→ Пошук по сайту       Увійти / Зареєструватися
Знання Геоінформаційні системи (ГІС)

Дистанционное зондирование

Наряду с традиционной картографической информацией, данные дистанционного зондирования (ДЗ) составляют информационную основу ГИС-технологий, и чем дальше, тем больше этот источник информации доминирует над традиционными картами. Этап "первоначального накопления", черпающий данные из фондов существующих бумажных карт, в достаточно близкой исторической перспективе закончится. И далее встанет во весь рост проблема обновления карт в ГИС.

Под дистанционным зондированием понимаются исследования неконтактным способом, различного рода съемки с летательных аппаратов - атмосферных и космических, в результате которых получается изображение земной поверхности в каком-либо диапазоне (диапазонах) электромагнитного спектра.

Какие бывают методы съемок?

Обычно выделяют космические и аэросъемки. На самом деле, с точки зрения конечного пользователя, между ними большого и принципиального отличия нет. Да, это съемки с разных летательных аппаратов и с разных высот. Но и сами методы съемки, и основы устройств съемочных камер сегодня могут быть похожи и для космических и для аэросъемок.

Представление о резком различии космических и аэросъемок родилось тогда, когда появились первые доступные снимки из космоса. Они были мелкомасштабными, захватывали одним кадром целые регионы (что действительно невозможно сделать с помощью аэросъемки), часто были многозональными (что было тогда мало привычно, хотя и возможно, для аэросъемки), наконец, именно через космические снимки систем LANDSAT TM и LANDSAT MSS широкие круги специалистов впервые познакомились с цифровыми ("сканерными") снимками.

Да, такие космические мелкомасштабные съемки уникальны, поскольку позволяют охватить взглядом целый регион и выявить такие обобщенные особенности, которые при попытке воссоздания их по мелким фрагментам просто ускользают от изучения.

Космических же снимков высокого разрешения наши, да и зарубежные массовые потребители практически не знали - о них только говорили как о легенде. Все с обеих сторон было сугубо военное.

По поводу космических снимков заметим еще, что основной объем космических снимков сегодня и тем более завтра - это снимки с ИСЗ (искусственных спутников земли), а не с пилотируемых аппаратов.

По методу регистрации изображения можно подразделить на аналоговые и цифровые. Аналоговые системы - сегодня практически только фотографические системы. Системы с телевизионной регистрацией существуют, но за исключением некоторых специальных случаев их роль ничтожно мала.

В фотографических системах все происходит примерно так же, как и в обычном фотоаппарате: изображение фиксируется на пленку, которая после приземления летательного аппарата или специальной спускаемой капсулы проявляется и сканируется для использования в компьютерных технологиях.

Среди цифровых систем съемки можно выделить сканерные, то есть системы с линейно расположенным набором светочувствительных элементов и некоторой системой развертки, часто оптико-механической, изображения на эту линейку. Все большее распространение получают также системы с плоскими двухмерными массивами светочувствительных элементов. И хотя в последнем случае никакой реальной развертки изображения, как в сканере, не происходит, такие цифровые системы иногда по традиции тоже именуют сканерами.

Наконец, существуют еще радиолокационные системы, совсем по-особому устроенные. Сырые данные, получаемое с радара, еще далеко не изображение; его надо восстанавливать с помощью сложной обработки, специфической для конкретного типа радара. Соответствующее программное обеспечение, как правило, не распространяется на рынке, а является собственностью владельца и разработчика съемочной системы.

Радар - совершенно особый источник данных. В отличие от других, радар - активный сенсор. Он сам "освещает" снимаемый участок, поэтому время суток для радарных съемок роли не играет.

Все цифровые системы съемки имеют преимущество перед фотографическими в отношении оперативности получаемых данных. Ведь в случае космических съемок они передаются на Землю по радиоканалу, и не надо ждать, пока аппарат израсходует весь запас пленки (а это может быть много тысяч кадров) и на Землю будет сброшена спускаемая капсула, пленка в ней будет проявлена и отсканирована.

До недавнего времени было, однако, общепризнано, что цифровые системы уступают фотографическим в отношении разрешающей способности изображения - сегодня это уже не совсем так.

Потребителю, однако, важнее знать не особенности сенсора как такового, а характеристики того изображения, которое с его помощью можно получить. Вот некоторые наиболее важные.

Пространственное разрешение на местности, то есть, грубо говоря, минимально различимый размер объекта. У разных систем космической съемки это разрешение колеблется от нескольких километров (я говорю только о тех системах, которые представляют интерес с точки зрения пользователя ГИС) до первых десятков сантиметров.

Следующим по значимости надо поставить спектральный диапазон съемок, точнее, число и границы этих диапазонов.

Для аэрофотосъемочных систем наиболее привычными являются черно-белые съемки (черно-белые фото) в видимой зоне спектра. Они же часто используются и для космических фотосъемок, особенно для съемок системами высокого разрешения. Черно-белые пленки имеют наименьшую зернистость и обеспечивают наиболее высокое разрешение.

Но видимый диапазон - очень небольшая часть электромагнитного спектра. Более короткие длины волн - ультрафиолетовая область - мало используются в дистанционном зондировании из-за очень сильного поглощения в атмосфере. Зато инфракрасная область, занимающая огромный участок спектра, от 700 до 15000 нм, очень информативна и широко используется в дистанционном зондировании.

Однако такие "многозональные" съемки в фотографическом варианте имеют много недостатков, которые особенно ощутимо проявились в последние годы, когда основными средствами для работы со снимками стали компьютерные системы. Но главный недостаток - общий для всех фотографических систем - недостаточная оперативность.

Поэтому наибольший интерес из всех вариантов космических многозональных съемок сегодня вызывают цифровые системы - LANDSAT TM, SPOT, NOAA.

В настоящее время появилась возможность прямого получения данных дистанционного зондирования на собственные приемные станции потребителя. Хотя эти снимки сравнительно низкого разрешения, они позволяют добавить, например к региональной ГИС, слой оперативной информации.

Сегодня существуют и могут быть приобретены российским заказчиком передвижные станции приема данных с любых спутников, включая LANDSAT TM, SPOT, ERS-1 и др.

С использованием данных ДЗ с российских спутников давно не все благополучно. Причины - высокие цены, условия секретности. Кроме того, ориентация на интересы военных привела к резкому уклону в сторону фотографических систем высокого разрешения в ущерб многозональным цифровым системам длительного действия.

Сейчас появился другой потребитель с другими запросами, и для него нужно многое менять. Пройдут ли космические организации испытание рынком, станет ясно в ближайшие годы.

А пока любому российскому потребителю, даже частному лицу (конечно при наличии нескольких тысяч долларов) проще заказать архивные и новые снимки системы SPOT и получить их в течение недели-двух.

Но мы стоим на пороге прямо-таки революционных изменений. Подробности в разделе “Перспективы”.

загрузка...
Сторінки, близькі за змістом