОДОЛІТІВ.

Крім одиночних планових знімків, використовують вМрМШари, монтажі, фотосхеми й фотоплани, панора-ЮІ виїмки й фотопанорами, фронтальні (вертикальні)

фотознімки тощо.

На відміну від фотографічних, телевізійні знімки й ЦЩНтінцнії мі одержують шляхом реєстрації зображен-■а світлочутливих екранах передавальних телевізій- X камер (відіконів). Зйомка з борта літака або із су­шка захоплює досить велику смугу місцевості -■ївшою від 1 до 2 тис. км залежно від висоти польо-І технічних характеристик знімальної системи. Ви-врбітальні супутники дозволяють одержувати зо-іення всієї планети в цілому й у режимі реального передавати його на наземні пункти прийому дис-іДйної інформації. Тому телевізійна зйомка зручна оперативного картографування й спостереження за мивими об'єктами й процесами. Однак за величиною РЮМвтричних викривлень телевізійні зображення усту-Ють фотознімкам.

Телевізійні знімки бувають вузько- і широкосмуж-I, вони охоплюють різні зони спектра, можуть ма-

П різне розгорнення.

Найбільш широко в картографуванні використову­ють сканерні знімки, смуги, "сцени", одержувані шля-ЖОМ поелементної й порядкової реєстрації випроміню-іанвя об'єктів земної поверхні. Саме слово "скануван-■я" означає кероване переміщення пучка (світлового, Лазерного й ін.) з метою послідовного огляду якої-не-

будь ділянки.

У ході зйомки з літака або супутника скануючий ЩШетрій (дзеркало або призма) послідовно, смуга за ІКугою, переглядає місцевість поперек напрямку руху ВОСІя. Відбитий сигнал надходить на точковий при-

ач, і в результаті виходять знімки зі смужчатою або

Моніторинг земель

рядковою структурою, причому рядки складаються з невеликих елементів - пікселів. Кожний з них відби­ває сумарну усереднену яскравість невеликої ділянки місцевості, так що деталі усередині піксела нерозрізнені.

Піксел це елементарний осередок сканерного зобра­ження.

При польоті зйомка ведеться постійно, і тому ска­нування охоплює широку безперервну смугу місцевос­ті. Окремі ділянки смуги називаються сценами. У ці­лому сканерні зображення уступають за якостями кад­ровим фотографічним знімкам, хоча оперативне одер­жання зображень у цифровій формі представляє вели­чезну перевагу перед іншими видами зйомки.

Радіолокаційні знімки одержують із супутників і літаків, а гідролокаційні - при підводній зйомці дна озер, морів і океанів. Бортові радіолокатори бічного огляду, установлені на аеро-, космічних і підводних носіях, ведуть зйомку по правому й лівому бортах пер­пендикулярно до напрямку руху носія.

Завдяки бічному огляду на знімках добре проявля­ється рельєф місцевості, чітко сприймаються деталі його розчленовування, характер шорсткості. При зйом­ці океанів добре видно "хвилювання" водної поверхні. Радіолокація дозволила вперше докладно картографу­вати рельєф далеких планет.

До нових видів локаційних зображень відносяться знімки, одержувані в ультрафіолетовому й видимому діапазонах за допомогою лазерних локаторів - лі дарів. Безперервне технічне вдосконалювання сканерних і локаційних систем, множинність знімальних діапазо­нів, можливості їхнього широкого комбінування - все це створює воістину невичерпну розмаїтість джерел для тематичного картографування.

Особливе значення для картографування має бага­тозональна зйомка, суть якої полягає в тому, що та сама територія (або акваторія) одночасно фотографуєть-

_ Тема 6. Принципи і способи здійснення моніторингу земель

М або сканується в декількох порівняно вузьких зонах ОПвктра.

На сучасному етапі найбільший обсяг інформації втримується саме фотографічним методом з подальшою Обробкою фотозображення. Фотограмметрія якраз і є ТС галузь науки, яка займається обробкою фотозобра-Жввь з метою визначення геометричних властивостей Об'єкта (місцевості) за його копією. Термін "фотограм­метрія" в перекладі з грецької означає "вимірювання світ­лового зображення".

Фотограмметрія представлена напрямами:

• космічна фотограмметрія;

• аерофотограмметрія;

'•' • інженерна фотограмметрія (наземна фотограмметрія). Усі ці напрями мало відрізняються один від одного.

Це зумовлено тим, що всі вони виконують одне й те ОЙМе завдання - визначення геометричних властивос­тей об'єкта за його копією.

, Інженерна фотограмметрія, яка започаткувала роз-ШГГОК усієї науки, передбачає обробку знімків, які •тримані із земної поверхні, тобто займається оброб-■ОЮ перспективної моделі об'єкта.

З часом, коли людина навчилася літати спочатку на ■©вітряній кулі, а згодом на літаках, відокремилась іврофотогеодезія. Перші свої кроки аерофотогеодезія робила, використовуючи, як і інженерна фотограммет­рія, перспективні знімки, а згодом перейшла на плано-■1. Плановими знімками називають такі, в яких голо­вна оптична вісь вертикальна. У результаті отримують М знімками майже ортогональну модель об'єкта (місцевості).

Наймолодше відгалуження - космічна фотограммет­рія ~ ВИКОРИСТОВУЄ ЗНІМКИ, ЯКІ ОТрИМаНІ 3 борту КОСМІ­ЧНОГО апарата, який обертається навколо планети під ДІЄЮ гравітаційних та інших сил. Орієнтування таких ІЖІмків у просторі виконують за допомогою зоряних Камер фотографуванням зоряного неба. Таким чином, у

Моніторинг земель

космічній фотограмметрії необхідно враховувати орбі­тальний рух космічного апарата та використовувати системи координат, в яких однозначно описано орбіта­льний рух. За таку систему прийнята екваторіальна геоцентрична система координат, яка зафіксована від­носно певної епохи.

Відзначимо, що особливе місце у визначенні коор­динат забруднених територій знаходять, застосовуючи приймачі ОР8. Якщо мати космічні або аерофотознім-ки, на яких зображено певний досліджуваний об'єкт, потрібно вибрати території різної насиченості забруд­нення. Для цього можна:

• територію поділити на квадрати (наприклад по 100 м),
за допомогою СР5 визначити координати кожного
квадрата, а відтак за даними зпімків або карти визна­
чити точні координати забруднення;

• зйомку проводити найсучаснішим геодезичним при­
ймачем СР5;

• грунтові зразки на досліджуваній території брати за
певною схемою з визначенням точних координат за­
бруднення;

• з використанням багатоспектрального сканування із
супутників 5РОТ і ЬаЬсіаз можна знайти ареали забру­
днення і СР5-приймачем пройти по контурах забруд­
нення, визначаючи координати цих точок, після чого
скласти точну карту забруднення.

Ареал - область розповсюдження на земній поверхні певних явищ, тих чи інших видів тварин і рослин, корис­них копалин.

Застосування ОР8 дозволяє одержати геопросторову інформацію про стан ґрунтового покриву. Досліджен­ня, проведені в господарствах з використанням багато­спектрального сканування супутників 8РОТ і Ьапсіаз персонального навігатора САКМШ8 ОР8-12, дозволи­ло розробити методику сучасного ґрунтового велико­масштабного картографування. Персональний навіга­тор з високою точністю (4-6 м) дозволяє визначати ко-

Тема 6. Принципи і способи здійснення моніторингу земель

ординати ґрунтових відмін. Таким чином з високою точністю можна визначити і координати забруднених територій за допомогою багатоспектрального скануван­ня з космічних носіїв. Можна одержати й широко ви­користовувати цифрову модель забруднених територій, їх площу і відстань до найближчого населеного пунк­ту. Для оцінювання території кожен керівник повинен мати таку карту забрудненості.

Матеріали моніторингу, одержані різними способа­ми, повинні нагромаджуватись у банку даних на ком­п'ютерній техніці (із записом на магнітні диски, стріч­ки тощо).

З екологічної і господарсько-економічної точки зору доцільніше попереджувати негативні дії, ніж викону­вати великий обсяг трудомістких і дорогих робіт з від­носного відновлення або очищення земель.

Ведення постійного спостереження за деструктивни­ми процесами, які проходять на різних категоріях зе­мель, їх впливом на якісні ознаки, ступінь, інтенсив­ність і направленість одночасно на великих територіях перетворює моніторинг земель на самостійний вид ви-шукувальних робіт зі своєю методологією, науково-методичною і технологічною базою.

Питання для роздуму, самоперевірки, повторення

1. Визначте основні принципи моніторингу земель.

2. Поясність сутність принципу системності моніто­
рингу земель.

3. Розкрийте зміст принципу наочності і доступності.

4. Назвіть основні види робіт для забезпечення прин­
ципу об'єктивності інформації в моніторингу зе­
мель.

5. Вкажіть головні якості дистанційних зображень.

Дата добавления: 2014-11-29