Обновлено: 05.07.2024

Фонд космических снимков насчитывает более 100 млн. снимков, они чрезвычайно разнообразны. При работе со снимками, как материалами для тематического картографирования, целесообразно пользоваться единой комплексной классификацией, учитывающей ряд параметров. За основу такой классификации целесообразно принять спектральный диапазон съемки, так как он определяет сущность характеристик объектов, В него зависит какие излучательные или отражательные характеристики объектов регистрируются при съемке.

По спектральному диапазону съемки космические снимки делятся на три основные группы:

а) снимки в видимом и ближнем инфракрасном (световом) диапазоне;

б) снимки в тепловом инфракрасном диапазоне;

в) снимки в радиодиапазоне.

Видимый и ближний инфракрасный диапазоны объединяются в один – световой - благодаря наличию единого окна прозрачности атмосферы В 0,3 до 1,3 мкм.

Вторая ступень классификации – технология получения изображения – то есть способы получения снимков и передачи на Землю.

Наиболее значительная группа снимков в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне – подразделяется по этому признаку четыре подгруппы:

телевизионные и сканерные;

многоэлементные ПЗС – снимки (снимки, получаемые с помощью камер, использующих многоэлементные и матричные излучения на основе приборов с зарядной связью (ПЗС);

Снимки в тепловом инфракрасном диапазоне представляют собой тепловые инфракрасные радиометрические снимки.

Снимки в радиодиапазоне делятся в зависимости В использования активного или пассивного способа съемки на микроволновые радиометрические снимки, получаемые при пассивной регистрации излучения, и радиолокационные снимки, получаемые при активной локации.

Дальнейшее разделение связано со свойствами снимков, определяющие их дешифровочные возможности, в первую очередь с масштабом, обзорностью (территориальным охватом) и разрешением. Комплекс этих параметров характеризует условия съемки, используемый космический аппарат, высоту орбиты и другие параметры.

Такая комплексная трехступенчатая классификация позволяет разделить снимки на 3 группы, равноценные по возможностям использования в различных областях исследований природной среды.

По масштабу космические снимки делятся на следующие группы:

1. Мелкомасштабные – 1 : 10 000 000 – 100 000 000. Такие снимки

получают с геостационарных спутников и с метеоспутников на околоземных орбитах.

2. Среднемасштабные 1 : 1 000 000. Такие снимки получают с пилотируемых кораблей и орбитальных станцией.

3. Крупномасштабные – крупнее 1 : 1000 000. Снимки такого масштаба получают со специальных картографических спутников.

По обзорности (территориальному охвату) снимки различаются следующим образом:

1. Глобальные - охватывающие освещенную часть одного полушария. Это снимки Земли с межпланетных космических аппаратов и геостационарных спутников. Территориальный охват их составляет десятки или сотни миллионов квадратных километров, то есть захватывается приблизительно 10х10 тыс. км 2 .

2. Региональные, на которых изображаются части материков или крупные регионы. Это снимки с метеорологических или ресурсных спутников. Территориальный охват таких снимков исчисляется миллионами квадратных километров, ширина зоны охвата В 500 км до 3000 км.

3. Локальные, на которых изображаются части регионов, снимки с пилотируемых кораблей, орбитальных станций, ресурсных спутников. Они охватывают десятки тысяч километров, охват 60х60 км, 180х180 км, 350х350 км.

По разрешению (минимальной линейной величине изображающихся деталей) снимки разделяются так:

Снимки очень низкого разрешения, измеряющегося десятками километров, столь малое разрешение не позволяет получить изображение локального объекта даже значительной величины. Снимки с таким разрешением – это современные микроволновые радиометрические снимки.

Снимки низкого разрешения, измеряющегося километрами. Такое разрешение характерно для телевизионных и сканерных снимков с метеоспутников, ресурсных спутников.

3. Снимки среднего разрешения, измеряющегося сотнями метров, содержат изображение многих природных объектов, но в большинстве случаев этого недостаточно для воспроизведения объектов, связанных с хозяйственной деятельностью. Такие снимки получают сканирующей аппаратурой среднего разрешения и тепловой инфракрасной аппаратурой ресурсных спутников.

Снимки высокого разрешения, измеряющегося десятками метров, на которых изображаются объекты площадью В десятков до сотен квадратных метров, то есть не только природные, но и многие объекты хозяйственной деятельности. Такое разрешение наиболее характерно для фотографических снимков с пилотируемых кораблей, орбитальных станций и автоматических картографических спутников и для сканерных снимков с ресурсных спутников.

Снимки этой группы удовлетворяют большинству географических задач.

Снимки высокого разрешения также подразделяются на:

а) Снимки относительно высокого разрешения – 50-100 м получают сканирующий аппаратурой высокого разрешения с ресурсных спутников для решения оперативных задач;

б) снимки высокого разрешения – 20-50 м получают с помощью фотографической аппаратуры с пилотируемых кораблей и орбитальных станций, а также специализированной сканирующей аппаратуры повышенного разрешения с ресурсных спутников. Они используются для исследования природных ресурсов и тематического картографирования.

в) снимки очень высокого разрешения – 10 – 20 м, получают с помощью фотографических камер с автоматических картографических спутников, пилотируемых кораблей и орбитальных станций, а также специальными электронными камерами, использующими многоэлементные приемники излучения. Они удовлетворяют задачи среднемасштабного топографического картографирования.

5. Снимки сверхвысокого разрешения 10 м и выше получают длиннофокусными фотографическими камерами с автоматических картографических спутников, пилотируемых кораблей, орбитальных станций. Предназначены для крупномасштабного топографического картографирования.

Для исследования географических объектов в их динамике важны также временные параметры съемки.

Существуют съемки с периодической повторяемостью В 20 минут до 16 - 18 суток. Это снимки метеоспутников, геостационарных, ресурсных спутников.

Периодическая, ограниченно регулируемая съемка выполняется с ресурсных спутников в тех случаях, когда снимается небольшая территория и необходимо более частое повторение съемки.

Съемка непериодическая, произвольно регулируемая, выполняется с орбитальных станций, фотографических автоматических спутников, запускаемых на короткое время.

Ежесуточная съемка выполняется со всех метеорологических спутников, обеспечивающих за сутки полный обзор земной поверхности.

Полученные материалы позволили изучать динамику многих географических явлений в различных регионах нашей страны и других территорий.

Многоэлементные ПЗС – снимки.

Они составляют особую группу снимков, получаемых при новом виде космической съемки с помощью многоэлементных линейных и матричных приемников излучения, основанных на использовании приборов с зарядовой связью (ПЗС). Эти снимки, полученные по радиоканалам, обеспечивают очень высокое разрешение. Регулярное поступление таких снимков началось с 1986 г. с французского спутника SPOT, где две съемочных камеры с линейными светоприемниками на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС) из 6000 элементов обеспечивают съемку полосы 60 км с разрешением в 10 м и более.

Эти снимки обеспечивают задачи топографического картографирования, обновления карт в масштабе 1: 50 000 и составления в масштабе 1 : 100 000 и обеспечивают их автоматизированную обработку.

Цель работы: рассмотрение сути космической фотосъёмки.

Космическая фотосъемка - технологический процесс фотографирования земной поверхности с летательного аппарата с целью получения фотографических изображений местности (фотоснимков) с заданными параметрами и характеристиками. К основным задачам космических съемок относятся: исследования планет Солнечной системы; изучение и рациональное использование природных ресурсов Земли; изучение антропогенных изменений земной поверхности; исследование Мирового океана; исследование загрязнения атмосферы и океана; мониторинг окружающей среды; исследование акваторий шельфов и прибрежных частей суши .

Основным отличием фотографирования из космоса является: большая высота, скорость полета и их периодическое изменение при движении КЛА по орбите; вращение Земли, а следовательно, и объектов съемки относительно плоскости орбиты;быстрое изменение освещенности Земли по трассе полета КЛА; фотографирование через весь слой атмосферы; фотографическая аппаратура полностью автоматизирована. Большая высота съемки вызывает уменьшение масштаба снимка. Выбор высоты орбиты осуществляется исходя из задач, которые решаются при съемке, и необходимости получения фотографических снимков определенного масштаба. В связи с этим повышаются требованияк оптической системе фотоаппаратов с точки зрения качества изображения, которое должно быть хорошим по всему полю. Особенно высоки требования к геометрическим искажениям.

Мы являемся свидетелями того, как человек постепенно осваивает околоземное пространство и автоматами, засылаемыми с Земли, успешно изучают другие планеты солнечной системы. Созданные людьми и запущенные в космос искусственные спутники Земли передают на Землю фотографии нашей планеты, сделанные с больших высот.

Таким образом, сегодня можно говорить о космической геодезии, или, как ее еще называют спутниковой геодезии. Мы являемся свидетелями зарождения нового раздела картографии, который модно было бы назвать космической картографией.

Уже в настоящее время снимки, сделанные из космоса, используются для внесения изменения в содержании карт, являясь наиболее оперативным средством для выявления этих изменений. Дальнейшее развитие космической картографии приведет еще к более значительным результатам.

Значимость, преимущество снимков Земли из Космоса по сравнению с обычными аэрофотоснимками, бесспорны. Прежде всего, их обзорность – снимки с высоты в сотни и тысячи километров позволяют получать и изображения с охватом аэросъемки, и изображения территории протяженностью в сотни и тысячи км. Кроме того, они обладают свойствами спектральной и пространственной генирализации, т. е. отсеиванием второстепенного, случайного и выделением существенного, главного. Космическая съемка дает возможность получать изображение через регулярные промежутки времени, что в свою очередь, позволяют исследовать динамику любого процесса.

По характеру покрытия земной поверхности космическими снимками можно выделить следующие съемки:

Одиночное(выборочное) фотографирование выполняется космонавтами ручными камерами. Снимки обычно получаются перспективными со значительными углами наклона.

Маршрутнаясъемка земной поверхности производится вдоль трассы полета спутника. Ширина полосы съемки зависит от высоты полета и угла обзора съемочной системы.

Прицельная(выборочная) съемка предназначена для получения снимков специально заданных участков земной поверхности в стороне от трассы.

Глобальнуюсъемку производят с геостационарных и полярно- орбитальных спутников. спутников. Четыре-пять геостационарных спутников на экваториальной орбите обеспечивают практически непрерывное получение мелкомасштабных обзорных снимков всей Земли (космическое патрулирование) за исключением полярных шапок.

Аэрокосмический снимок – это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.

Космический снимок по своим геометрическим свойствам принципиально не отличается от аэрофотоснимка, но имеет особенности, связанные с:

• фотографированием с больших высот,

• и большой скоростью движения.

Так как спутник по сравнению с самолетом движется значительно быстрее, то требует коротких выдержек при съемке.

Космическая съемка различается по:

Эти параметры определяют возможности дешифрирования на космических снимках различных объектов и решения тех геологических задач, которые целесообразно решать с их помощью.

Космическая картография

Особенно широкое применение снимки из космоса нашли в картографии. И это понятно, потому что космический фотоснимок точно и с достаточной подробностью запечатлевает поверхность Земли и специалисты могут легко перенести изображение на карту.

Чтение (дешифрирование) космических снимков, так же как и аэрофотоснимков, основано на опознавательных (дешифровочных) признаках. Основными из них служат форма объектов, их размеры и тон. Реки, озера и другие водоемы изображаются на снимках темными тонами (черным цветом) с четким выделением береговых линий. Для лесной растительности характерны менее темные тона мелкозернистой структуры. Подробности горного рельефа хорошо выделяются резкими контрастными тонами, которые получаются на фотографии в результате различной освещенности противоположных склонов. Населенные пункты и дороги также можно опознать по своим дешифровочным признакам, но только под большим увеличением. На типографских оттисках этого сделать нельзя.

Использование космических снимков в картографических целях начинают с определения их масштаба и привязки к карте. Эту работу обычно выполняют по карте более мелкого масштаба, чем масштаб снимка, так как на нее приходится наносить границы не одного, а целого ряда снимков.

Сличая снимок с картой, можно узнать, что и как изображено на снимке, как это показано на карте и какие дополнительные сведения о местности дает фотоизображение земной поверхности из космоса. И даже в том случае, если карта будет того же масштаба, что и фотоснимок, все равно по снимку можно получить более обширную и главное - свежую информацию о местности по сравнению с картой.

Составление карт по космическим снимкам выполняют так же как и по аэрофотоснимкам. В зависимости от точности и назначения карт применяют различные методы их составления с использованием соответствующих фотограмметрических приборов. Наиболее легко изготовить карту в масштабе снимка. Именно такие карты и помещают обычно рядом со снимками в альбомах и книгах. Для их составления достаточно скопировать на кальку со снимка изображения местных предметов, а затем с кальки перенести их на бумагу.

Такие картографические чертежи называют картосхемами. Они отображают только контуры местности (без рельефа), имеют произвольный масштаб и не привязаны к картографической сетке.

В картографии космические снимки используют прежде всего для создания мелкомасштабных карт. Достоинство космического фотографирования в этих целях заключается в том, что масштабы снимков сходны с масштабами создаваемых карт, а это исключает ряд довольно трудоемких процессов составления. Кроме того, космические снимки как бы прошли путь первичной генерализации. Это происходит в результате того, что фотографирование выполняется в мелком масштабе.

В настоящее время по космическим снимкам созданы разнообразные тематические карты. В ряде случаев характеристики некоторых явлений можно определить только по космическим снимкам, а получить их другими методами невозможно. По результатам космического фотографирования обновлены и детализированы многие тематические карты, созданы новые типы геологических ландшафтных и других карт. При составлении тематических карт особенно полезными являются снимки, полученные в различных зонах спектра, так как они содержат богатую и разностороннюю информацию.

Космические снимки нашли широкое применение при изготовлении промежуточных картографических документов - фотокарт. Их составляют так же, как и фотопланы, путем мозаичного склеивания отдельных снимков на общей основе. Фотокарты могут быть двух видов: на одних показано только фотографическое изображение, а другие дополнены отдельными элементами обычных карт. Фотокарты, как и отдельные снимки, служат ценными источниками изучения земной поверхности. Вместе с тем они являются дополнительным материалом к обычной карте и в полной мере заменить ее не могут.

Облик Земли постоянно меняется, и любая карта постепенно стареет. Космические снимки содержат самые свежие и достоверные сведения о местности и успешно используются для обновления карт не только мелкого, но и крупного масштаба. Они позволяют исправлять карты больших территорий земного шара. Особенно эффективно космическое фотографирование в труднодоступных районах, где полевые работы связаны с большой затратой сил и средств.

Карта Марса, составленная по космическим снимкам, менее подробна по сравнению с картой Луны, но все же она наглядно и достаточно точно отображает поверхность планеты (рис. 55). Карта сделана на тридцати листах в масштабе 1:5000000 (в 1 см 50 км). Два околополюсных листа составлены в азимутальной проекции, 16 околоэкваториальных листов - в цилиндрической, а остальные 12 листов - в конической проекции. Если все листы склеить друг с другом, то получится почти правильный шар, т. е. глобус Марса.

Рис. 55. Фрагмент фотокарты Марса

Основой для карты Марса, как и для карты Луны, послужили сами фотоснимки, на которых поверхность планеты изображена при боковом освещении, направленном под определенным углом. Получилась фотокарта, на которой рельеф изображен комбинированным способом - горизонталями и естественной теневой окраской. На такой фотокарте хорошо читается не только общий характер рельефа, но и его детали, особенно кратеры, которые нельзя отобразить горизонталями, так как высота сечения рельефа составляет 1 км.

Значительно сложнее обстоит дело со съемкой Венеры. Ее нельзя сфотографировать обычным путем, потому что она укрыта от средств оптического наблюдения плотными облаками. Тогда появилась мысль сделать ее портрет не в световых, а в радиолучах. Для этого разработали чувствительный радиолокатор, который мог как бы прощупывать поверхность планеты.

Сущность радиолокационной съемки заключается в следующем. Установленный на станции радиолокатор посылает отраженные от Венеры радиосигналы на Землю в центр обработки радиолокационной информации, где специальное электронно-вычислительное устройство преобразует полученные сигналы в радиоизображение.

Контроль из космоса за окружающей средой

В настоящее время проблема охраны окружающей среды носит глобальный характер. Вот почему все большее значение приобретают космические методы контроля, позволяющие увеличить объем исследований и ускорить получение и переработку данных. Основное средство осуществления контроля - это система космических съемок, опирающаяся на сеть наземных пунктов. Эта система включает фотографирование с искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций. Полученные фотоизображения поступают в наземные приемные центры, где ведется переработка информации.

Что же видно на космических снимках? Прежде всего - почти все формы и виды загрязнений окружающей среды. Промышленность - главный источник загрязнения природы. Деятельность большинства производств сопровождается выбросами отходов в атмосферу. На снимках отчетливо фиксируются шлейфы таких выбросов и простирающиеся на многие километры дымовые завесы. При большой концентрации загрязнений сквозь них не просматривается даже земная поверхность. Известны случаи, когда вблизи некоторых североамериканских металлургических предприятий погибала растительность на площади несколько квадратных километров. Здесь уже сказывается не только воздействие вредных выбросов, но и загрязнение почвы и грунтовых вод. Эти районы представляются на снимках блеклой сухой безжизненной полупустыней среди лесов и степей.

На фотоснимках хорошо заметны выносимые реками взвешенные частицы. Обильные загрязнения особенно характерны для дельтовых участков рек. К этому приводят эрозия берегов, сели, гидротехнические работы. Интенсивность механического загрязнения можно установить по плотности изображения водной поверхности: чем светлее поверхность, тем больше загрязненность. Мелководные участки также выделяются на снимках светлыми пятнами, но в отличие от загрязнений носят постоянный характер, в то время как последние меняются в зависимости от метеорологических и гидрологических условий. Космическая съемка позволила установить, что механическое загрязнение водоемов возрастает в конце весны, начале лета, реже - осенью.

Химическое загрязнение акваторий может быть изучено с помощью многозональных снимков, которые фиксируют, насколько угнетена водная и окаймляющая побережье растительность. По снимкам можно установить и биологическое загрязнение водоемов. Оно выдает себя чрезмерным развитием особой растительности, различимой на снимках в зеленой области спектра.

Выбросы промышленными и энергетическими предприятиями теплой воды в реки хорошо выделяются на инфракрасных снимках. Границы распространения теплой воды позволяют прогнозировать изменения в природной среде. Так, например, тепловые загрязнения нарушают становление ледяного покрова, что хорошо заметно даже в видимом диапазоне спектра.

Большой ущерб народному хозяйству наносят лесные пожары. Из космоса они заметны прежде всего благодаря дымовому шлейфу, простирающемуся иногда на несколько километров. Космическая съемка позволяет быстро определить масштабы распространения пожара. Кроме того, космические снимки помогают обнаружить поблизости облачность, из которой вызывают обильный дождь при помощи специальных распыленных в воздухе реактивов.

Большой интерес представляют космические снимки пылевых бурь. Впервые стало возможно наблюдать их зарождение и развитие, следить за перемещением масс пыли. Фронт распространения пылевой бури может достигать тысячи квадратных километров. Чаще всего пылевые бури проносятся над пустынями. Пустыня - это не безжизненная земля, а важный элемент биосферы и поэтому нуждается в постоянном контроле.

А теперь перенесемся на север нашей страны. Часто спрашивают, почему так много говорят о необходимости охраны природы Сибири и Дальнего Востока? Ведь интенсивность воздействия на нее пока во много раз меньше, чем в центральных районах.

Дело в том, что природа Севера значительно ранимее. Кто был там, тот знает, что после проехавшего по тундре вездехода почвенный покров не восстанавливается и развивается эрозия поверхности. Очищение водных бассейнов происходит в десятки раз медленнее, чем обычно, и даже небольшая вновь проложенная дорога может быть причиной труднообратимого изменения природной обстановки.

Северные территории нашей страны простираются на 11 млн. км 2 . Это - тайга, лесотундра, тундра. Несмотря на тяжелые жизненные условия и материально-технические трудности на Севере появляется все больше городов, увеличивается население. В связи с интенсивным освоением территории Севера особенно остро ощущается нехватка исходных данных для проектирования населенных пунктов и промышленных объектов. Вот почему космическое изучение этих районов так актуально сегодня.

В настоящее время два родственных метода - картографический и аэрокосмический - тесно взаимодействуют при изучении природы, хозяйства и населения. Предпосылки такого взаимодействия заложены в свойствах карт, аэроснимков и космических снимков как моделей земной поверхности.

Космические съемки, решают разные задачи, связанные с дистанционным зондированием земли, и свидетельствуют об их широких возможностях. Поэтому космические методы и средства уже сегодня играют значительную роль в изучении Земли и около земного пространства. Технологии идут вперед, в ближайшем будущем их значение для решения этих задач будут существенно возрастать.

Особенности классификации космических снимков по спектральным диапазонам и технологии съемки как наиболее значимых для географических исследований. Получение снимков в тепловом инфракрасном диапазоне по единой технологии. Тепловые инфракрасные снимков.

Рубрика	География и экономическая география
Вид	лекция
Язык	русский
Дата добавления	03.04.2019
Размер файла	396,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Аэрокосмические снимки, их типы и классификация

Введение
• Классификация космических снимков
• Характеристика основных типов снимков

Введение

В результате выполнения аэрокосмических съемок накоплен многомиллионный фонд снимков, в котором насчитывается более 100 их разновидностей. Для того чтобы специалисты-географы могли эффективно использовать материалы аэрокосмических съемок, они систематизированы, сгруппированы в типы снимков, различающихся по возможностям их применения в географических исследованиях. Приводимые ниже классификации охватывают в основном космические снимки, как наиболее значимые для географических исследований.

Классификация космических снимков

При работе со снимками для географов в первую очередь важны спектральный диапазон съемки, который определяет биогеофизические характеристики объектов, передаваемые снимками, и технология получения изображения, от которой зависят изобразительные, радиометрические и геометрические свойства снимков. Эти две характеристики представляют основу классификации космических снимков, учитывающей возможности их географического дешифрирования (рис.1).

Спектральный диапазон съемки определяет первый, фундаментальный, уровень этой классификации, учитывающий отражательные и излучательные характеристики объектов, воспроизводимые на снимках. По этому признаку выделяются три основные группы снимков:

а) в видимом, ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, который называют также световым;

в) в радиодиапазоне.

По технологии получения снимки в световом диапазоне делятся на фотографические и сканерные, которые, в свою очередь, подразделяются на полученные оптико-механическим и оптико-электронным сканированием с использованием линейных ПЗС-приемников излучения. Для краткости первые из них названы сканерными, а вторые - ПЗС-снимками. Таким образом, в световом диапазоне выделены три типа снимков: фотографические, сканерные и ПЗС-снимки.

Поскольку снимки в тепловом инфракрасном диапазоне в настоящее время получают в основном по единой технологии, то они представлены одним типом - это тепловые инфракрасные снимки.

Рис.1. Классификация космических снимков по спектральным диапазонам и технологии съемки

Снимки в радиодиапазоне делятся в зависимости от выполнения пассивной или активной съемки на микроволновые радиометрические снимки, получаемые при регистрации собственного излучения исследуемых объектов, и радиолокационные снимки, получаемые при регистрации отраженного радиоизлучения, посылаемого с носителя.

Названия типов снимков условны. Так, сканирование используется для получения разных типов снимков, а название сканерные отнесено лишь к снимкам, получаемым оптико-механическими сканерами в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.

Радиометрическими являются также несколько выделенных типов, а название отнесено лишь к микроволновым, чтобы подчеркнуть их отличие от получаемых при активном методе радиолокационных снимков.

Каждый из выделенных типов снимков далее может быть подразделен с учетом показателей, определяющих их дешифровочные возможности, - обзорности, масштаба и пространственного разрешения (территориального охвата), которые зависят от конкретных параметров съемки: высоты орбиты, характеристик съемочной аппаратуры и др.

космический снимок географическое исследование классификация

Классификации космических снимков по этим трем показателям, важнейшим для дешифрирования, в целом образуют единую систему:

= n10 8 км 2 ; = 10000км

= n10 6 км 2 ; = 500-3000 км

= n10 4 км 2 ; = 50 - 500км

= n10 2 км 2 ; = 10 - 50 км

1: 10000000-1: 100000000

1: 1000000-1: 10000000

1: 100000-1: 1000000

1: 10000-1: 100000

По пространственному разрешению

Снимки низкого разрешения L_R= п1000 м

Снимки среднего разрешения L_R = п 100 м

Снимки высокого разрешения L_R = п 10 м:

а) L_R = 30-100 м - относительно высокого

б) L_R = 10-30 м - высокого

Снимки очень высокого разрешения L_R = п\ м

Снимки сверхвысокого разрешения L_R 2 ,180 х 180 км 2 , 60 х 60 км 2 . На снимке подобного охвата изобразится такое государство, как Бельгия, небольшая область, например Московская, крупные мегаполисы.

4. Локальные, на которых изображаются относительно небольшие участки местности, - снимки со спутников для детального наблюдения и крупномасштабного топографического картографирования с охватом порядка 10 х 10 км 2 . На таком снимке изобразится промышленный комплекс, крупное хозяйство, небольшой город, а для Москвы потребуется несколько снимков.

Охват аэроснимков составляет от сотен квадратных метров до 20 х 20 км 2 ; обычно он существенно меньше, чем у космических снимков, но мелкомасштабные аэроснимки по охвату перекрываются с детальными космическими.

По масштабу космические снимки делят на следующие группы:

1) сверхмелкомасштабные - 1: 10 000 000 - 1: 100 000 000. Такие снимки получают с геостационарных спутников и с метеоспутников на околоземных орбитах;

2) мелкомасштабные - 1: 1 000000 - 1: 10000000. Такие масштабы типичны для снимков с ресурсных спутников, а также с пилотируемых кораблей и орбитальных станций;

3) среднемасштабные - 1: 100 000 - 1: 1 000 000. Снимки таких масштабов получают с ресурсно-картографических спутников;

4) крупномасштабные - 1: 10000 - 1: 100000. Это снимки со спутников для детального наблюдения и крупномасштабного топографического картографирования, в том числе спутников двойного назначения: военного и гражданского. К данной группе относятся и аэроснимки, которые, в свою очередь, дифференцируются по масштабам.

По пространственному разрешению (размеру на местности минимального изображающегося элемента L_R) снимки разделяют так:

1. Снимки низкого разрешения (измеряется километрами, L_R ? 1000 м). Такое разрешение характерно для сканерных и тепловых инфракрасных снимков с метеоспутников, включая геостационарные, и для снимков, получаемых сканерами малого разрешения с ресурсных спутников, где основные изображающиеся объекты - облачность, тепловая структура вод океана, крупнейшие геологические структуры суши.

2. Снимки среднего разрешения (сотни метров, L_R = 100-1000 м), на которых отображаются многие природные объекты, но в большинстве случаев не воспроизводятся объекты, связанные с хозяйственной деятельностью. Это снимки, получаемые сканерами Среднего разрешения, и тепловые инфракрасные снимки с ресурсных спутников.

3. Снимки высокого разрешения (десятки метров, L_R = 10-100 м), на которых изображаются не только природные, но и многие хозяйственные объекты. Высокое разрешение характерно для наиболее широко используемых сканерных снимков с ресурсных спутников и фотографических снимков с пилотируемых кораблей, орбитальных станций, автоматических картографических спутников. Поскольку размерность большинства изучаемых географических объектов находится как раз в этих пределах, снимками этой группы удовлетворяется большинство географических задач. Но для решения этих задач они неравноценны. Поэтому эта группа подразделяется на две подгруппы:

а) снимки относительно высокого разрешения (30-100 м), получаемые главным образом сканирующей аппаратурой с ресурсных спутников для решения оперативных задач и обзорного тематического картографирования;

б) снимки высокого разрешения (10-30 м) - это фотографические, сканерные и ПЗС-снимки с ресурсно-картографических и ресурсных спутников, используемые для детального тематического картографирования.

4. Снимки очень высокого разрешения (единицы метров, L_R = 1-10 м), на которых отображается весь комплекс природных и хозяйственных объектов, включая населенные пункты и транспортные сети. Снимки получают длиннофокусной фотографической и аппаратурой ПЗС-съемки с картографических спутников для решения задач топографического картографирования.

5. Снимки сверхвысокого разрешения (доли метра, L_R ? 1 м), детально отображающие населенные пункты, промышленные, транспортные и другие хозяйственные объекты. Эти снимки получают с использующих аппаратуру ПЗС-съемки специализированных спутников для детальной съемки и крупномасштабного топографического картографирования. К данной группе относится и весь огромный массив аэрофотоснимков.

При классификации снимков по масштабу следует учитывать, что для фотографических снимков принято указывать оригинальный масштаб снимков, получаемых при съемке; для сканерных же снимков принимают масштаб, наиболее широко используемый при визуализации изображения.

В классификации космических снимков по спектральному диапазону и технологии съемки выделено шесть основных типов космических снимков. В разделах о приемниках излучения, съемочной аппаратуре, видах съемки приводятся сведения об их различных свойствах. В настоящем разделе рассматривается общая сравнительная характеристика этих типов снимков и областей их применения.

Фотографические снимки, которые получали с помощью фотографических камер, при вынужденной доставке экспонированной пленки на Землю, предназначались для решения не оперативных, а долговременных либо разведывательных задач. Они характеризуются высокой детальностью и до середины 90-х гг. XX в. были лучшими снимками по разрешению и геометрическим свойствам. На снимках находят отображение оптические характеристики объектов (интегральная или спектральная яркость). Космические фотоснимки обычно получали с низких околоземных орбит, с картографических (топографических) спутников в масштабах 1: 200000-1: 1 000000 с разрешением 2 - 30 м. Благодаря высокой детальности и непрерывному изображению с ними работают, как правило, при значительном увеличений - в 5 - 20 раз. При относительно небольшом (40 - 300 км) охвате снимков, имеющих центральную проекцию, искажения за кривизну Земли и рельеф невелики и устранимы. Перекрытие обеспечивает получение стереоскопических снимков. Для работы на компьютере фотографические снимки переводят в цифровую форму. Для топографического картографирования используют черно-белые панхроматические снимки, а для тематического - многозональные и спектрозональные, в основном цветные.

Сканерные снимки, получаемые при оптико-механическом сканировании в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне и передаваемые по радиоканалам, как и фотографические, отображают оптические характеристики объектов, но такую съемку отличает оперативность, вплоть до получения изображений в реальном масштабе времени. В отличие от фотографических сканерные снимки представляют дискретные изображения, детальность которых определяется размером пиксела. Пространственное разрешение сканерных снимков долгое время было существенно ниже, чем фотографических, измерялось километрами, но в последние годы их получают с разрешением 15-30 м. Охват снимков варьирует от 180 км до 2-3 тыс. км. Характерны различия в проекции вдоль полета и по строке. Из-за перспективного изображения при больших углах сканирования по краям снимка масштаб становится более мелким, а разрешение падает. Вместе с неодновременным получением изображения, когда на его формировании сказывается вращение Земли, все эти факторы влияют на геометрические свойства снимков и осложняют их обработку. Геометрическая коррекция снимков по орбитальным данным и по опорным точкам осуществляется с помощью компьютера. Сканерные снимки поступают с метеорологических и ресурсных спутников и используются для оперативных целей (прогноз погоды, гидрологические прогнозы) и тематического картографирования. Как правило, сканерные снимки - многозональные.

ПЗС-снимки, получаемые с помощью оптико-электронных сканеров с линейными ПЗС-приемниками излучения и передаваемые со спутника по радиоканалам, характеризуются высоким разрешением. Как и фотографические снимки, они регистрируют оптические характеристики исследуемой территории. Благодаря центральной проекции по строке снимка его масштаб в центре и по краям одинаков и форма объектов не искажается, что является преимуществом этих снимков по сравнению с полученными при оптико-механическом сканировании. Высокая чувствительность детекторов и их миниатюрные размеры вместе с использованием длиннофокусных объективов обеспечивают высокое разрешение, которое составляет от первых десятков метров (10-45 м) до метра и даже менее. Таким образом, теперь эти снимки по разрешению достигли лучших фотографических снимков. Однако охват снимков невелик - 40-70 км, а у снимков наиболее высокого разрешения - всего 10-15 км. Наилучшим разрешением отличаются панхроматические снимки, а разрешение многозональных снимков в 2 - 4 раза хуже. Для стереообработки получают конвергентные снимки с отклонением оптической оси от вертикали. ПЗС-снимки делают с ресурсно-картографических спутников и специализированных спутников для детальной съемки; используют их для тематического и топографического картографирования.

Тепловые инфракрасные снимки, получаемые в тепловом инфракрасном диапазоне, отображают в отличие от предыдущих не оптические, а температурные характеристики поверхности - холодные и теплые объекты изображаются на них разными тонами. Можно получать снимки независимо от условий освещения, например полярной ночью, однако облачность является препятствием для съемки - на снимках отображается холодная верхняя поверхность облаков. Тепловая съемка нередко выполняется теми же сканирующими радиометрами, что и съемка в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, дополненными тепловыми каналами. Пространственное разрешение тепловых снимков, передаваемых с метеоспутников, такое же, как и снимков в видимом диапазоне, - 1 км, температурные различия регистрируются с точностью 0,1 - 0,2°С. При значительном охвате 2-3 тыс. км и большом угле сканирования для них характерны те же геометрические искажения, что и для сканерных снимков в видимом диапазоне. С ресурсных спутников передают тепловые снимки более высокого пространственного разрешения, достигающего 60 м при охвате 180 км. Тепловые снимки поступают и в многозональном варианте съемки, а также при гиперспектральной съемке в узких зонах теплового диапазона.

Микроволновые радиометрические снимки регистрируют радиотепловое излучение Земли в микроволновом радиодиапазоне, которое, как уже отмечалось, зависит от электрических свойств поверхности и неодинаково у объектов с разным влагосодержанием, соленостью, различной кристаллической структурой. Снимки можно получать независимо от погодных условий и освещения. Разрешение микроволновых радиометрических снимков пока очень мало - 12 - 50 км, что не позволяет использовать их для изучения земной поверхности, но на них отображается возраст морских льдов, водосодержание снега. Микроволновые снимки получали с некоторых метеоспутников. Для широкого использования этих снимков с целью изучения влажности и солености почв, толщины и водозапаса снежного покрова необходимо повышение их пространственного разрешения.

Радиолокационные снимки получают в радиодиапазоне, регистрируя отраженные земной поверхностью радиосигналы, посылаемые бортовым радиолокатором. На радиолокационных снимках отображаются шероховатость и влажность поверхности, ее рельеф, особенности структуры и состав пород, слагающих поверхность, характер растительного покрова. При определенных длинах волн излучения на снимках отображаются подповерхностные неоднородности грунта, грунтовые воды. Возможность получения снимков не зависит от условий погоды и освещения - облачность на них не отображается. Пространственное разрешение радиолокационных снимков определяется прежде всего размером антенны. У снимков, сделанных радиолокатором бокового обзора с реальной антенной, оно составляет 1 - 2 км, но в большинстве случаев при использовании радиолокаторов с синтезированной длиной антенны получают снимки с разрешением 10 - 30 м при ширине обзора около 100 км. В последние годы начали получать снимки радиолокаторами с переменным режимом работы, обеспечивающим снимки разного разрешения от 2 до 100 м при охвате 45 - 500 км. Специфику радиолокационного снимка составляет мелкая пятнистость изображения - технические спекл-шумы (от англ. speckle - крапчатость) и своеобразное отображение горного рельефа.

Принцип многозональной съемки в радиодиапазоне реализуется при съемке в разных зонах пространственных частот и при различной поляризации излучения.

Радиолокационные снимки поступают с океанологических и специализированных спутников; применяют их в широком спектре направлений исследований океана и суши, включая задачи топографического картографирования.

Подобные документы

Технология создания ортофотопланов по материалам космической съемки с использованием ПО "ЦФС-Талка". Предварительная обработка снимков, создание проекта, внешнее ориентирование снимков. Исправление яркости снимков с "проявлением" изображений в тенях.

реферат [4,3 M], добавлен 14.12.2011

Образование и развитие ГИС-методов картографирования земельных ресурсов. Основные виды и характеристики космических снимков, преимущества недостатки их использования, методы дешифрования. Картографирование растительности для кадастровой оценки земли.

курсовая работа [550,9 K], добавлен 13.09.2015

Виды изображения земной поверхности. Понятие картографии и глобус как модель Земли. Сущность и виды географических карт и планов. Роль аэрофотоснимков и космических снимков в изучении поверхности земной коры. Масштабные и пояснительные условные знаки.

презентация [10,7 M], добавлен 14.04.2019

Характеристика источников для создания карт. История аэрокосмического картографирования. Дешифрирование аэроснимков и космических снимков, их применение в тематическом и оперативном картографировании. Составление и обновление топографических карт.

реферат [50,7 K], добавлен 20.12.2012

Стреотопографический и комбинированный методы создания топографических карт. Цифровые фотограмметрические технологии создания цифровых карт и ортофотопланов. Элементы внутреннего ориентирования снимка. Создание модели и взаимное ориентирование снимков.

Аэрокосмические снимки — основной результат аэрокосмических съемок, для выполнения которых используют разнообразные авиационные и космические носители. Аэрокосмические съемки, выполняемые при специально создаваемом искусственном освещении, называются активными, а при естественном (солнечном) — пассивными. К пассивным относят съемки, которые предусматривают регистрацию отраженного солнечного или… Читать ещё >

Свойства и классификация аэрокосмических снимков ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Аэрокосмические снимки и их свойства

Аэрокосмические снимки — основной результат аэрокосмических съемок, для выполнения которых используют разнообразные авиационные и космические носители. Аэрокосмические съемки, выполняемые при специально создаваемом искусственном освещении, называются активными, а при естественном (солнечном) — пассивными. К пассивным относят съемки, которые предусматривают регистрацию отраженного солнечного или собственного излучения Земли, а к активным — регистрацию отраженного искусственного излучения.

Аэрокосмический снимок — это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения. Диапазон масштабов современных аэрокосмических снимков огромен: он может меняться от 1:1000 до 1: 100 000 000, т. е. в сто тысяч раз. При этом наиболее распространенные масштабы аэрофотоснимков лежат в пределах 1:10 000−1:50 000, а космических — 1:200 000 — 1:10 000 000.

Аэрокосмические снимки как информационные модели местности характеризуются рядом свойств, среди которых выделяют изобразительные, радиометрические и геометрические. Изобразительные свойства характеризуют способность снимков воспроизводить мелкие детали, цвета и тоновые градации объектов, радиометрические свидетельствуют о точности количественной регистрации снимком яркостей объектов, геометрические характеризуют возможность определения по снимкам размеров, длин и площадей объектов и их взаимного положения. Свойства снимков, получаемых в разных диапазонах и различной съемочной аппаратурой, существенно различаются, что и положено в основу их классификации.

Читайте также:

  
• Сортовой и семенной контроль реферат
  
• Реферат основы рационального питания для юношеского возраста
  
• Программное обеспечение мобильных устройств реферат
  
• Реферат кадастровые работы при прокладке газопровода
  
• Современные этические нормы и правила поведения в коллективе реферат