4.5.2. Использование космических снимков в картографии

Космические фотоснимки широко применяются в совре­менной картографии. Новые методы космического и дистанци­онного зондирования Земли позволяют получать регулярную, оперативную и разностороннюю информацию о наличии и про­странственном размещении естественных ресурсов, состоянии ландшафтов, динамики природных процессов и явлений. До­стоверность предоставленной информации крайне высока.

Как и аэрофотоснимки, космические снимки несут общую и частную информацию об объектах местности, но по сравне­нию с аэрофотоснимками имеют ряд положительных отличий:

• высокая обзорность обеспечивает глобальное изучение явлений земной поверхности, мелкий масштаб позволяет на­блюдать основные черты, пренебрегая деталями;

• возможность получения вторичного изображения с времен­ным интервалом способствует изучению динамики процессов;

• всегда известный масштаб снимка облегчает его автома­тическую обработку.

Но также и ряд отрицательных:

• наличие сильных искажений на краях снимка из-за сфе­ричности Земли;

• быстрая смена условий освещенности;

• узкая полоса фотографирования при крупномасштаб­ной съемке.

По масштабу различают 3 группы космических снимков:

• мелкомасштабные (1:100 000 000—1:10 000 000);

• среднемасштабные (1:10 000 000—1:1 000 000);

• крупномасштабные (1:1 000 000—1:100 000).

Снимки изучают при увеличении в 5—10 раз, а высокоин­формативные — в 10—30 раз. Высокоинформативные снимки можно получить с низких высот (до 100 м), используя длинно­фокусные аппараты. Площадь съемки в этом случае ограниче­на орбитой спутника и представляет собой полосу ограничен­ной ширины.

Мелкомасштабные снимки получают на высотах до 100 тыс. км со спутников, скорость обращения которых совпадает со скоростью вращения Земли, поэтому спутник зави­сает над одной точкой — такой снимок называется стационар­ным. Пять геостационарных спутников обеспечивают наблю­дение за всей планетой в целом. Каждые 30 мин на приемники Земли передаются геостационарные снимки, они используют­ся для создания синоптических динамических карт.

На высотах 500—200 км обращаются спутники, обеспечи­вающие океанологические, метеорологические и картографи­ческие работы по космическим снимкам в средних масштабах.

С высот 200—100 км получают детальные крупномасштаб­ные снимки с высокой разрешающей способностью — до де­сятков метров.

Разрешающая способность снимка — возможность сохра­нять изображение местности при увеличении масштаба сним­ка. Фотоснимок можно многократно увеличивать, получая до­полнительную информацию при каждом увеличении. Однако пределом увеличения считается растровое изображение, на котором весь снимок детализируется на отдельные фрагмен­ты, не дающие в целом общей картины местности.

Чем выше орбита, тем ниже разрешающая способность, чем длиннее фокус съемочной аппаратуры, тем выше разре­шение. Снимки среднего разрешения (до 100 м) наиболее ши­роко используются в географических исследованиях — это снимки «Ландсат», «Метеор» и фотоснимки, полученные ко­роткофокусной камерой. Снимки высокого (до десятков мет­ров) и очень высокого разрешения (до долей метра) получают высококачественной длиннофокусной аппаратурой (типа МКФ-6) с очень низких орбит.

Помимо фотоснимков получают сканерные снимки, обла­дающие большими техническими преимуществами перед пер­выми, они могут по радиосигналам мгновенно передаваться на приемник, где сразу преобразуются в изображение. Однако при увеличении сканерные снимки значительно теряют рез­кость изображения и дают дискретную информацию.

Космическая съемка может осуществляться в разных диа­пазонах — в зоне видимого спектра, в инфракрасной зоне и в радиодиапазоне.

Облачность, занимающая постоянно более половины зем­ного шара, мешает фотосъемке, поэтому снимки в зоне види­мого спектра можно получить только при ясной погоде.

В тепловом инфракрасном диапазоне становятся видимыми поверхности, получающие различное тепловое воздействие. На границе холодного и теплого течений океанов образуются вихри, можно четко проследить поверхности, нагреваемые солнцем.

На снимках в радиодиапазонах можно проследить за движением льдов, так как они передают детально рельеф поверх­ности, можно опознать направление движения волн. Съемку в радиодиапазонах можно проводить при любой облачности.

Для повышения возможностей дешифрирования информации на космических снимках на одну и ту же территорию получают одновременно не один, а несколько снимков, в разных диапазонах спектра. Такой комплект снимков называют многозональным.

Необходимость использования многозональных снимков продиктована различной способностью элементов земной поверхности к отражению спектральных лучей. Горные породы, растительность, почвы, ледники, зоопланктон в различных зонах спектра по разному отражаются на разных снимках: на одних их вовсе не будет, на других они выделятся из окружающего фона.

Спектральные снимки черно-белые, но при синтезе в заданных лучах спектра дают изображение местности в цветном изображении, часто неестественном для отображаемых объектов. Такие снимки называются синтезированными. Эти свойства спектрозональных снимков позволяют выявить скрытую информацию об объектах земной поверхности. На рис. 38 показана схема получения синтезированных снимков при использовании спектральных изображений в различных зонах спектра.