Глава 3. Развитие дистанционных методов дешифрирования

В НАУКАХ О ЗЕМЛЕ

В развитии дистанционных методов дешифрирования выделяются два основных этапа: докосмический и космический.

1.Д о к о с м и ч е с к и й этап связан с изобретением в первой половине Х1Х века фотографии и практически одновременным применением аэрофотосъёмок в топографии, геологии и военном деле.

В России – в середине Х1Х века – командир первой русской военно-воздухоплавательной части А.М.Кованько сделал с воздушного шара снимки Санкт-Петербурга и Кронштадта.

В 1858 году французский фотограф и воздухоплаватель Г.Турнашон, известный более под псевдонимом Ф.Надар, проводил съемки земной поверхности с аэростатата.

В 1858 – 1865 годах офицер французских инженерных войск Э.Сивиль проводил съёмки Пиренеев и Альп с вершин горных хребтов: съёмки сопровождались орографическим и геологическим дешифрированием полученных фотопанорам и последующим наземным изучением геологического строения территории.

Впервые же АФС, т.е. аэрофотоснимки, подобные современным, были получены в 1862 году в период Гражданской войны в США, когда северяне сумели сфотографировать с аэростата оборонительные сооружения города Ричмонд. В итоге были получены достоверные и подробные данные об оборонительной системе противника.

Через полвека – во время позиционных боев периода Первой мировой войны – в германских войсках применялись уже специальные самолеты-разведчики типа «Хальберштадт СV», оснащенные специальным фотоаппаратом, объектив которого был направлен вертикально вниз, а формат кадра был 13 х 18см.

В гитлеровской Германии АФС-разведке придавалось огромное значение: в канун Второй мировой войны около 1/6 части всех боевых самолетов были снабженны специальной съёмочной аппаратурой, т.е. по существу были самолетами-разведчиками.

В ходе Второй мировой войны практически во всех воюющих странах стремительно развивались и техника проведения АФСъёмки и методика дешифрирования полученных АФСнимков.

Например, англичане уже в 1942 году сумели сфотографировать немецкий ракетный испытательный полигон в Пенемюнде (рис.3.1), но потребовался год упорнейшей и кропотливейшей работы целой группы дешифровщиков, чтобы «дешифрировать» главную тайну сверхсекретного супероружия германского фашизма.

Рис. 3.1.

А в период подготовки заключительной Берлинской операции весной 1945 года советскими летчиками было сфотографировано, а специалистами по дешифрированию обработано свыше 160 000 кв. км полосы обороны и тыловых укреплений противника.

х х х

В России использование АФС для нужд народного хозяйства было начато в 1924 году, когда в системе Всесоюзного общества добровольного воздушного флота был организован специальный аэрофотосъемочный отдел – первое, по существу, аэрофотогеодезическое предприятие бывшего СССР, так как его силами предусматривалось проведение большого спектра работ – лётно-съемочных, фотолабораторных, фотограмметрических и аэрофотогеодезических.

П е р в а я экспериментально-производственная а э р о ф о т о с ъ ё м к а

была выполнена этим отделом в 1925 году под Можайском на площади 400га в масштабе от 1 : 2 000 до 1 : 7 000.

В н а ч а л ь н ы й п е р и о д – 1925–1929гг. – выполнялись небольшие – в основном, опытные, а не производственные – работы, связанные с усовершенствованием лётно-съёмочного процесса и с испытанием различной АФС-аппаратуры и материалов:

– по заданиям речного флота на Волне, Украине и в Закавказье;

– для обеспечения железнодорожных изысканий в Казахстане, по трассе будущего Турксиба;

– на объектах нефтяной промышленности и в сельскохозяйственных районах Средней Азии;

– для картографического обеспечения Военно-топографического управления РККА.

В 1930 – 1935гг. в связи с интенсивной индустриализацией СССР и значительным усовершенствованием отечественной специальной аппаратуры, а также увеличением числа специальных самолетов, объём АФСъёмки резко увеличился: в различных регионах образуются аэрофотогеодезические предприятия, нацеленные на обеспечение народного хозяйства высококачественными топокартами и фотопланами.

До 1932г. преобладали крупномасштабные АФС – от 1:10 000 и крупнее; после совершенствования техники, особенно после появления широкоугольного объектива конструкции М.М.Русинова, появилась и возможность мелкомасштабной АФСъёмки с целью составления топокарт масштабов 1:50 000 и 1:100 000.

Следует отметить, что уже с середины 30-х годов отдельные ведомства – особенно лесные хозяйства, геологи, геофизики, гидрологи, изыскатели и прочие – начали активно использовать АФС для решения своих специальных ведомственных (отраслевых) задач, т.е. аэрометоды практически с момента своего зарождения получили с п е ц и а л и з и р о в а н н о е направление, которое в дальнейшем развивалось в соответствии с задачами и требованиями той или иной отрасли народного хозяйства или науки.

Инициаторами активного внедрения АФС в геологические и географические исследования в СССР по праву можно считать академиков А.Е.Ферсмана и В.А.Обручева.

А.Е.Ферсман уже в 1927 году впервые выступил в центральной печати с «предсказанием» большой роли авиации в географических исследованиях, а в 1930 году прямо указывал на важность геологических работ в Средней Азии именно на базе аэрометодов. В результате уже в 1931 году АФС широко применялись при изучении некоторых нефтеносных районов Средней Азии и Азербайджана.

В.А.Обручев в 1931 году ратовал за организацию специальных аэроэкспедиций для изучения таких труднодоступных регионов, как Чукотка, бассейны рек Колымы, Яны, Индигирки и других, а в 1933 году совместно с картографом К.А.Салищевым провел крупные геолого-географические исследования на северо-востоке Сибири с помощью большого объема аэровизуальных наблюдений.

В 1931 году по инициативе А.Е.Ферсмана в Ленинградском научно-исследовательском институте аэрофтосъёмки (созданном в 1929г.) был организован специальный отдел, в котором работали ученые различных специальностей – геологи, геоморфологи, ботаники, почвоведы и другие.

В 1933–1935гг. специалистами этого отдела на территории Средней Азии были проведены опытно-методические работы по применению материалов АФС для геологического и геоморфологического картирования территории.

Основные результаты этих работ легли в основу сначала статьи, а затем монографии А.В. Гавемана «Аэрофотосъёмка и исследование природных ресурсов», изданной в 1937г.

Эта книга – первая работа, убедительно раскрывшая огромные возможности применения материалов АФС при исследовании геологии и геоморфологии той или иной территории, при изучении лесов и водных ресурсов, при проведении транспортных и других изысканий.

За десятилетие с 1935 по 1945гг. применение АФС было апробировано в самых различных отраслях народного хозяйства, науки и военного дела. При этом каждый раз убедительно демонстрировалась высокая эффективность применения аэрометодов при решении различных задач в самых труднодоступных условиях, например, в горно-таёжных районах Сибири или в тундре Крайнего Севере. В начале этого десятилетия, после того, как в 1936году сотрудник ЦНИГРИ А.А. Логачев сконструировал специальный магнитометр, позволяющий вести магнитную съемку с самолета, было положено начало и а э р о м а г н и т н ы х работ.

В начале 1945 года в системе Комитета по делам геологии СНК СССР была организовна крупная Аэрофотогеологическая экспедиция, преобразованная в 1949 году в так называемый ВАГТ – Всесоюзный аэрогеологический трест – крупнейшее и уникальнейшее предприятие, десятка полтора экспедиций которого на протяжении практически полувека проводили самые различные геологические работы любого масштаба в самых различных регионах СССР и за рубежом.

Во второй половине 40-х – начале 50-х годов аэрометоды испытали, пожалуй, самое интенсивное развитие и самое широкое и разностороннее применение и в различных отраслях народного хозяйства и в различных науках о Земле, примером чего могут быть:

– установление аэрогеологических поисковых критериев на нефть и другие полезные ископаемые на территории Средней Азии (работы Звонковой,1945);

– изучение пустынь Средней Азии, проведенное Д.И.Яковлевым;

– геоботаническое дешифрирование АФС, выполненное С.В.Викторовой;

– использование АФС при комплексной геологической съемке Казахстанской экспедицией МГУ им. М.В.Ломоносова ( работы проводились с 1951 года под руководством профессора А.А.Богданова);

– изучение вулканических областей: в 1946 году была выполнена плановая и перспективная АФСъёмка вулканов Камчатки, в 1947г. – Кавказа и Закавказья;

– изучение новейших и современных тектонических движений на территории Прикаспийской низменности и Западной Туркмении, проведенное В.П.Мирошниченко в 1954г.;

– исследование с помощью АФС мелководных (шельфовых) частей морского дна (работы В.В. Шаркова и Д.М. Кудрицкого, 1956), и многие другие.

Кроме того, в начале данного десятилетия вышла книга В.П.Мирошниченко «Аэрогеология» (1946), а в конце – издана монография М.Н.Петрусевича «Геологосъёмочные и поисковые работы на основе аэрометодов» (1954).

В этот же период, т.е. с начала 30-х до середины 50-х годов ХХ века наибольшее развитие методов АФС при изучении Земли получило в США и странах Британской империи. Появилось много статей, сначала явно рекламного характера, но затем появились и крупные серьезные работы: «Аэрофотоснимки, их применение и дешифрирование» (А.Ирдли,1942) и «Аэроснимки и их применение» (Х.Смит,1943), а также статья В. Левингса «Аэрогеология при поисках полезных ископаемых»(1945).

Следует отметить, что практическое применение АФС блестяще подтвердило теоретические разработки:

– аэровизуальные наблюдения вблизи Большого Медвежьего озера в Канаде привели к открытию богатых залежей у р а н о в ы х руд, «выдавших» себя яркой охристой окраской;

– на Гаити при геологических наблюдениях с воздуха были открыты богатые месторождения б о к с и т о в, также отличающихся ярко-жёлтой окраской на фоне серых окружающих известняков;

Деловые круги США быстро «смекнули», что аэрометоды являются наиболее быстрыми (экспрессными) и дешевыми при поисках месторождений различных полезных ископаемых, но в первую очередь, нефтяных и газовых, в связи с чем уже в 1953 году здесь был создан «Комитет фотограмметрической техники при геологическом картировании».

С целью повышения информативности материалов АФС и в США, и в других развитых странах Запада и, конечно, в СССР в те годы широко проводились работы по использованию при геологическом дешифрировании не только чёрно-белых, но цветных и спектрозональных снимков, хотя высокая стоимость и сложность качественной контактной печати таких АФС не позволили расширить эти исследования и внедрить их в народной хозяйство и наука, так сказать, в массовом порядке.

Прямые же аэровизуальные наблюдения, столь популярные в 30 – 40-х годах, к середине 50-х – началу 60-х годов теряют свое былое значение вследствие, во-первых, высокой арендной стоимости самолетов, а во-вторых, более широкого применения более маневренной воздушно-наземной геологической съёмки, выполняемой с помощью вертолетов, хотя, надо признать, арендная стоимость вертолетов и не уступала таковой самолетов.

Достижения докосмического этапа дистанционных методов дешифрирования были подведены в книге М.Н.Петрусевича «Аэрометоды при геологических исследованиях»(1962, 408с.), (рис.3.2) допущенной Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для геологических факультетов и вузов страны, и ставшей настольной книгой для нескольких поколений геологов, географов и представителей других наук о Земле, занимавшихся проблемами дешифрирования.

Рис.3.2.Обложка книги М.Н.Петрусевича «Аэрометоды при геологических исследованиях». М.:1962, 408с.

2. К о с м и ч е с к и й этап дистанционных методов дешифрирования связан с началом изучения и освоения околоземного космического пространства, приоритет в котором принадлежит нашей стране, так как именно русский летчик-космонавт Юрий Алексеевич Гагарин первый в мире проторил «тропиночку» в космос 12 апреля 1961 года на космическом корабле «Восток-1».

Пионером же фотографирования земной поверхности из космоса считается космонавт №2 Герман Степанович Титов: именно во время его полета 6-7 августа 1961 года с борта космического корабля «Восток-2» были сделаны первые в Мире фотоснимки нашей планеты с космической орбиты (рис.3.3.).

Рис.3.3. Глобальный космический снимок Земли.

За последующие годы в нашей стране была создана и четко функционировала комплексная система изучения природных ресурсов и окружающей среды с помощью космических средств, разработанная Госцентром «Природа» ГУГК СССР (ныне НПО «Планета»): в основе данной системы (или программы) лежало планомерное получение космической информации с носителей различного типа.

Для централизации и координации научных исследований в данном направлении и ускорения процесса внедрения космических средств и методов в производственную и научную практику в различных странах также были созданы соответствующие государственные центры:

– Центр им.Годдара в США,

– Центр дистанционного зондирования в Тулузе (Франция),

– Национальный центр дистанционного зондирования в Пекине,

– Космический центр Цукуба Национального упарвления космических разработок Японии,

а также аналогичные центры в Ангии, Канаде, Швеции, Польше и других странах.

Кроме того существуют различные отраслевые организации типа ПГО «Аэрогеология» в России, а также лаборатории и кабинеты в академических институтах и учебных заведениях типа Лаборатории космической геологии Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, созданной на кафедре динамической геологии в 1971 году и имеющей в списке своих достижений:

– разработку нескольких учебных курсов, читаемых студентам геологического факультета и других вузов,

– издания нескольких учебных пособий и космотектонических карт Марса, Восточно-Европейской платформы, Ближнего и Среднего Востока,

–массу опубликованных статей по различным вопросам применения космической информации в геологии,

а также около десятка кандидатских и докторских диссертаций, защищённых как нашими соотечественниками, так и представителями ближнего и дальнего зарубежья – из Алжира, Армении, Болгарии, Китая и других стран.

В о п р о с ы для п о в т о р е н и я

– Какие этапы могут быть выделены в развитии дистанционных методов дешифрирования?

–В чем их сходство и отличие?

– Кто первый из землян сфотографировал Землю из космоса?

Л и т е р а т у р а

Петрусевич М.Н. Аэрометоды при геологических исследованиях.-М.:Госгеолтехиздат,1962.408с.

Кац Я.Г., Тевелев А.В., Полетаев А.И. Основы космической геологии. М.: Недра,1988. 238с.