Тема 3. Методика складання карт природоохоронної тематики за космічними фотоматеріалами.

3.1. Методика складання вихідних оригіналів карт.

Для картографічного забезпечення заходів щодо охорони навколишнього середовища й раціонального використання природних ресурсів за допомогою матеріалів космічної фотозйомки використовують сукупність часткових методів і прийомів робіт, які можуть бути згруповані у два самостійних розділи. До першого розділу відносяться всі види робіт, пов'язані з розробкою й складанням вихідних оригіналів космофотокарт природоохоронної тематики. До другого - редагування й складання оригіналів карт й їхнє видання. Цілком очевидно, що роботи другого розділу повинні здійснюватися картографами спеціальних організацій, картфабрик й ін. Ці питання в даній роботі не розглядаються.

Розроблена методика складання вихідних оригіналів карт сучасного стану природного середовища й рекомендованих заходів по її охороні й раціональному використанню природних ресурсів на основі ландшафтно-індикаційного дешифрування матеріалів космічної фотозйомки включає:

1. властиво ландшафтні й ландшафтно-індикаційні дослідження, спрямовані на виявлення й оцінку внутрішньоландшафтних і міжландшафтних взаємозв'язків у досліджуваному регіоні й характеру антропогенного впливу на природне середовище;

2. ландшафтно-індикаційну й інші види тематичної інтерпретації знімків і комплекс робіт зі складання серій тематичних карт природних умов і сучасного стану природного середовища;

3. встановлення можливих подальших змін природного середовища залежно від запланованих господарських заходів;

4. складання прогнозних карт і на підставі цих даних і ландшафтних закономірностей;

5. складання результуючої комплексної карти охорони навколишнього середовища або рекомендованої комплексної карти по раціональному використанню природних ресурсів і їх охороні.

Власне ландшафтно-індикаційні дослідження, метою яких є вивчення загальних ландшафтних закономірностей, виявлення індикаційних зв'язків, установлення фотофізіономічних індикаторів й оцінку їхньої вірогідності, а також їх дешифровочних ознак, не відрізняються від розробленого ландшафтно-індикаційного методу для геологічних, інженерно-геологічних і гідрогеологічних цілей.

Однак для складання карт сучасного стану природного середовища особлива увага приділяється вивченню динаміки природних й антропогенних процесів і наслідків антропогенного порушення ландшафту.

Результатом цієї частини досліджень звичайно є ландшафтно-індикаційні таблиці, в яких у найбільш оглядовій формі розглядаються індикаційні внутріландшафтні зв'язки (див. Табл. 6, 7). У цих таблицях приводилися описи індикаторів, їх дешифровочних ознак (або їх типове, еталонне фотозображення) на тих або інших матеріалах космічної фотозйомки й об'єкта індикації. Ландшафтно-індикаційні таблиці, будучи однією з форм опису ландшафтних взаємозв'язків, розглядаються нами як класифікаційне ранжування ландшафтів досліджуваного регіону й, як правило, служать базою для побудови легенд до карт як ландшафтних, так і покомпонентних.

При ландшафтно-індикаційному дешифруванні космічних матеріалів вивчаються не тільки окремі, штучно абстраговані найбільш тісно взаємозалежні пари компонентів ландшафту (типу компонент-індикатор - об'єкт індикації), але також максимально використовується весь комплекс фізіономічних компонентів, розглянутих як індикатори комплексу деципієнтних об'єктів. Це необхідно для повного відображення на картах природних явищ і процесів.

Комплекс робіт зі складання карт природних умов і сучасного стану навколишнього середовища включає дешифрування космічних фотоматеріалів і проведення певного обсягу польових досліджень. Безумовно, складання кожної тематичної карти, що входить до складу серії, спрямованої на забезпечення заходів щодо раціонального використання й охорони навколишнього середовища, має свої особливості, обумовлені специфікою об'єкта картографування. Однак у загальному циклі робіт існує багато спільного. Так, всі роботи зі складання на основі космічних фотоматеріалів вихідних оригіналів серії карт природоохоронної тематики проводяться в три періоди:

1. попередні камеральні роботи;

2. польові дослідження;

3. остаточні камеральні роботи.

Якщо звичайний перелік прийнятих етапів робіт зі складання карти досить тривіальний й відповідає звичайному ходу робіт при тематичному картографуванні (наприклад, геологічному, геоботанічному, ґрунтовому й т.д.), то зміст кожного етапу при використанні космічної інформації значно відрізняється від традиційного. Ця відмінність обумовлена особливостями космічних фотознімків, що визначають значне підвищення частки камеральних робіт, особливо попередніх, у порівнянні з польовими дослідженнями, які проводяться в якості перевірочних, контрольних спостережень.

З іншого боку, прийнята методика роботи з використанням матеріалів аерокосмічної фотозйомки дає можливість значно скоротити строки складання попередніх макетів карт.

Попередній передпольовий етап полягає у підготовці робіт, у попередньому ознайомленні з районом і дешифруванню знімків, складанні ландшафтно-індикаційних схем і легенд, складанні віддешифрованих фотосхем і попередніх макетів карт.

Підготовка до розробки карт включає:

1. складання програм карт серії (визначення завдань, типів і масштабів карт серії; визначення територіальних границь дослідження; організаційне обґрунтування робіт);

2. підбір топографічних й фондових тематичних матеріалів відповідних масштабів; складання схеми забезпечення дистанційними матеріалами території дослідження;

3. збір й аналіз опублікованих картографічних і літературних даних по досліджуваній території; складання анотованої бібліографічної картотеки й схем картографічного вивчення району робіт;

4. підбір вихідної космічної фотоінформації, яка відповідає вимогам складання певних карт природоохоронної серії на досліджуваний регіон.

Важливим розділом цих робіт є складання програми карт серії. У цій програмі висвітлюються:

- основні цілі й завдання даної серії карт (з урахуванням перспектив господарського розвитку території); - сучасний рівень картографічного вивчення території з погляду забезпечення заходів щодо охорони навколишнього середовища;

- склад серії, основний зміст і характерні риси кожної карти, наміченої для складання;

- організаційні питання камеральних і польових робіт для забезпечення якісного складання оригіналів карт.

При розгляді складу серії карт, призначених для забезпечення заходів щодо раціонального використання природних ресурсів й охорони навколишнього середовища, враховуються як природні умови досліджуваної території, так і сучасний рівень її господарського використання, а також наявність або відсутність раніше складених карт природоохоронної тематики.

Після підбору необхідної вихідної космічної фотоінформації здійснюється підготовка фотооснови для складання майбутньої серії карт природоохоронної тематики.

У період попередніх робіт проводиться складання попередніх макетів карт серії. Однак у зв'язку з тим, що по космічних фотоматеріалах складаються карти на великі регіони, які раніше не знайомі укладачам, то після попереднього ознайомлення з матеріалами космічної фотозйомки й регіоном досліджень проводиться польове рекогносціювання. Ці ознайомлювальні польові роботи, як правило, проводяться аеродесантним методом, тобто базуються на аеровізуальних спостереженнях з короткостроковими наземними спостереженнями під час позааеродромних посадок.

Рекогносцирувальні спостереження власне кажучи є випереджаючими і відносяться до підготовчого циклу робіт зі складання серій карт природоохоронної тематики. Рекогносцирувальні дослідження не проводяться в тих випадках, коли укладачі карт уже мають попередню інформацію про дану територію або її аналоги.

Попередні камеральні роботи включають вивчення наміченого регіону досліджень і встановлення основних ландшафтно-індикаційних закономірностей й економіко-географічних особливостей (виду й характеру використання земель, розвитку промислових і транспортних комплексів і т.д.); проведення попереднього тематичного дешифрування космічних фотознімків; виконання (при необхідності) додаткової обробки космічної фотоінформації; складання попередніх макетів карт або віддешифрованих фотосхем.

Цей розділ попереднього етапу робіт є центральним і потребує найбільшої уваги й витрати часу. Аналіз літературних і картографічних матеріалів є основою для попереднього уявлення про фізико-географічні умови району, господарського освоєння території, основних ландшафтних закономірностях й екзогенних процесах. Результатом аналізу є складання попередніх класифікацій ландшафтів і ландшафтно-індикаційних таблиць і схем; установлення характеру використання й ступеня порушення земель і наслідків проведення тих або інших природоохоронних заходів і т.д. Ці матеріали служать основою для попередніх легенд до макетів карт або схем дешифрування.

У якості картоскладальної основи найбільше раціонально використати фотокарту, що складається по трансформованих космічних фотознімках, однак практично частіше використовуються фотоплани, іноді - фотосхеми.

Попередні макети карт або віддешифровані фотосхеми складаються у два прийоми; по-перше, проводиться суцільне поконтурне дешифрування окремих знімків, що покривають всю територію досліджень, по-друге, віддешифровані контури переносяться картографом на фотосхему або на фотоплан.

Технічно такий перенос не представляє труднощів, тому що малюнки фотозображення на знімках, як правило, ідентичні малюнкам на фотоплані. Основна складність складання будь-якого попереднього макета карти полягає в розробці систематизованої легенди.

Важливим видом попередніх робіт є складання робочої карти природних контурів, що являє собою схему попереднього ландшафтного або структурно-геоморфологічного дешифрування. Вона складається для одержання об'єктивних критеріїв з метою наступного узгодження карт серії. Така робоча карта природних контурів супроводжується попередньою легендою, що характеризує фізіономічні компоненти виділених контурів. В якості робочої карти природних контурів може виступати й попередній оригінал ландшафтної карти.

Градації ступеня видозміни (порушення) навколишнього середовища можуть оцінюватися або по видозміні одного або декількох компонентів ландшафту, або по ступені розвитку домінуючого процесу (ерозії, засолення грунтів, заболочення й т.д.). У першому випадку оцінка видозміни є інтегральною й прийнятною для всіх типів ландшафтів і видів господарського освоєння території, тобто універсальною. У другому випадку така оцінка локальна й може використовуватися тільки при характеристиці невеликих територій. Таких локальних характеристик видозміни природних ресурсів може бути досить багато: залежно від антропогенного фактора, що викликає ті або інші зміни; від площі, охопленої ними, і т.д.

У період попередньої підготовки й розробки макетів карт і легенд до них здійснюється попереднє узгодження змісту карт серії.

Узгодження змісту здійснюється в період попереднього дешифрування при розробці загально-ландшафтної структури регіону, вивченні й установленні внутрішньо- і міжландшафтних взаємозв'язків і складанні таблиць, що відображають такі взаємозв'язки (ландшафтно-індикаційні таблиці), і при розробці покомпонентних класифікацій і легенд.

Складання попередніх макетів карт й узгодження їхнього змісту є обов'язковим завершенням попереднього камерального складання серії карт природоохоронної тематики, що виконується на основі дешифрування космічних фотоматеріалів. Наявність окремих віддешифрованих знімків (якщо, звичайно, один знімок не перекриває всю територію, заплановану для досліджень) не дає можливості правильно організувати подальші роботи зі складання серії карт природоохоронної тематики, які полягають в підготовці й проведенню польових перевірочних досліджень.

Підготовка до польових досліджень, спрямованих на перевірку складених попередніх макетів карт і при необхідності довивчення досліджуваної території, полягає у виявленні ділянок, вірогідність інтерпретації яких викликає сумнів й які вимагають довивчення традиційними методами, і у виявленні еталонних (контрольних) ділянок, на яких виконується вибіркова перевірка якості дешифрування.

Підготовка до польових досліджень, крім того, включає також уточнення програми робіт, у яку вносяться реальні графіки їхнього виконання, матеріально-технічна оснащеність і загальний порядок виконання намічених досліджень.

Польові дослідження проводяться з різним ступенем детальності залежно від особливостей території, характеру й кількості ділянок, що потребують довивчення й контрольного обстеження.

На ділянках, що потребують довивчення проводяться найбільш повні спостереження із залученням усіляких традиційних методів. Особлива увага при цьому приділяється вивченню взаємозв'язків фізіономічних компонентів ландшафту з деципієнтними й установленню їх дешифрувальних ознак по різних матеріалах космічної фотозйомки. На таких ділянках описуються ландшафтно-екологічні профілі, де приводяться характеристики рельєфу, його форм і їх сполучень; складу поверхневих відкладень (їх кольору й фізіономічності); умов зволоження й стоку й виразності їх у рельєфі й рослинності; ґрунтово-рослинного покриву (його складу, структури, фізіономічності), антропогенних змін; господарського використання, видів і характеру порушень ландшафтів; сучасних екзогенних процесів, що знаходять відображення у фізіономічних компонентах ландшафту; сучасних антропогенних процесів, що змінили ландшафт.

Ці дослідження проводяться звичайними методами й супроводжуються збором аналітичного матеріалу.

Виконання контрольних перевірок попередніх макетів карт проводяться як рекогносціювально по всьому району, так і більш детально на окремих еталонних (або ключових) репрезентативних ділянках.

При такій перевірці здійснюється візуальне зіставлення видимих на місцевості й інтерпретованих на попередній схемі дешифрування контурів. При більш детальних роботах на ключових ділянках таке зіставлення виконується по спеціально намічених ландшафтних профілях і по всіх виділених контурах у межах цієї ділянки. По ландшафтних профілях оцінюється точність проведення границь тих або інших контурів.

Польові дослідження здійснюються по аеровізуальних, рекогносціювальних наземних автомобільних маршрутах і детальних обстеженнях.

Практично аеровізуальні спостереження проводяться в регіонах, які раніше не вивчалися, у підготовчому періоді для загального рекогносціювання території; у відомих дослідникам регіонах - після складання попередніх макетів карт - переважно всередині польових робіт.

Аеровізуальні спостереження доцільно проводити у два терміни:

на початку робіт, коли здійснюється рекогносціювальний обліт всієї території, з обов'язковим відвідуванням всіх виділених при попередньому дешифруванні ділянок, що вимагають додаткового вивчення;

у середині терміну польових робіт на додаток до наземних досліджень.

Аеровізуальна рекогносцировка на початку польових робіт дозволяє остаточно намітити ділянки, що вимагають довивчення, при цьому частина попередньо виділених ділянок може в результаті проведених аеровізуальних спостережень відпасти.

Під час аеровізуальних маршрутів здійснюється фіксація генетичних типів рельєфу, характеру рослинності, іноді літології поверхневих відкладень, типу використання земель. Із цією метою розроблена система значкових позначень, що дозволяють заповнювати спеціальні бланки аеровізуальних спостережень за єдиною формою й із частотою, що забезпечує достатню безперервність фіксованих характеристик природних комплексів. Одночасно проводиться й безпосередня польова інтерпретація матеріалів космічної зйомки.

Детальні наземні спостереження проводяться переважно тільки на ключових ділянках або ділянках, що вимагають довивчення, де вони супроводжувалися детальними дослідженнями, включаючи збір аналітичного матеріалу. Всі види польових досліджень документуються за стандартною формою, прийнятою при всіх видах геолого-географічних досліджень.

Особливість польових спостережень, що проводяться для перевірки складання макетів, полягає в широкому використанні космічних фотоматеріалів при всіх видах робіт (аеровізуальних, наземних маршрутах й особливо детальних на ключових ділянках).

Матеріали космічної зйомки використовуються як уточнена основа при орієнтуванні на місцевості, а також для польового тематичного дешифрування, що має за мету коректування складання попередніх макетів карт.

Польове дешифрування включає використання космічних фотоматеріалів безпосередньо під час аеровізуального або наземного маршруту й в умовах польового стаціонару в проміжках між маршрутами.

При польовому маршрутному дешифруванні проводиться ідентифікація об'єктів, спостережуваних на місцевості, з їхніми фотозображеннями на знімку. Пізнані й інтерпретовані об'єкти позначаються на знімках або фотосхемах умовними індексами або шифром.

При камеральному польовому дешифруванні на фотоматеріали наносяться зібрані відомості по морфометричних характеристиках макро- і мезоформ рельєфу (висоти уступів, пагорбів, пасм, глибини лійок, заток, вимоїн і т.д.), додаткові відомості по особливостях структури ландшафту, характеристики розподілу ґрунтового й рослинного покриву (процентне співвідношення елементів рослинних комплексів, мінімальні й максимальні площі, займані ними, склад і закономірність сполучень) і т.д.

Оброблені матеріали польових спостережень і польового дешифрування можуть служити для оцінки якості камерального дешифрування.

Остаточне складання вихідних оригіналів карт є результуючим у всьому комплексі робіт.

У цей етап входять:

1. систематизація й аналіз зібраних польових матеріалів, включаючи систематизацію аналітичних даних проб і зразків ґрунтів, ґрунтів, води й ін.;

2. додатковий аналіз фондів матеріалів і публікацій з урахуванням особистого ознайомлення з досліджуваною територією;

3. додаткове дешифрування космічних знімків й остаточне складання контурної частини карти;

4. доробка легенди й умовних позначок карти;

5. картографічне оформлення;

6. складання пояснювальної записки до карти.

При рисовці контурної частини вихідного оригіналу карти здійснюється остання авторська перевірка відповідності ідентичних контурів карт серії.

Узгодження контурної рисовки включає ідентифікацію змісту виділених контурів і виявлення й ув'язування ідентичних контурів, якщо розбіжність обумовлена технічними похибками.

Ідентифікація змісту й контурної рисовки проводиться при додатковому дешифруванні космічних фотоматеріалів у період складання вихідних оригіналів карт із використанням попередньої ландшафтної карти.

Цей етап включає не тільки остаточне складання вихідних оригіналів карт природних умов і сучасного стану природного середовища, але також подальший аналіз фактичного матеріалу для прогнозування можливих змін і складання вихідних оригіналів карт природоохоронних заходів. При складанні цих карт матеріали космічної зйомки мають уже другорядне значення, тому що основний зміст будується на підставі аналізу загальних закономірностей розвитку території, а також існуючих і планованих заходів щодо раціонального використання природних ресурсів й охорони навколишнього середовища. Космічні фотоматеріали при складанні вихідних оригіналів карт служать тільки як фотооснова. Для складання карт використовуються як ландшафтна (ландшафтно-індикаційна) карта, так і всі тематичні карти.

На остаточному вихідному оригіналі карти природоохоронних заходів відображаються ділянки, охоплені природоохоронними заходами, безпосередньо віддешифрованими по космічних знімках, а також ділянки, для яких необхідно організувати заходи для раціонального використання природних ресурсів. Виявлення таких ділянок проводиться на основі зіставлення результатів комплексного ландшафтно-індикаційного дешифрування із сучасним станом навколишнього середовища.

При складанні легенди до карти природоохоронних заходів виходять з типізації ділянок, що вимагають тих або інших заходів щодо охорони й раціонального використання природних ресурсів. Після проведення всього комплексу дешифрувальних і перевірочних робіт складають вихідні оригінали всіх тематичних карт серії. Вони виконуються в основному на фотопланах (фотооснові).

Таблиця 13

Етапи робіт при складанні карт сучасного стану й охорони навколишнього середовища

Етап	Зміст робіт	Результати
Передпольова підготовка	Складання програми серії карт	Програма робіт
	Підбір вихідної космо-фотоінформації	Космічні знімки, фотосхеми й фотокарти району робіт
	Вивчення ландшафтно-індикаційних й економіко-географічних характеристик	Ландшафтно-індикаційна таблиця; економіко-географічна характеристика; попередні легенди
	Вибір методики й проведення оптико-електронної обробки знімків	Дискретизація: синтез багато-зональних знімків; синтез різночасових знімків	Слайди й знімки вибраних ділянок
	Попереднє дешифрування	Віддешифровані знімки
	Складання макетів карт або попередніх оригіналів	Макети карт (віддешифровані фотосхеми) або попередні оригінали карт
	Вибір ділянок для контролю й довивчення	Схема розташування контрольних й маловивчених ділянок
Польові спостереження	Складання плану-графіка польових робіт	План-графік, схеми контрольних наземних й аеровізуальних маршрутів
	Аеровізуальні, наземні маршрутні й детальні спостереження	Щоденники маршрутних і детальних описів; описи профілів, карта фактичного матеріалу
	Збір аналітичного матеріалу	Проби води, ґрунтів, рослин; журнали реєстрації проб
	Польове дешифрування	Віддешифровані фотосхеми або виправлення на попередніх оригіналах карт
	Польове корегування оригіналів карт	Авторські оригінали карт із польовими виправленнями
Камеральний аналіз	Уточнення плану-графіка робіт	Уточнений план-графік
	Аналіз зібраного фактичного матеріалу	Аналітичні профілі, уточнені легенди до карт
	Побудова екологічного прогнозу	Схема-таблиця прогнозу можливих змін навколишнього середовища (на певний термін):
		а) при збереженні існуючого типу використання земель;
		б) при проведенні планованих заходів­ по господарському використанню земель
	Складання вихідних оригіналів карт	Вихідні оригінали карт із легендами до них; пояснювальні записки до карт; технічні вимоги до оформлення карт

Вихідні оригінали тематичних карт виконуються в необхідних умовних позначках, але для полегшення подальшої роботи картографа обов'язково зберігається індексація виділених контурів, яка може бути відсутня на виданій карті; вони супроводжуються систематизованими легендами, що включають всі показані на них умовні позначки.

У Табл. 13 наведені результати кожного виду робіт з основних етапів складання карт природних умов, сучасного їхнього стану й рекомендованих природоохоронних заходів, на основі матеріалів космічної фотозйомки.