
- •Раздел 1 Дистанционные методы в географических исследованиях
- •Тема 1.1 Сущность и развитие дистанционных методов
- •1.1.1 Основные понятия. Классификация аэрокосмических методов
- •1.1.2 Исторический очерк развития аэрокосмических методов
- •1.1.3 Применение аэрокосмических методов в географических науках
- •Тема 1.2 Дистанционные методы в геоэкологических исследованиях
- •1.2.1 Геоэкологическое применение различных видов съёмок.
- •Раздел 2. Физические основы, технические средства и технологии получения аэрокосмических снимков
- •Тема 2.1 Физические основы космоаэросъёмки
- •2.1.1 Электромагнитный спектр.
- •2.1.2 Солнечное излучение и его отражение объектами земной поверхности
- •2.1.3 Характеристика собственного излучения Земли.
- •2.1.4 Влияние атмосферы на регистрируемое излучение.
- •2.1.5 Искусственное излучение
- •Тема 2.2 Регистрация излучений
- •2.2.1 Методы регистрации электромагнитного излучения. Зрительная система человека.
- •2.2.2 Фотохимическая регистрация излучений
- •2.2.3 Электрическая регистрация излучений
- •2.2.4 Антенны
- •Тема 2.3 Съёмочная аппаратура
- •2.3.1 Классификация съемочной аппаратуры. Фотографические аппараты.
- •2.3.2 Оптико-механические и оптико-электронные сканеры
- •2.3.3 Радиолокаторы бокового и кругового обзора
- •Тема 2.4 Носители съёмочной аппаратуры
- •2.4.1 Виды носителей. Носители для воздушной съёмки
- •2.4.2 Носители для космической съёмки
- •2.4.3 Космический полёт и его особенности
- •Тема 2.5 Виды дистанционных съёмок
- •2.5.1 Классификация дистанционных съемок. Виды съемок в зависимости от используемых носителей.
- •2.5.2. Виды съемок в зависимости от используемой аппаратуры и спектрального диапазона
- •2.5.3. Наземные виды съемок
- •Тема 2.6 Классификация аэрокосмических снимков
- •2.6.1 Аэрокосмические снимки и их свойства
- •2.6.2 Классификации аэрокосмических снимков
- •2.6.3 Характеристика основных типов снимков
- •Раздел 3 Теоретические основы дешифрирования аэрокосмических снимков
- •Тема 3.1 Методологическая основа дешифрирования
- •3.1.1 Предмет и сущность дешифрирования.
- •3.1.2 Виды дешифрирования.
- •3.1.3 Психологические и физиологические основы визуального дешифрирования.
- •3.1.4 Признаки дешифрирования
- •Тема 3.2 Приборы и структура процесса дешифрирования
- •3.2.1 Приборы для дешифрирования
- •3.2.3 Оптимальные сроки аэрокосмической съемки и их влияние на дешифрируемость снимков
- •3.2.4 Логическая структура процесса дешифрирования
- •Раздел 4 Изобразительные и информационные свойства снимков
- •Тема 4.1 Изобразительные свойства снимков
- •4.1.1 Структура и рисунок аэрокосмического изображения
- •4.1.2 Закономерности генерализации аэрокосмического изображения
- •4.1.3 Способы преобразования аэрокосмического изображения
- •Раздел 5 Геометрические и стереоскопические свойства снимков
- •Тема 5.1 Геометрические свойства снимков
- •5.1.1 Масштаб снимков
- •5.1.2 Основные элементы планового снимка
- •5.1.3 Искажение снимков из-за наклона оптической оси фотоаппарата, рельефа местности и кривизны поверхности Земли
- •5.1.4 Технические факторы искажения снимков
- •5.1.5 Геометрические свойства сканерного снимка
- •5.1.5 Геометрические свойства радиолокационного снимка
- •Тема 5.2 Стереоскопические свойства снимков
- •5.2.1 Стереоскопическая пара снимков
- •5.2.2 Измерения по стереопарам снимков
- •Раздел 6 Радиометрические свойства и компьютерная обработка снимков
- •Тема 6.1 Цифровые снимки
- •6.1.1 Понятие о цифровом снимке
- •6.1.2 Геометрические и яркостные преобразования цифрового снимка.
- •6.1.3 Классификация объектов по снимкам
- •6.1.4 Составление карты по цифровым снимкам
- •Раздел 7 Мировой фонд космических снимков
- •Тема 7.1 Фонды снимков в различных диапазонах
- •7.1.1 Мировой фонд снимков
- •7.1.2 Фотографические снимки в видимом и инфракрасном диапазонах
- •7.1.3 Сканерные снимки
- •7.1.4 Снимки в тепловом инфракрасном диапазоне
- •7.1.5 Гиперспектральные снимки в оптическом диапазоне
- •7.1.6 Снимки в радиодиапазоне
- •Тема 7.2 Задачи, решаемые по снимкам
- •7.2.1 Задачи, решаемые по снимкам разного пространственного разрешения
- •Раздел 8 Технологии и методы визуального дешифрирования аэрокосмических снимков
- •Тема 8.1 Полевое дешифрирование
- •8.1.1 Материалы дистанционных съёмок
- •8.1.2 Технологическая схема процесса дешифрирования
- •8.1.3 Полевое наземное дешифрирование
- •8.1.4 Аэровизуальное дешифрирование.
- •8.1.5 Подспутниковые наблюдения.
- •Тема 8.2 Камеральное дешифрирование
- •8.2.1. Особенности камерального дешифрирования
- •8.2.1. Методы и способы камерального дешифрирования
- •8.2.2 Эталонирование и экстраполяция результатов дешифрирования.
7.1.2 Фотографические снимки в видимом и инфракрасном диапазонах
Отечественный фонд фотографических снимков с околоземных орбит.
1. Снимки с пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций. В полетах первых пилотируемых кораблей Восток, Восход, Союз фотосъемка еше не ставилась как самостоятельная задача. С 1969 г. фотографирование в целях геолого-географического изучения Земли становится составной частью программ пилотируемых космических полетов. В результате первых экспериментов, начиная с полётов кораблей Союз-6, 7, 8 в 1969 г., фотосъёмки прошли путь от выполнения ручными камерами до автоматической многозональной съёмки уже в 1973 г. с космических кораблей Союз-12, 13.
Накопление фонда многозональных фотоснимков высокою качества начато в 1976 г. с применением на космическом корабле Союз-22 камеры МКФ-6 специально разработанной для многозональной космической съемки, представляющей агрегат из шести аппаратов. На примере этих материалов отработана методика дешифрирования многозональных снимков с использованием спектрального образа исследуемых объектов, особенно эффективная для изучения растительности, мелководий, твердого стока рек и многих других объектов. Хорошо зарекомендовавшая себя камера МКФ-6 вошла в состав штатной аппаратуры орбитальных станций Салют, Мир.
На орбитальных станциях Салют в середине 70-х гг. XX в. шли дальнейшие поиски оптимальных вариантов съемки. Особое значение приобрела съемка широкоформатной (18x18 см) камерой КАТЭ-140 с f = 140 мм. позволившей получать снимки большого охвата 430x430 км с разрешением 60 м в масштабе 1 :2 400 000. Съемки охватили 4.5 млн км2 на юге СССР, по этим снимкам созданы фотокарты южных районов. Снимки получили широкое применение, а камера КАТЭ-140 также вошла в состав штатной аппаратуры орбитальных станций.
В конце 70-х rr. XX в. многообразие экспериментальных съемочных материалов сменяется массовым поступлением с орбитальных станиий Салют-6 (1978- 1982), Салют-7 (1983 - 1986) унифицированных материалов съемки, выполняемой с помощью камер КАТЭ-140 и МКФ-6, а также ручными камерами. С Салюта-6, например, получено более 15 тыс. снимков. Однако общий недостаток фонда снимков с орбитальных станций – ограничение охвата съемки широтой 52° в соответствии с наклонением их орбиты.
На сменившей Салюты орбитальной станции Мир (1986– 1999) использовалась длиннофокусная камера, обеспечившая снимки высокого разрешения. Но впоследствии фотографирование с орбитальных станций начали заменять другими видами съемки. На Мире был специально оборудован природно-ресурсный модуль с комплексом радиофизической аппаратуры аля съемки в радиодиапазоне и телевизионной дистанционно управляемой аппаратуры аля наблюдения за динамическими процессами. С российского модуля МКС – Международной космической станции (действует с 2000 года) – оперативные наблюдения и съемки с экологическими зачачами, например по программе «Ураган», выполняют с помощью цифровых камер, передавая материалы съемки по ралиоканалам.
2. Снимки со спутников Ресурс-Ф. Основной массив в фонде космических фотоснимков относится к снимкам с автоматических спутников Ресурс-Ф, которые работали с первой половины 70-х до конца 90-х гг. XX в. на субполярных орбитах с наклонением 820 и высотой 200–300 км. Работа 4–5 спутников в год с месячным сроком (всего функционировало более 100 таких спутников), в течение которого с каждого из них полутали 3 4 тыс. снимков, обеспечила создание фонда фотоснимков на всю территорию нашей страны. По заказу других государств выполнялась съемка за рубежных территорий: для коммерческого обеспечения снимками зарубежных заказчиков создано внешнеторговое объединение «Союзкарта». Фонд снимков со спутников Ресурс-Ф включает несколько их видов с разным охватом и разрешением: с охватом 180х180 км в масштабе 1:1000000 с разрешением 20-30 м; с охватом 60х60 км с разрешением от 5-8 до 10-12 м, с охватом 120х120 км в масштабе 1:600000 и разрешением 10-12 м и др. Со спутника третьего поколения Ресурс-ФЗ с очень длиннофокусной камерой КФА-3000 (f = 3000 мм) получали снимки в масштабе 1 : 100000 и крупнее с разрешением 2 – 3 м.
Фотоснимки высокого разрешения со спутников Ресурс-Ф. обеспечившие нужды картографической службы и отраслей народного хозяйства, представляют основной источник отечественной космической информации, используемой аля обшегеографн-ческого и тематического картографирования. Они положены в основу выполнения крупнейшей картографической программы комплексной картографической инвентаризации природных ресурсов
Эти снимки оставались непревзойденными по качеству в мировом фонде снимков до конпа 90-х гг. XX в., когда вышли па первый план новые технологии оптико-электронной съемки.
3. Конверсионные снимки со спутников оборонного ведомства. К уникальному фонду фотографических космических снимков в нашей стране в 90-е гг. XX в. добавился фонд снимков с российских спутников оборонного назначения, ставший доступным гражданскому потребителю в результате конверсионной деятельности. Их распространяет межотраслевая ассоциация оборонных ведомств «Совинформспутнпк». Это снимки с разведывательных спутников и спутников серии Комета.
Зарубежный фонд фотографических снимков с околоземных орбит.
В США фонд фотографических космических снимков активно формировался в десятилетие 60-х гг. XX в.. когда выполшишеь экспериментальные программы съемки с пилотируемых космических кораблей Mercury. Jeminy, Apollo. Существенный массив снимков (более 1000) получен с 11 кораблей Jeminy в 1965-1966 гг. ручными камерами.
Снимки с пилотируемых кораблей США охватывают лишь тропические и субтропические широты, что связано с наклонением орбиты кораблей 30°. Эти снимки были включены в изданные атласы и благодаря этому стати широко известны и использовались исследователями разных стран.
Фонд фотографических снимков был существенно пополнен во время полета в 1973 г. орбитальной станции Skylab, где получены многозональные снимки с разрешением 30 м (21 тысяча снимков). В дальнейших космических исследованиях США отказались от программ пилотируемых полетов до разработки возвращаемого корабля, и в течение почти десятилетия в 70-х гг. XX в. фотографических снимков с пилотируемых кораблей и орбитальных станиий не поступало.
С вводом в действие в 1981 г. возвращаемого челночного корабля Shuttle в зарубежных исследованиях возобновлены программы космической фотосъемки, рассчитанные на получение детальных снимков с помощью широкоформатной космической фотокамеры LFC (Large format Camera) сf = 305 мм, форматом кадра 23x43 см и разрешением 10 м. С европейской орбитальной станции Spacelab. выведенной на орбиту с помощью корабля Shuttle в 1983 г. выполнялась фотосъемка по программе «Атлас», для которой в ФРГ была разработана метрическая фотокамера МС (Metric Camera) cf= 305 мм и форматом кадра 23x23 см, обеспечивающая разрешение 15 м. По этой программе получена 1 тыс. снимков.
Таким образом, поступление фотографических материалов из космоса, прерванное за рубежом на десятилетие, возобновилось в ограниченном объеме при существенном повышении качества снимков и их ориентации на решение задач топографического картографирования.
К. середине 90-х гг. XX в. фонд снимков высокого разрешения в США был пополнен, как и в нашей стране, в связи с конверсионной деятельностью. Стали доступными гражданскому пользователю снимки со спутников системы национальной безопасности США, полученные в связи с выполнением программы Corona в 1960 –1972 гг. Основная аппаратура – камера Key Hole («замочная скважина») обеспечивала разрешение до 2 м.
Каталог снимков, полученных но программе Corona, включающий информацию о 860 тыс. снимков, имеется в Интернете и они распространяются по стоимости, доступной широкому российскому потребителю.
Фотографические снимки с межпланетных орбит. Космическую фотосъемку выполняют не только с околоземных орбит. В 1968 и 1969 гг. впервые были получены снимки Земли как планеты в целом. Они сделаны с межпланетных станций Зонд-5-7, предназначенных для съемки обратной стороны Луны, но на траектории Луна– Земля выполнивших фотосъемку Земли с расстояния 90 тыс. и 70 тыс. км. Широкоформатные (13х18 см) черно-белые снимки с разрешением 6 км с Зонда-5, сделанные с интервалом 20 мин, образовали стереопары. С Зонда-7 получены цветные снимки, продемонстрировавшие хорошие возможности передачи цвета изображения планеты с больших расстояний.
Впоследствии аналогичные снимки Земли были сделаны ручными камерами с американских кораблей Apollo, направлявшихся к Луне в 1969 -1970 гг.