3.2. Загальні прийоми дешифрування космічних фотоматеріалів серій карт природоохоронної тематики.

Використання космічної фотоінформації для складання тематичних карт природних утворень, явищ і процесів вимагає дешифрування цих матеріалів. Під дешифруванням космофотознімків звичайно розуміється розпізнавання досліджуваних природних утворень або їхніх індикаторів по рисунку фотозображення (тону, кольору, структурі), його розмірах і сполученнях з іншими, тобто текстурі фотозображення. Ці зовнішні характеристики властиві тільки тим фізіономічним компонентам ландшафту, які мають безпосереднє відображення на знімку.

У зв'язку із цим тільки незначна кількість природних компонентів може бути віддешифрована за прямими ознаками. До них відносяться форми рельєфу, рослинний покрив, іноді характер поверхневих відкладень.

Слід зазначити, що зі зміною виду дистанційної зйомки і її масштабу відносно змінюється й категорія фізіономічності. Той самий тип ландшафту при наземних дослідженнях і на крупномасштабних аерофотознімках, що відноситься до категорії фітофізіономічних, на космічних фотознімках може бути віднесений тільки до орофізіономічних через інтегральність зображення рослинності. Так, зі зменшенням масштабу фотографування зменшується роль зонального рослинного покриву у формуванні рисунку фотозображення й збільшується значення мезо- і макроформ рельєфу. Переважно це відноситься до регіонів, позбавлених деревної (лісової) рослинності.

Таблиця 14

Масштабний ряд топографічних і фотографічних матеріалів.

Заданий масштаб запланованих карт	Масштаби
	Топографічних карт	Космічних фотоматеріалів
		Збільшених зображень космічних знімків	Космо-фотокарт - основ	Додаткових фотоматеріалів (фотосхем і збільшених зображень)
1:200 000	1:100 000 1:200 000 1:500 000	1:200 000	1:200 000	1:100 000 1:1 000 000
1:500 000	1:200 000 1:500 000 1:1 000 000	1:200 000 1:500 000	1:500 000	1:200 000 1:1 000 000 1:2 500 000
1:1 000 000	1:500 000 1:1 000 000 1:2 500 000	1:500 000 1:1 000 000	1:1 000 000	1:200 000 1:2 500 000

В якості основних матеріалів при картографуванні з метою забезпечення заходів щодо раціонального використання природних ресурсів й охорони навколишнього середовища застосовуються космічні фотознімки, отримані в широкому діапазоні електромагнітного спектра, а також матеріали багатозональної зйомки й результати її синтезу. У ряді випадків використовуються кольорові й спектрозональні знімки.

Для складання тематичних карт сучасного стану й охорони навколишнього середовища, як правило, дешифрується комплекс космічних фотознімків, наявних на досліджувану територію. Суцільне поконтурне дешифрування проводиться по чорно-білих відбитках, виконаних або в широкому діапазоні електромагнітного спектра (0,48- 0,74 мкм), або у вузькій зоні видимої частини спектра в інтервалах 0,6-0,74 мкм. Для роботи повинні підбиратися фотознімки, досить контрастні й вирівняні по тону (кольору). Як основу для складання вихідних оригіналів тематичних карт застосовують фотосхеми й фотоплани, створені шляхом монтажу космічних фотознімків і які мають більшу оглядовість, ніж окремі знімки.

Космофотосхеми застосовуються на початкових етапах робіт з дешифрування великих територій, що перевищують площу, охоплювану одним знімком. Вони необхідні для загального огляду території. Але використання їх для тематичного дешифрування обмежене внаслідок звичайних технічних похибок (недостатньої ув'язки по границях склеювання окремих фрагментів космічних знімків, іноді гіршої фотографічної якості, ніж знімки).

На фотокарти й фотоплани при складанні вихідних оригіналів тематичних карт переносяться контури, отримані при тематичному дешифруванні окремих знімків.

Як показує досвід, для складання вихідних оригіналів тематичних карт природних умов, їхнього сучасного стану й охорони навколишнього середовища потрібні фотоплани (фотокарти) у масштабі запланованих карт. Фотосхеми можуть бути більш дрібного масштабу, тому що вони потрібні в основному лише для загального огляду досліджуваної й прилягаючої території (Табл. 14).

Загалом прийоми дешифрування космічних фотознімків для складання карт сучасного стану природних ресурсів й охорони навколишнього середовища аналогічні прийнятим для тематичного дешифрування аерофотознімків і подані в Табл. 15.

Таблиця 15

Послідовність дешифрування космічних фотознімків

(прийоми дешифрування)

Етапи	Критерії	Результати
I. Прив'язка	Ознаки зображення об'єктів	Точне географічне положення ділянки
ІІ. Виявлення	Ознаки зображення (тон, колір, структура рисунка фотозображення)	Відокремлення фотофізіономічних компонентів ландшафту
ІІІ. Розпізнавання	Ознаки зображення (дешифрувальні ознаки конкретних об'єктів)	Встановлення фотофізіономічних компонентів ландшафту
IV. Інтерпретація	Фотофізіономічні компоненти ландшафту, внутріландшафтні взаємозв'язки.	Встановлення нефізіономічних (деципієнтних) компонентів ландшафту
	Фотофізіономічні компоненти ландшафту, їх взаєморозміщення (текстура ландшафту).	Виявлення динамічних явищ і процесів, як природних, так й антропогенних, і їхньої спрямованості
	Різкі відхилення в типових дешифрувальних ознаках фізіономічних компонентів ландшафту.	Виявлення антропогенних (техногенних) порушень і викликаних ними процесів
V. Екстраполяція	Ознаки зображення й встановлені по них об'єкти, явища й процеси	Ідентифікація аналогічних об'єктів, явищ і процесів на інших ділянках; встановлення ландшафтів-аналогів, складання схеми дешифрування

Прив'язка знімка, тобто визначення просторового положення границь знімка, полягає в точному географічному встановленні території, зображеної на ньому. Прив'язка знімка здійснюється за допомогою топографічних карт, масштаб яких відповідає масштабу знімка або є дрібнішим.

Характерними контурами прив'язки знімка служать берегова лінія водойм (моря, озера, водосховища) і рисунок гідрографічної мережі (ріки, сухі русла), конфігурація яких дозволяє відносно просто прив'язати знімок. Ці об'єкти мають малозмінні прямі дешифрувальні ознаки на всіх видах космічних фотознімків. При відсутності водойм прив'язка знімків здійснюється по макроформах рельєфу (гірських масивах, великих безстічних затоках і т.д.), що також мають досить чіткі прямі дешифрувальні ознаки.

Для прив'язки фрагментів збільшених відбитків знімків досліджується весь знімок або послідовний ряд знімків на основі тих же критеріїв.

Велике полегшення або повну заміну цього етапу представляють заздалегідь складені картограми розташування знімків. При наявності великої кількості різноманітних космічних фотоматеріалів складається зведена схема розташування знімків на топографічних або контурних картах.

Виявлення об'єктів подальшого дешифрування полягає в зіставленні різних рисунків фотозображення й супроводжується їхнім розпізнаванням (ідентифікацією). При самостійній прив'язці знімка цей етап зливається з попереднім; при використанні для прив'язки готових схем розташування знімків, виявлення об'єктів дешифрування набуває окремого значення. У результаті прив'язки й виявлення об'єктів на знімку орієнтуються всі характерні ділянки й географічні пункти.

Розпізнавання або ідентифікація об'єктів тематичного дешифрування включає аналіз структури й текстури фотозображення, по яких орієнтувалися фотофізіономічні компоненти ландшафту, антропогенні споруди, характер використання земель, антропогенні зміна або порушення фізіономічних компонентів. Завдяки цьому аналізу встановлюються прямі дешифрувальні ознаки фото-фізіономічних компонентів.

Однакові в ландшафтному відношенні ділянки гірського схилу можуть мати таке контрастне зображення, що ідентифікація їх на основі тільки аналізу фототону стає скрутною. Зазначені особливості фототонових характеристик пояснюють також й явище тонової інтеграції різноякісних ландшафтних об'єктів. Таким чином, при використанні фототону як дешифрувальної ознаки варто враховувати як явища диференціації зображень однорідних природних територіальних комплексів, так і можливість ідентичності фототонових характеристик зовсім різних ландшафтів. Отже, однозначна відповідність якісних характеристик ландшафтів і фототонових характеристик не може бути встановлена.

Фототонові або колірні характеристики (для спектрозональних або кольорових знімків) не є надійною ознакою визначення якісних характеристик ландшафтних об'єктів. Цей висновок справедливий для всіх видів космічної зйомки. Так, для спектрозональних знімків з умовно-кольоровим зображенням також відзначена множинність можливих ландшафтних інтерпретацій кольорових характеристик. Наприклад, денудаційні й акумулятивні рівнини Передбайкальської затоки, що зайняті сосновими дрібнолистими й модриновими лісами, фіксуються на знімках близькими відтінками світло-блакитних кольорів. Разом з тим, аналогічні рівнини із сосновими й темнохвойними лісами передаються на цьому ж знімку нерозрізненими між собою відтінками темно-блакитних кольорів. Неоднозначність колірних характеристик однорідних об'єктів властива й синтезованим з матеріалів багатозональної зйомки умовно-кольоровим зображенням. Наприклад, близькі колірні характеристики можуть мати ерозійно-розчленовані низькогір’я з модринниками. У той же час при застосуванні цього ж варіанту синтезування на близько розташованих до перших ділянок можна було впевнено диференціювати низькогір’я з темнохвойними лісами й модринові рідколісні ландшафти середньогір’я. Неоднозначність інтерпретації фототонових (колірних) і синтезованих на основі багатозональної фотозйомки складених кольорових зображень може бути почасти усунута за допомогою вивчення космічних знімків у різних зонах спектра й множинності синтезованих з них умовно-кольорових зображень. Однак необхідно постійно пам'ятати, що неоднозначність характеристик зображення й природних територіальних комплексів не може бути усунута повністю. У зв'язку із цим визначення якісних характеристик ландшафтів будуть надійні лише в тому випадку, якщо вони базуються на використанні комплексу дешифрувальних ознак, включаючи непрямі, і даних польових експериментальних робіт.

Сполучення характеристик природних територіальних комплексів, структура й текстура фотозображення є більш стабільними ознаками якісної своєрідності ландшафтів. Закономірно повторювані, однорідні у фототоновому відношенні типи елементів фотозображення, зв'язані певним чином між собою, можуть вважатися структурами фотозображення. Вони утворюють ареали, що є основою для виділення на збільшених космічних знімках природних територіальних комплексів ландшафтів.

Структурні особливості фотозображення виявляються найбільш стабільними фотографічними характеристиками зображуваної поверхні. Вони зберігаються, лише частково модифікуючись, на всіх видах космічних знімків. Варіюють ступінь їхньої виразності, фототонові особливості складових їхніх елементів. Однак взаємне спряження елементів найчастіше залишається постійним. Обумовлені наявністю внутрішньої закономірної неоднорідності ландшафтів структури фотозображення територіально досить стабільні. Їхня просторова локалізація варіює залежно від видів зйомки в межах точності, припустимої при картографуванні. Досить стабільний і тип властивих ландшафтам структур.

Таким чином, використання для розпізнавання об'єктів 4-5 незалежних ознак: тону, форми, розміру елементів рисунку, їхнього сполучення з іншими -значно підвищує вірогідність розпізнавання об'єктів дешифрування.

Інтерпретація фотофізіономічних компонентів ландшафту або антропогенних об'єктів, пізнаних по прямих дешифрувальних ознаках, полягає в класифікації цих об'єктів по певному принципу залежно від тематичної спрямованості дешифрування. Так, наприклад, при ландшафтному дешифруванні інтерпретуються фізіономічні компоненти природно-територіальних комплексів, а пізнані господарські об'єкти служать тільки для правильного орієнтування. Навпаки, при дешифруванні господарського використання увага звертається на пізнані об'єкти використання земель - поля, дороги, населені пункти, промислові комплекси й т.д.

Інтерпретація деципієнтних компонентів ландшафту або їхніх антропогенних змін здійснюється ландшафтним або ландшафтно-індикаційним методом. Повна й достовірна інтерпретація знімків для цілей природоохоронного картографування є можливою тільки на підставі комплексного використання прямих і непрямих дешифрувальних ознак. На цьому етапі визначається також необхідність використання додаткових космічних фотоматеріалів (кольорових, спектрозональних, багатозональних) і виконання оптико-електронних перетворень.

Процес інтерпретації супроводжується рисовкою контурів, тобто створенням по окремих знімках схем дешифрування.

Для цього спочатку на знімках відрисовуються всі водні об'єкти: ріки, озера, водосховища, берегова лінія морів або океанів. Наступна рисовка контурів і тематичного навантаження залежить вже від характеру запланованої схеми дешифрування.

Екстраполяція включає виявлення аналогічних об'єктів по всій території досліджень і складання попереднього макета карти. Для цього на фотоплан або фотосхему наносяться всі дані, отримані при тематичному дешифруванні окремих знімків. Якщо вся територія досліджень не виходить за межі одного знімка, то етап екстраполяції спрощений. Після попереднього дешифрування, при якому виконують повністю всі етапи дешифрування в камеральних умовах, одержують попередньо віддешифровані фотосхеми або фотоплани, що є макетами запланованих тематичних карт (див. I).

Як показує досвід роботи із природоохоронного картографування на основі космічних фотоматеріалів, для полегшення подальшого узгодження при складанні серії тематичних карт на стадії попереднього дешифрування доцільно складати схему розташування об'єктів, спільних для всієї серії. Ці об'єкти повинні міститися також на тих основах (фотопланах, фотокартах), на яких виконується складання вихідних оригіналів тематичних карт.