Прямые признаки

Форма - результативный прямой признак при визуальном де­шифрировании. Именно в форме контура заключается основная часть информации об объекте. Антропогенные объекты имеют гео­метрически правильную, стандартную форму — по прямоуголь­ной форме выделяют сельскохозяйственные поля, по перекрещивающимся полосам опознают аэродромы. Объемная форма позволяет распознавать объекты стереоскопически.

Размер - признак, используемый главным образом при рабо­те с крупномасштабными снимками. По размеру различают зда­ния разного функционального назначения (цв. вкл. I, 5, б), разде­ляют поля зерновых и кормовых севооборотов. Оценку размеров в процессе дешифрирования обычно производят путем визуально­го сравнения с размером известного объекта. Имеют значение как абсолютные размеры, так и их соотношения. Той (степень почернения) изображения, определяемый ярко­стью объекта и спектральной зоной съемки, помогает разделить

основные типы поверхности: снег, открытый грунт, раститель­ность. Пятно солнечного блика на снимке нередко указывает на водные объекты. Однако тон — не стабильный признак. Даже при одинаковом освещении один и тот же объект может изобразиться в разных частях снимка разным тоном, и наоборот. Значительно стабильнее соотношение тонов — тоновые контрасты. На много­зональном снимке тон одного и того же объекта, воспроизводи­мого на серии зональных снимков, будет различным. Коррелируя с кривой спектральной яркости, он трансформируется в слож­ный прямой признак — спектральный образ объекта.

Цвет - более информативный и надежный признак, чем тон черно-белого снимка. По цвету хорошо выделяются водные объек­ты, леса, луга, распаханные поля. Используя снимки с целенаправленно искаженной цветопередачей, разделяют раз­личные типы растительности, горных пород и т.д. Тень можно отнести как к прямым, так и к косвенным дешифровочным признакам. На фотографических и сканерных снимках она подразделяется на собственную и падающую. Тень на деталь­ных снимках отражает силуэт заснятого объекта и позволяет оце­нить его высоту. Поскольку тень всегда имеет отно­сительный контраст, значительно больший, чем сам объект, то часто только падающая тень позволяет обнаружить на снимках малоразмерные в плане, но высокие объекты, например завод­ские трубы. В горных районах глубокие тени затрудняют дешифри­рование. Тени существенно влияют на рисунок изображения.

Рисунок изображения - устойчивый комплексный дешифровочный признак, обеспечивающий безошибочное опознавание не только таких объектов, как сельскохозяйственные поля, населен­ные пункты, но и разных типов геосистем. Существуют несколько классификаций рисунков аэрокосмического изображения, в ко­торых их подразделяют, используя термины с одним-двумя при­лагательными: зернистые, мозаичные, радиально-струйчатые и т.д. Каждому природно-территориальному комплексу свойствен опре­деленный рисунок на снимке, который отражает его морфологи­ческую структуру. В рисунке изображения различают текстуру - форму рисункообразующих элементов и структуру - пространственное расположение элементов текстуры. Иногда ри­сунок изображения характеризуют количественными показателя­ми, что служит основой морфометрического дешифрирования.При компьютерном дешифрировании обычно под текстурой цифрового изображения понимают пространственную изменчи­вость значений яркости пикселов, что частично объединяет со­держание понятий текстуры и структуры, которые принято раз­личать при визуальном дешифрировании.

Морфометрическое дешифрирование. Дешифровочный признак объектов — форма — при дешифрировании обычно определяется визуально, но более точное разделение объектов по форме воз­можно на основе ее измерений. Кроме формы отдельных объектов определяют количественные статистические характеристики формы объектов массового распространения и их распределения — они также могут служить признаками определенного типа объектов. Распознавание и изучение объектов, основанное на определе­нии количественных показателей, характеризующих их форму, размеры, особенности пространственного распределения, рису­нок изображения — его текстуру и структуру, называют морфометрическим дешифрированием. Способы определения морфомет-рических показателей, число которых в разных областях исследо­ваний измеряется десятками, варьируют от простейших визуаль­но-инструментальных измерений до компьютерной обработки снимков.

Морфометрическое дешифрирование применяется при работе со снимками широкого масштабного ряда - от крупномасштаб­ных аэроснимков до обзорных космических снимков. Оно исполь­зуется в различных тематических областях исследований. Напри­мер, при лесной таксации одну из важных задач оценки насажде­ний — определение бонитета древостоев (т. е. их качества, запасов древесины) — решают косвенно на основе анализа диаметра крон и сомкнутости полога по крупномасштабным аэрофотоснимкам; статистические показатели этих характеристик получают путем из­мерения по профилям на стереофотограмметрических приборах.

Другой вид морфометрического анализа снимков, применяе­мый при геолого-геоморфологических исследованиях, — анализ распределения элементов разломной тектоники (длина, направ­ление, густота линеаментов). Получаемые по результатам дешиф­рирования линеаментов розы — диаграммы их распределения слу­жат основой для выделения районов с разным строением фунда­мента, имеющих различные перспективы для поиска месторож­дений полезных ископаемых. Для такого анализа снимков широко используются программные средства компьютерной обработки. Близкая задача — районирование территории по интенсивности эрозионного расчленения, например по густоте овражно-балочной сети. Выделение по снимкам районов с разной густотой и глубиной расчленения, углами наклона и экспозицией склонов на основе стереомодели и цифровой модели, создаваемой по сним­кам, теперь также обеспечивается компьютерными программами. Более сложно морфометрическое дешифрирование по рисунку изображения, применяемое в ландшафтных исследованиях, по­скольку характеристики рисунка труднее формализовать, выра­зить количественно. Тем не менее изучаются количественные ха­рактеристики ландшафтных рисунков для разработки на их осно­ве алгоритмов ландшафтного морфометрического компьютерного дешифрирования.

Индикационное дешифрирование. В отличие от прямого при кос­венном дешифрировании, которое основано на объективно суще­ствующей в природе взаимосвязи и взаимообусловленности меж­ду объектами и явлениями, дешифровщик определяет не сам объект, который может и не изобразиться на снимке, а его указа­тель, индикатор. В качестве индикатора наиболее часто выступают растительный покров, а также рельеф и гидрография. Косвенные признаки лежат в основе ландшафтного метода дешифрирования, базирующегося на многосторонних связях между отдельными ком­понентами ландшафта, между дешифрируемым объектом и всем природным комплексом. Обычно с уменьшением масштаба сним­ков роль косвенных дешифровочных признаков возрастает.

Пятна вымокания почв на полях свиде­тельствуют о развитии просадочного микрорельефа и близком уровне залегания грунтовых вод. Петли и складки поверхностных морен на леднике говорят о том, что это пульсирующий ледник и ожидается его подвижка.

Косвенное дешифрирование с использованием индикаторов называют индикационным дешифрированием, при котором по на­блюдаемым «физиономичным» компонентам ландшафта выявля­ются компоненты или процессы, менее доступные для наблюде­ния. Географическую основу такого дешифрирования составляет индикационное учение (индикационное ландшафтоведение). Осо­бенно большую роль индикационное дешифрирование играет при работе с космическими снимками, когда прямые признаки теря­ют свое значение из-за сильной генерализованности изображения. На космических снимках равнинных районов в первую очередь отображается внешний, растительный покров земной поверхнос­ти, благодаря которому проявляется микрорельеф; по раститель­ности можно судить также о почвах и грунтах. При индикацион­ном дешифрировании составляют так называемые индикационные таблицы, где для каждого типа или состояния индикатора указан соответствующий ему вид индицируемого объекта. Такая методи­ка особенно тщательно отработана для гидрогеологического де­шифрирования, когда по распространению растительности уда­ется определить не только наличие, но и глубину залегания, и минерализацию грунтовых вод.

В качестве индикаторов могут выступать объекты, связи кото­рых с исследуемым явлением на первый взгляд не очевидны. Так, неоднократно отмечалось образование линейных гряд кучевых облаков над крупными тектоническими разломами. Полевые гео­физические исследования показали, что по таким разломам под­нимаются дополнительные потоки тепла, что и объясняет обра­зование облачности, которая, таким образом, может выступать в роли индикатора разломов.

При индикационном дешифрировании возможен переход от пространственных характеристик к временным. На основе выяв­ления пространственно-временных рядов по индикационным при­знакам можно установить относительную давность протекания процесса или стадию его развития.

^:

Рис. 3.9. Трассеры движения:

а — срединные морены на поверхности ледника; б — песчаные гряды в пустыне, вытянутые по направлению преобладающих ветров; в — потоки вод разной мут­ности, выносимые рекой в море; г — фитопланктон на поверхности моря, визу­ализирующий грибовидное течение

Индикаторами движения водных масс в океане, приповерхно­стных ветров, льда ледников часто служат массовые объекты (трас­серы), в совокупности визуализирующие направление и характер движения (рис. 3.9). Их роль могут выполнять битые льды, взвеси, фитопланктон, трассирующие движение вод в море, срединные морены, рисунок трещин или слоистости на поверхности горного ледника. Движение вод хорошо визуализируется температурными контрастами водной поверхности — именно по тепловым инфра­красным снимкам выявлена вихревая структура Мирового океана. Эоловые формы рельефа песчаных массивов и заструги на засне­женной поверхности покровных ледников указывают на преобла­дающее направление приземных ветровых потоков. Выявляются не только направление, но и некоторые количественные характе­ристики движения, его скорость. Например, дуги огив на горном леднике, возникающие под ледопадом, перемещаясь вниз вместе со льдом, вытягиваются по оси ледника, указывая на более высо­кую скорость в средней части по сравнению со скоростью движе­ния льда у бортов ледника, что свидетельствует о ламинарном, а не глыбовом типе движения льда.

Дешифрирование многозональных снимков. Многозональный аэрокосмический снимок состоит обычно из 4 —6 снимков, по­лученных в относительно узких спектральных зонах. К этому виду снимков можно также отнести радиолокационные снимки, полу­чаемые как при регистрации отраженных радиоволн разной дли­ны, так и при разной их поляризации. Работа с серией зональных снимков сложнее, чем с одиночным снимком, и дешифрирова­ние многозональных снимков требует использования особых ме­тодических подходов. Наиболее универсальный прием — синтези­рование цветного изображения, включая выбор варианта цветово­го синтеза, оптимального для решения конкретной задачи дешиф­рирования. Дополнительные результаты может дать также работа с серией ахроматических (черно-белых) зональных снимков. При этом используются два основных методических приема — сопос­тавительное и последовательное дешифрирование.

Сопоставительное дешифрирование серии зональных снимков основано на использовании спектральных образов изобразивших­ся на снимке объектов. Спектральный образ объекта на фотогра­фическом снимке определяется визуально по тону его изображе­ния на серии зональных черно-белых снимков; тон оценивается по стандартизованной шкале в единицах оптической плотности. По полученным данным строится кривая спектрального образа (рис. ЗЛО), отражающая изменение оптической плотности изоб-

Последовательное дешифрирование основано на том, что на снимках в разных спектральных зонах оптимально отображаются разные объекты. Например, на снимках мелководий в связи с различным проникновением лучей разных спектральных зон (К, О, 3) в водную среду находят отображение объекты, располо­женные на разной глубине, и дешифрирование серии многозо­нальных снимков позволяет выполнять разноглубинный анализ (рис. 3.12).

К К+З

К + З + Г

Рис. 3.12. Последовательное дешиф­рирование многозональных снимков МКФ-6 Союз-22 для разноглубин­ного анализа форм донного релье­фа в мелководной северо-восточной части Каспийского моря:

1 - гребни подводных грив; 2 - верх­ние части склонов; 3 - нижние части склонов; 4 - выположенные межгривные понижения; 5 - межгривные

При последовательном дешифрировании многозональных сним­ков используется также тот факт, что темные на более светлом фоне контуры растительности в красной зоне благодаря повыше­нию яркости ее изображения в ближней инфракрасной зоне как бы «исчезают» со снимка, не мешая восприятию крупных черт тектонического строения и рельефа. Это открывает возможность, например, при геоморфологических исследованиях дешифриро­вать по разным зональным снимкам формы рельефа разного гене­зиса - эндогенного по снимкам в ближней инфракрасной зоне и экзогенного - в красной. Последовательное дешифрирование пре­дусматривает технологически сравнительно простые операции поэтапного суммирования результатов.

Дешифрирование разновременных снимков. Разновременные снимки обеспечивают качественное изучение изменений иссле­дуемых объектов и косвенное дешифрирование объектов по их динамическим признакам.

Исследования динамики. Процесс извлечения динамической информации со снимков включает выявление изменений, их гра­фическое отображение и содержательную интерпретацию. Для выявления изменений по разновременным снимкам их нужно сопоставить между собой, что осуществляется путем поочеред­ного (раздельного) или одновременного (совместного) наблю­дения. Технически визуальное сопоставление разновременных снимков осуществляется наиболее просто их поочередным на­блюдением. Очень старый способ «миганий» (фликер-способ) по­зволяет, например, достаточно просто обнаружить вновь появив­шийся отдельный объект быстрым поочередным рассматривани­ем двух разновременных снимков. Из серии снимков изменяю­щегося объекта может быть смонтирована иллюстративная кино­грамма. Так, если получаемые через 0,5 ч с геостационарных спут­ников в одном и том же ракурсе снимки Земли смонтировать в киноленту-«кольцовку» или анимационный файл, то возможно многократно воспроизвести на экране суточное развитие облач­ности.

Для выявления небольших изменений оказывается более эф­фективным не поочередное, а совместное наблюдение разновре­менных снимков, для чего используются специальные приемы: совмещение изображений (монокулярное и бинокулярное); син­тезирование разностного или суммарного (обычно цветного) изоб­ражения; стереоскопические наблюдения.

При монокулярном наблюдении снимки, приведенные к одно­му масштабу и проекции и изготовленные на прозрачной основе, совмещают наложением один на другой и рассматривают на про­свет. При компьютерном дешифрировании снимков для совмест­ного просмотра изображений целесообразно использовать програм­мы, обеспечивающие восприятие совмещаемых изображений какполупрозрачных или «открывающие» участки одного изображе­ния на фоне другого.

Бинокулярное наблюдение, когда каждый из двух разновремен­ных снимков рассматривается одним глазом, наиболее удобно осуществлять с помощью стереоскопа, в котором каналы наблю­дения имеют независимую регулировку увеличения и яркости изоб­ражения. Бинокулярные наблюдения дают хороший эффект при обнаружении изменений четких объектов на относительно одно­родном фоне, например изменений русла реки.

По разновременным черно-белым снимкам возможно получить и синтезированное цветное изображение. Правда, как показывает опыт, интерпретация такого цветного изображения затруднена. Этот технический прием результативен лишь при изучении динамики простых по структуре объектов, имеющих резкие границы.

При исследовании изменений вследствие движения, переме­щения объектов наилучшие результаты дает стереоскопическое наблюдение разновременных снимков (псевдостереоэффект). Здесь можно оценить характер движения, стереоскопически воспринять границы движущегося объекта, например границы активного опол­зня на горном склоне.

В отличие от поочередного приемы совместного наблюдения разновременных снимков требуют предварительных коррекций — приведения их к одному масштабу, трансформирования, причем эти процедуры часто более сложны и трудоемки, чем само опре­деление изменений.

Дешифрирование по динамическим признакам. Закономерности временных изменений географических объектов, для которых ха­рактерна смена состояний во времени, могут служить их дешиф-ровочными признаками, которые, как уже отмечалось, называют временным образом объекта. Например, тепловые снимки, полу­ченные в разное время суток, позволяют распознавать объекты, имеющие специфический суточный ход температуры. При работе с разновременными снимками используются те же приемы, что и при дешифрировании многозональных снимков. Они основаны на последовательном и сопоставительном анализе и синтезе и явля­ются общими для работы с любыми сериями снимков.

Полевое и камеральное дешифрирование. При полевом дешиф­рировании опознавание объектов производится непосредственно на местности путем сличения объекта в натуре с его изображени­ем на снимке. Результаты дешифрирования наносятся на снимок или прикрепленную к нему прозрачную накладку. Это самый дос­товерный вид дешифрирования, но и самый дорогой. Полевое де­шифрирование может выполняться не только на фотоотпечатках, но и на экранных (цифровых) снимках. В последнем случае обыч­но используется полевой микрокомпьютер с чувствительным эк­раном-планшетом, а также специальное программное обеспече-

графической интерполяции и экстраполяции, т.е. путем распрост­ранения выявленных дешифровочных признаков на участки меж­ду эталонами и за их пределами. Камеральное дешифрирование с использованием эталонов получило развитие при топографиче­ском картографировании труднодоступных районов, когда в ряде организаций создавались фототеки эталонов. Картографической службой нашей страны были изданы альбомы образцов дешифри­рования различных типов объектов на аэрофотоснимках. При те­матическом дешифрировании космических снимков, в большин­стве своем многозональных, такую обучающую роль выполняют подготовленные в МГУ им. М.В.Ломоносова научно-методиче­ские атласы «Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков», содержащие методические рекомендации и примеры результатов дешифрирования различных компонентов природной среды, социально-экономических объектов, последствий антро­погенного воздействия на природу.

Подготовка снимков для визуального дешифрирования. Для гео­графического дешифрирования редко используют оригинальные снимки. При дешифрировании аэрофотоснимков обычно приме­няют контактные отпечатки, а спутниковые снимки желательно дешифрировать «на просвет», используя диапозитивы на пленке, которые более полно передают мелкие и малоконтрастные детали космического изображения.

Преобразование снимков. Для более быстрого, простого и пол­ного извлечения из снимка необходимой информации выполня­ют его преобразование, которое сводится к получению другого изображения с заданными свойствами. Оно направлено на выде­ление необходимой и удаление излишней информации. Следует подчеркнуть, что преобразование изображения не добавляет но­вой информации, а только приводит ее к виду, удобному для дальнейшего использования.

Преобразование снимков можно выполнить фотографически­ми, оптическими и компьютерными способами или при их соче­тании. Фотографические способы основаны на различных режи­мах фотохимической обработки; оптические — на преобразова­нии светового потока, пропущенного через снимок. Наиболее рас­пространены компьютерные преобразования снимков. Можно ска­зать, что в настоящее время альтернативы компьютерным преоб­разованиям не существует.

Увеличение снимков. При визуальном дешифрировании принято использовать технические средства, расширяющие возможности

глаза, например лупы с различным увеличением — от 2х до 10х. Полезна измерительная лупа со шкалой в поле зрения. Необходи­мость увеличения становится ясной из сравнения разрешающей способности снимков и глаза. Разрешающая способность глаза на расстоянии наилучшего зрения (250 мм) принимается равной 5 мм"¹. Для различия, например, всех деталей на космическом фотографическом снимке, имеющем разрешающую способность 100 мм^-1, его необходимо увеличить в 100/5= 20 раз. Только в этом случае можно использовать всю информацию, заключенную в фо­тоснимке. Необходимо учитывать, что получить снимки с боль­шим увеличением (более 10х) фотографическими или оптиче­скими способами не просто: требуются фотоувеличители крупных размеров или очень высокая сложно осуществляемая освещенность оригиналов снимков.

Особенности наблюдения снимков на экране компьютера. Для восприятия снимков важны характеристики экрана дисплея: наи­лучшие результаты дешифрирования достигаются на экранах боль­шого размера, воспроизводящих максимальное количество цве­тов и имеющих высокую частоту обновления изображения. Увели­чение цифрового снимка на экране компьютера близко к опти­мальному в тех случаях, когда одному пикселу экрана pix_d соот­ветствует один пиксел снимка pix_c. В этом случае увеличение v экранного снимка будет: v=pix_d/pix_c. Если известен размер пиксела на местности РIХ (простран­ственное разрешение), то масштаб изображения снимка на экра­не дисплея равен: 1/M_d =pix_d/PIX.

Например, цифровой космический снимок ТМ/Landsat с раз­мером пиксела на местности РIХ = 30 м будет воспроизведен на экране дисплея с рiх_d = 0,3 мм в масштабе 1: 100 000. При необхо­димости рассмотрения мелких деталей экранный снимок с помо­щью компьютерной программы можно дополнительно увеличить в 2, 3, 4 раза и более; при этом один пиксел снимка изображается 4, 9, 16 пикселами экрана и более, но изображение принимает заметную для глаза «пиксельную» структуру. На практике наибо­лее распространено дополнительное увеличение 2 - Зх. Для одно­временного просмотра на экране всего снимка в целом изображе­ние приходится уменьшать. Однако в этом случае отображаются только каждые 2-е, 3-й, 4-е и т.д. строки и столбцы снимка и на нем неизбежны потери деталей и мелких объектов.

Время эффективной работы при дешифрировании экранных снимков короче, чем при визуальном дешифрировании отпечат­ков. Необходимо учитывать также текущие санитарные нормы ра­боты на компьютере, регламентирующие, в частности, минималь­ное расстояние глаз дешифровщика от экрана (не менее 500 мм), длительность непрерывной работы, интенсивность электромагнит­ных полей, шума и т.д.Приборы и вспомогательные средства. Часто в процессе визу­ального дешифрирования необходимо произвести несложные из­мерения и количественные оценки. Для этого применяют различ­ного рода вспомогательные средства: палетки, шкалы и таблицы тонов, номограммы и т.д. (рис. 3.13). Для стереоскопического рас­сматривания снимков применяют стереоскопы различных конст­рукций. Лучшим прибором для камерального дешифрирования следует считать стереоскоп с двойной наблюдательной системой, обеспечивающей просмотр стереопары двумя дешифровщиками. Перенос результатов дешифрирования с отдельных снимков на общую картографическую основу обычно выполняют с помощью небольшого специального оптико-механического прибора

Составление карт по снимкам. В аэрокосмическом тематичес­ком картографировании, выполняемом при географических ис­следованиях, снимки используют: 1) для подготовки топографи­ческой основы будущей карты и 2) в качестве источника ее со­держания. Для решения первой задачи космические снимки необ­ходимо привести к определенному масштабу и проекции. Это до­стигается путем трансформирования снимков, которые затем мон­тируются в фотопланы и фотокарты. Содержание карты получают по снимкам в процессе дешиф­рирования, используя все доступные методы извлечения инфор­мации, в том числе компьютерную обработку. Очевидно, что для дешифрирования следует выбирать снимки таких масштабов и разрешения, чтобы обобщенность изображения соответствовала требуемой обобщенности содержания карты. Здесь полезна опора на географическое разрешение снимков, что помогает определить оптимальный тип снимков для решения конкретной задачи.

В зависимости от темы, масштаба и назначения карты кроме основного снимка можно использовать также набор аэрокосми­ческих снимков разных масштабов, обеспечивающих изучение природных и социально-экономических объектов на нескольких иерархических уровнях. Масштаб основного оригинального кос­мического снимка (как правило, используются снимки высокого разрешения) обычно в несколько раз мельче масштаба составля­емой карты, и работа при визуальном дешифрировании ведется по снимкам с большим (в 5-0 крат) увеличением, что обеспе­чивает более полное извлечение информации.

Технологическая схема создания карты по аэрокосмическим снимкам, определяемая программой карты, может изменяться в зависимости от конкретных условий, но она всегда предусматри­вает выполнение таких работ, как пространственная (географи­ческая) привязка снимков и подготовка основы; дешифрирова­ние; перенос результатов дешифрирования на основу и составле­ние оригинала карты.

Картографическая генерализация при переходе от снимка к карте. Изображение аэрокосмических снимков насыщено существенно большим количеством деталей, чем возможно передать графиче­скими способами при составлении по снимку карты. Поэтому не­избежен процесс генерализации при переходе от снимка к карте.

В топографическом картографировании, где создание топогра­фических карт по аэрофотоснимкам представляет массовый про­изводственный процесс, правила обобщения и цензы отбора при переходе от снимка к карте сформулированы в соответствующих наставлениях и руководствах. Принципы и правила такой генера­лизации близки к хорошо разработанным в картографии и наце­лены на отбрасывание несущественных деталей при сохранении наиболее важных элементов и отображение типичных черт строе­ния территории.

Исключается масса деталей изображения, представляющих не­нужную для решения основной задачи дешифрирования инфор­мацию. Отходят на задний план объекты, служившие индикатора­ми, но сами по себе объектами исследования не являющиеся. На­пример, геоморфолог, выявляя линеаменты, не рисует по сним­ку реку со всеми ее излучинами, а выделяет спрямленные участ­ки, подчеркивающие дешифрируемый им разлом. Он опускает при дешифрировании сетку полей, контуры лесов, не помогающие выявлению основных для него геологических объектов.

Таким образом, целевой отбор дешифрируемых элементов — главная сторона генерализации при дешифрировании. Другая фун­кция генерализации определяется избыточной детальностью изоб­ражения дешифрируемых элементов на снимке, которую невоз­можно передать графически, обеспечив читаемость карты. При неизбежном упрощении важно сохранить в рисунке отдешифрированных контуров естественный природный рисунок, не утра­тить его при схематизации. Этот рисунок своеобразен для различ­ных ландшафтов. Например, в тундровых ландшафтах важно пере­дать пятнистый рисунок, созданный системой округлых мелких озер в термокарстовом рельефе, а в эрозионных районах Цент­ральной черноземной области - сложную систему древовидного расчленения рельефа овражно-балочной сетью, что определяет пространственный образ этих территорий.

Достаточно жесткие цензы отбора, приводимые в производ­ственных документах по созданию карт, должны модифициро­ваться в зависимости от целей исследования. Например, чтобы передать фазы развития мерзлотно-термокарстового рельефа от молодых к зрелым и дряхлым (термокарстовые озера — озера с каймой аласов — аласы с остаточными озерами — сухие аласы), важно во второй стадии сохранить даже узкую кайму аласов вок­руг озер, а в третьей — даже очень мелкие озера, так как именно их наличие разделяет эти стадии.

Таким образом, правильная генерализация основывается на детальном изучении географического ландшафта, его типичных и характерных черт, на выявлении по снимкам региональных осо­бенностей территории, индивидуальных черт рисунка различных объектов. Она решается путем отбора отдельных объектов, пока-

зателей и характеристик, обобщения очертаний, утрирования изоб­ражения (преднамеренного преувеличения размеров его элемен­тов) с учетом целей исследования и региональных особенностей территории.

Требования к карте, создаваемой по снимкам, предъявляются такие же, как и ко всем картам: она должна иметь математичес­кую основу в виде координатной сетки или подписанных выходов сетки, указание масштаба. При широко распространенных сейчас компьютерных методах подготовки оригинала карты необходимо иметь на карте обозначение линейного масштаба. Оформление, способы изображения извлеченного из снимков содержания мо­гут варьировать. Результаты представляют в разной форме — в виде тематической фотокарты, когда изображение снимка дополняет­ся границами отдешифрированных контуров или отдельных объек­тов с цифровыми индексами; в виде «классифицированного изоб­ражения» — результатов компьютерной классификации и, нако­нец, в виде традиционной карты с выделенными контурами объек­тов и их раскраской с использованием способа качественного фона. Совершенно необходимым элементом карты является легенда, отвечающая картографическим правилам — построенная при стро­гом соблюдении логики классификации изображаемых явлений и их иерархической соподчиненности. Об этом нередко забывают при компьютерном оформлении карт, пользуясь программными модулями построения легенды, как правило, не отвечающими этим профессиональным требованиям.

Карты, составленные по снимкам, как правило, более под­робны, лучше отображают пространственные закономерности распределения исследуемых объектов, но полнота и достоверность их содержания обеспечиваются привлечением дополнительных источников, совместно с которыми и используют снимки при аэрокосмическом картографировании.

Виды картографической продукции, создаваемой по снимкам. Наглядное, выразительное отображение местности на аэрокос­мических снимках вызывает естественное стремление использо­вать аэрокосмическое изображение в дополнение к карте, а иног­да и вместо нее. Это привело к созданию по многим снимкам нового вида картографической продукции — фотокарт, которые представляют собой трансформированные в картографическую проекцию аэрокосмические изображения, как правило, оснащен­ные элементами математической основы и иногда имеющие ми­нимальную картографическую нагрузку. Фотокарты средних мас­штабов создают в нарезке и номенклатуре обзорно-топографи­ческих и общегеографических карт. Составлены также многочис­ленные фотокарты отдельных стран, континентов. Набор фото­карт на весь мир, созданных по обзорным снимкам АУНКК/ММД содержится в атласе мира «Миллениум» (2001).

Топографические карты. Топографическая изученность мира даже в наше время остается далеко не полной. Космические снимки представляют теперь реальную основу для топографического кар­тографирования. Иногда они являются единственно возможными съемочными материалами для труднодоступных высокогорных, пустынных, заболоченных территорий, не только непроходимых, но и сложных для постановки аэросъемочных работ.

Создание топографических карт по космическим снимкам сей­час ориентируется на использование цифровых технологий и ком­пьютерных комплексов.

Обновление карт. Повторные аэрокосмические съемки дают хо­рошие материалы для регулярного обновления топографических карт, что представляет необходимый вид картографических работ. Раньше процесс обновления затягивался на многие годы, так как его начинали с карт крупных масштабов; теперь можно вести од­новременно обновление карт всего масштабного ряда.

Тематические карты. Разрешение большей части современных космических снимков в первые десятки метров соответствует раз­мерности большинства исследуемых географами объектов земной поверхности. Это делает снимки, получаемые с ресурсно-карто­графических спутников, ценным материалом для тематического картографирования. Для территории нашей страны созданы кос-мофотогеологические и космофототектонические карты в масш­табах 1:10 000 000, 1: 5 000 000, 1: 2 500 000, содержащие принци­пиально новые данные о строении земной коры, главным обра­зом о линейных разрывных и кольцевых структурах. Государствен­ные геологические карты масштабов 1:200 000 (2-го издания) и 1:1 000 000 (3-го издания) составляются с использованием кос­мической информации. Для этого создается так называемая «фак­тографическая дистанционная основа» (или космофотооснова), представляющая собой набор фотокарт соответствующих масшта­бов, создаваемых по снимкам разных типов в расчете на взаимо­дополняемость извлекаемой по ним информации. Благодаря при­менению космических снимков стало возможным завершение мно-голистной почвенной карты страны масштаба 1:1 000 000 для се­верных и восточных районов и создание почвенной карты России масштаба 1:2500000.

По космическим снимкам в конце XX в. созданы серии карт в обзорных масштабах по программе Комплексной картографиче­ской инвентаризации природных ресурсов (ККИПР) для ряда важ­нейших хозяйственных районов России: Ставрополья, Тверской области, Калмыкии, Прибайкалья, Южной Якутии, а также для Таджикистана, Узбекистана, Киргизии, Монголии.

За рубежом с появлением космических снимков получил рас­пространение новый вид картографирования земных покровов и использования земель (1апй соуег апс! 1апс1 изе). Такие карты в мас-

штабе 1: 250 000 созданы на территории многих штатов США. Об­зорное глобальное картографирование земных покровов на нача­ло 90-х гг. XX в. выполнено по данным АУНКК/ММЛ и на рубеже тысячелетий по данным Уе§е1:аиоп/5РОТ. Космические снимки ис­пользуют и в других крупных проектах по тематическому карто­графированию, например для создания карты лесов Канады. Раз­нообразны по содержанию глобальные карты состояния атмосфе­ры, океана и многие другие, характеризующие Землю как систе­му и ее изменения.

Аэрокосмические снимки в ГИС. В современных научных иссле­дованиях и практической деятельности нашли самое широкое применение географические информационные системы (ГИС). Наряду с статистической и картографической информацией в них используются аэрокосмические снимки. Снимки представляют для ГИС особую ценность благодаря ряду их свойств.

Комплексное отображение природно-территориальных систем и их хозяйственного использования обусловливает применение снимков в разных тематических направлениях исследований и для изучения взаимосвязей различных объектов. Дешифрирование сним­ков позволяет создать множество срезов информации, таких, как геология, рельеф, почвы, растительность, хозяйство, расселение.

Оперативность получения информации, ее «свежесть» обеспе­чивают использование снимков для оперативного выявления и оценки происходящих на земной поверхности изменений — об­новления имеющихся слоев ГИС, поддержания их на уровне со­временности, актуализации информации.

Четкая временная привязка данных, возможность использова­ния разновременных снимков разной давности делает их незаме­нимым материалом для изучения динамики природы и хозяйства.

Эти свойства определяют два основных направления использо­вания аэрокосмических снимков при создании ГИС. Во-первых, они представляют источник первичной информации при созда­нии тематических слоев в базе данных ГИС, в особенности для труднодоступных и необследованных территорий. Во-вторых, это самостоятельный элемент базы данных, предназначенный для решения таких важных задач, как изучение взаимосвязей раз­личных географических объектов и явлений, исследование их ди­намики.

Включение аэрокосмической информации в геоинформацион­ные системы предъявляет свои требования к программному обес­печению и структуре системы, в связи с чем выделяется особый тип интегрированных ГИС.

Дата добавления: 2014-01-04