Часть 6. Дистанционное зондирование. Основы.

Дистанционное зондирование – это технология, обеспечивающая сбор данных о земной поверхности без взятия физических проб этой поверхности. При этом используются датчики (sensors) измеряющие энергию, отраженную от земной поверхности Эта информация может быть представлена в цифровом виде (файл определенного формата), или в виде фотографии.

Датчик может быть размещен на искусственном спутнике Земли, самолете или другом воздушном носителе. Имеются два основных типа датчиков: активный и пассивный.

Пассивный датчик записывает излучение (radiation), отраженное от земной поверхности. Источник излучения должен находится вне датчика, в большинстве случаев – это солнечная энергия.

Таким образом, пассивный датчик работоспособен только в светлое время суток. Например, датчик спутника LANDSAT – “Thematic Mapper” – является пассивным.

В отличие от пассивных, у активных датчиков, энергия должна поступать из самого датчика.

Такой активный датчик излучает луч электромагнитной энергии с заданной длиной волны и частотой посылки. Этот луч достигает поверхности Земли о отражается обратнов направлении к датчику. Спутниковая система, управляющая активным датчиком, с высокой точностью фиксирует время распространения сигнала. Примером активного датчика является , например, лазерная топографическая системе LIDAR, которая в последнее время начинает широко использоваться для картирования побережий и мелководий.

Применение данных дистанционного зондирования при морских исследованиях.

Прибрежные исследования.

Дистанционное зондирование применяется для исследования процессов, происходящих в прибрежной зоне, в частности для визуализации изменения береговой линии в результате эндогенных и техногенных факторов. При этом выполняется картирование побережий с помощью пассивных и активных датчиков. Эта данные (растры) затем загружаются в ГИС для последующего анализа.

Океанские исследования.

Крупномасштабные океанские процессы, такие как циркуляция водных масс, системы океанических течений и внутренние волны, могут быть визуализированы и изучены на основе данных дистанционного зондирования. Кроме того, некоторые датчики способны дистанционно измерять поверхностную температуру воды, высоту волн, скорость ветра на поверхности моря и содержание хлорофила, а также определять наличие морского льда.

Включение данных дистанционного зондировани в ГИС

Первоначально технологии дистанционного зондирования не были предназначены для интеграции с ГИС технологиями. Однако оби эти технологии позволяют получать информацию о природных ресурсах Земли. Усовершенствования в аппаратной части компьютеров и программного обеспечения ГИС сделали возможным интеграцию информации данных дистанционного зондирования и ГИС-технологий.

Большинство ГИС пакетов обеспечивают импорт данных дистанционного зондирования

И отображение растровых файлов. Такая возможность обеспечивает совмещение слоев с данными дистанционного зондирования (растров) и слоев, содержащих векторные данные, получаемые из различных источников. Исследователь использует космические изображения поверхности Земли совместно с данными наземных измерений и наблюдений для получения дополнительно информации. При этом значительно ускоряется формирование окончательного

Продукта – векторной карты, за счет возможности отказа от выполнения трудоемких измерений на местности. Фактически растровая подложка может быть использована для ручной

Прорисовки необходимых второстепенных деталей, которые не были зафиксированы по результатам инструментальной съемки.

Об истории развития ГИС-технологий.

Исторически ГИС технологии (GIS) и технологии автоматизированного черчения – Системы автоматизированного проектирования (САПР) - CAD (Computer Aided Drafting - CAD) развивались параллельно. На определенном этапе произошло проникновение технологий CAD в GIS. Вместе с тем, имеются и принципиальные отличия между технологиями CAD и GIS.

На первых порах автоматизация картографических работ основывалась на преобразовании бумажных карт в цифровые форматы различных CAD – систем с использованием дигитайзе-ров (цифрователей – «сколок»). Такие форматы, как правило, не позволяли выполнять «интеллектуальных» операций с цифровыми картами, созданными в таких форматах.

На следующем этапе усилия потребителей были сосредоточены на создание технологий, обеспечивающих преобразование электронных карт из CAD форматов в ГИС форматы

Таким образом, на определенном этапе произошло проникновение ГИС технологий в CAD системы.

Электронные карты в ГИС форматах более предпочтительны, чем карты в CAD-форматах по следующим причинам. Программное обеспечение, поддерживающее электронные карты в CAD – форматах, основывается на графических рисунках, все элементы которых содержатся в одном файле. Вместе с тем, программа, работающая с ГИС-форматами основана на манипулировании с графической информацией, содержащейся в реляционных базах данных (БД). Это означает, что данные о координатах объектах и их атрибуты хранятся во взаимо- связанных таблицах и управляются по соответствующим правилам.

Есть два принципиальных отличия между CAD и GIS и системами.

1. В ГИС системе возможно выполнять запросы к базе данных, осуществляя поиск объектов в различных слоях электронной карты на основе их атрибутов; например, можно сформулировать следующий запрос: «индицировать на электронной

карте все столбы высотой 20 м., расположенные на расстоянии 2 км. от офиса фирмы»

Формат электронной карты CAD-формата, как правило, не позволяет выполнять такие

операции

2. Вторым отличием ГИС и CAD заключается в том, что ГИС использует пространственное положение объектов, как инструмент запроса, чего не может CAD. Иными словами система с CAD-форматом электронной карты точно знает где находится каждый объект, а ГИС система кроме того, еще знает как объекты расположены друг относительно друга.