Тема 7.2 Задачи, решаемые по снимкам

Географическая оценка фонда снимков. Задача, решаемая по снимкам разного пространственного разрешения. Соотношение пространственного и спектрального разрешения. Соотношение пространственного и временного разрешения.  

7.2.1 Задачи, решаемые по снимкам разного пространственного разрешения

Размеры объектов, изучаемых в разных областях географических исследований, зависят от пространственного раз­решения снимков, обеспечиваемого основными съемочными системами

Задачи исследования глобальных метеорологических процес­сов, изучения макро- и мезоклиматических явлений, допускаю­щие обобщенное изображение облачности, равно как и задачи изучения глобального распределения температур океанической поверхности, глобальной океанической циркуляции, решаются по снимкам с геостационарных метеоспутников с разрешением 2-5 км.

Снимки с метеорологических спутников на околоземных ор­битах с разрешением 1 км, как и снимки сканирующими систе­мами малого разрешения с ресурсных спутников, вполне удов­летворяют требованиям метеорологии, связанным с изучением циркуляции атмосферы и синоптической ситуации в целях прогноза погоды и, кроме того, позволяют частично решать другие многочисленные задачи: анализ ледовой обстановки в морях и гид­родинамической обстановки в океанах: изучение геологических структур и морфоструктур эндогенного рельефа; изучение рас­пределения снежного покрова и его сезонной динамики аля про­гнозирования талого стока. По таким снимкам могут решаться и некоторые задачи, связанные с почвенно-растительным покро­вом: общий контроль за весенним просыханием почв, их готовно­стью к обработке; контроль за возникновением пожароопасной ситуации в лесах и крупными лесными пожарами. По снимкам такой детальности можно прослеживать за фенологическим со­стоянием растительности, продвижением «зеленой волны» весен­него развития и «коричневой волны» осеннего увядания расти­тельности. При определении по данным съемки вегетационного индекса возможна оценка биомассы растительности, контроль за состоянием пастбищ, их готовностью к выпасу. По цвету воды океана, фиксируемому многозональными системами, можно су­дить о распределении фитопланктона при изучении биологиче­ских ресурсов океана.

Таким образом, снимки километрового разрешения с метео­спутников применимы и для разносторонних обзорных исследо­ваний поверхности Земли. Переход к более детальным снимкам среднего разрешения (140 – 280 м) с ресурсных спутников позволяет решать тот же широкий круг задач исследований земной по­верхности: геологических условий и рельефа, изучения снежного покрова суши и ледового покрова морей, почвенно-растительного покрова, но с большей обоснованностью и для более сложных территорий и объектов. Например, такие снимки целесообразно использовать для изучения сезонной динамики снежного покрова не только на равнинах, но и в горах, для выявления зон его заг­рязнения вокруг городов и промышленных центров, для оценки ледовой обстановки не только в морях, но и на внутренних водо­емах и водохранилищах, они лучше удовлетворяют нужды оценки весеннего просыхания почв и состояния пастбищ, мониторинга процессов пастбищной дигрессии и опустынивания, контроля за лесными пожарами и определения площадей гарей.

Наибольшее число залач исследований природной среды при­ходится на группу снимков с разрешением 10-100 м. Эти задачи настолько разнообразны, что требуют дифференциации.

Значительная часть задач исследования природных ландшаф­тов и их различных компонентов – рельефа, почвенно-растительного покрова, а также некоторых видов хозяйственной деятель­ности (прежде всего сельскохозяйственной) удовлетворяется уже при относительно высоком разрешении 30-100 м. т.е. при ис­пользовании снимков Landsat. Метеор-Приро­да, фотографических снимков с пилотируемых кораблей и орби­тальных станций. Такое разрешение адекватно размерности зна­чительной части природных объектов, хорошо удовлетворяет нуж­ды геоморфологических исследований в отношении генезиса ре­льефа, обеспечивает картографирование таких физиономичных объектов, как эоловый рельеф пустынь и изучение его динамики, обеспечивает изучение структуры почвенно-растительного покро­ва, его современного состояния и динамики, удовлетворяет нуж­ды гляциологических исследований в отношении покровного оле­денения. Эти снимки пригодны для изучения таких видов антро­погенного воздействия на природу, как обезлесиванне, опусты­нивание, вторичное засоление земель в результате сброса постирригационных вод. Они позволяют изучать сельскохозяйственное использование земель, идентифицировать основные сельскохозяй­ственные культуры в равнинных районах зернового земледелия, подсчитывать плошади под их посевами для прогнозирования уро­жайности, оценивать организацию сельскохозяйственной территории. Эти снимки достаточны для составления многих темати­ческих карт природы в масштабах 1:500000 и мельче и частично удовлетворяют нужды сельскохозяйственного картографирования.

Более высокое разрешение 10-30 м, характерное для сним­ков, полученных спутниками Landsat, Ресурс-Ф, Союз-22, Салют, обеспечивает, как и предыду­щая группа, решение очень широкого круга географических задач. В каждой области исследований и тематического картографирова­ния природы таким снимкам соответствует своя группа объектов определенного таксономического ранга, что и определяет пере­чень решаемых по снимкам вопросов. Например, в геоморфоло­гии это изучение эрозионного, карстового и других типов экзо­генного рельефа, в ландшнфтоведеиии изучение ландшафтной морфологической структуры на уровне ландшафтов и местнос­тей, в географии почв – исследование структуры почвенного по­крова, его комплексности, засоленности, заболоченности, в гео­ботанике – структуры растительного покрова. Для нужд лесного хозяйства по таким снимкам возможно картографирование по­родного состава лесов, контроль за соблюдением правил рубок, лесовосстановлением па вырубках и гарях. Широк круг сельскохо­зяйственных залач: изучение размещения сельскохозяйственных культур, включая орошаемые земли, оценка состояния посевов в районах зернового земледелия, сбитости и стравленности паст­бищ в животноводческих районах полупустынной и пустынной зоны. Частично решаются задачи исследования систем расселения и изучения использования городских земель крупных населенных пунктов.

Однако часть задач в тех же областях исследований остается за пределами удовлетворения требований. Из природных процессов это, например, исследование горного оледенения и лавинной деятельности, в лесном хозяйстве – задачи лесной таксации. Луч­шего разрешения требует исследование антропогенного воздей­ствия на природу в промышленных районах, детальное изучение населенных пунктов, транспортной сети, решение инженерных задач. Они удовлетворяются при переходе к разрешению 10 м и выше, реализуемому, например, фотографическими съемочны­ми системами на спутниках Ресурс-Ф, Комета и многочисленными системами ПЗС-съемки SPOT, ADEOS, CBERS, обеспечивающими также задачи топографического картографирования, для решения которых эти системы и предназначены. Снимки такого типа при­годны для создания топографических карт в масштабах 1: 50000– 1: 100000, а при разрешении около 2 м – 1:25 000. Именно стрем­ление создавать по космическим снимкам топографические кар­ты в первую очередь и обусловило переход к разрешению выше 10 м и запуск на рубеже веков разными странами многочисленных спутников, главным образом малых, с аппаратурой ПЗС-съемки.

И наконец, задачи детального наблюдения, например при оцен­ке чрезвычайных ситуаций, а также задачи крупномасштабного топографического картографирования в масштабе крупнее 1: 25 000 решаются при переходе к разрешению лучше 1 м, которое реали­зовано при съемке со спутников Ikonos, Quick Bird.

Таким образом, анализ соотношения разрешения снимков и исследуемых но ним объектов показывает четкую дифференциа­цию решаемых по снимкам залач в зависимости от пространствен­ного разрешения и соответственно – уровня генерализации изоб­ражений. Разные задачи требуют снимков различного разрешения и сейчас, когда детальность космических снимков и аэрофото­снимков практически смыкается, для решения любых задач мож­но найти адекватные им материалы.