Пространственная отражательная способность

Отраженное однородными элементами земной поверхности приходящее излучение распределяется в пространстве неодинаково. Это свойство объектов называют пространственной отражательной способностью.

Рис Схематические индикатрисы отражения разных типов поверхности:

однородные поверхности а — ортотропные, б — зеркальные, неоднородные поверхности

в — шероховатые

Пространственную отражательную способность принято характеризовать индикатрисой отражения (рассеяния), которая представляет собой плавную поверхность, огибающую концы пучка векторов отражения.

Если размеры неровностей поверхности больше длины волны приходящею излучения, происходит рассеяние во все стороны. Его называют ортотропным. (рыхлый снег, сыпучие пески )

Если же длина волны превышает размеры неровностей, падающее излучение отражается в противоположную сторону, при этом углы падения и отражения равны. Такой тип отражения называют зеркальным. (водные объекты, лед)

При съемке объектов под водой (рельеф дна и донные отложения, подводная растительность) блик является помехой. Чтобы избежать попадания блика на изображение, съемку проводят узкоугольными аппаратами и при относительно невысоком Солнце.

В природе значительно чаще встречаются объекты с неоднородной поверхностью.

Особый интерес для дешифровщика представляют шероховатые или изрытые, поверхности, у которых неровности настолько велики, что элементарные участки отличаются не только xapaктером отражения, но и величиной приходящего излучения.(леса, кустарники, пахота, посевы)

Изменчивость ландшафтов во времени

Среди факторов, влияющих на формирование изображения аэрокосмических снимках, существенное место занимают ландшафтные особенности территории, одно из важных свойств которых— их изменчивость, смена состояний.

Все объекты земной поверхности существуют не только в пространстве, но и во времени т.е. постоянно изменяются. Состояние различны: суточные, сезонные, многолетние, вековые. Со временем меняются свойства объектов, их внешний облик, а значит, в момент съемки каждый из географических объектов фиксируется в одном определенном состоянии.

От того, насколько хорошо выражены в этом состоянии важные для исследователя характеристики, зависят результаты дешифрирования.

В наибольшей степени влияют на результаты дешифрирования аэрокосмических снимков сезонные условия в момент проведения съемки. Обычно принято использовать для дешифрирования снимки с изображением территории в бесснежном аспекте, так как снег маскирует большинство объектов земной поверхности. Однако иногда лучший результат дает дешифрирование зимних снимков.

На зимних снимках, когда снег скрывает пестроту ландшафта, системы горных хребтов распознаются значительно надежнее.

Сельские населенные пункты в лесостепной и степной зонах не вполне уверенно дешифрируются на летних мелкомасштабных аэроснимках: мешает изображение древесной растительности. Зимой, когда листва на деревьях опадает, сетчатая структура изображения населенных пунктов надежно распознается на бесструктурной поверхности заснеженных сельскохозяйственных полей.

Широко используются зимние космические снимки при выявлении воздушных загрязнений. Вокруг индустриальных центров зимой формируются ареалы загрязненного и, следовательно, более темного снежного покрова.

Значительно сложнее ситуация в высокогорье, где сезонный снег можно легко спутать вечными снегами, которые показываются не только на топографических картах, но и на географических картах. Период без сезонного снежного покрова в высокогорье короток и обычно приходится на период с середины августа до начала сентября.

Существенно влияют сезонные различия на достоверность дешифрирования гидрографической сети. На картах обычно показывается ширина рек в межень. У некоторых равнинных рек в половодье она увеличивается в несколько раз. (дельта Волга с бэровскими песками)

Для дешифрирования малых речек, ручьев, выходов на поверхность грунтовых вод нужна съемка в весенний период, до момента появления листвы, так как в летнее время они не распознаются. Летом родники маскируются покровом лиственного леса.

Почвенный покров в большинстве случаев не отображения на снимках, поскольку замаскирован растительностью.

Весной и осенью на пахотных землях растительность отсутствует, что дает возможность дешифрировать почвы.

Растительность отличается наибольшей сезонной изменчивостью.

Особенности сезонного развития используют при дешифрировании породного состава лесной растительности. Хорошие результаты дает дешифрирование лесов с участием хвойных пород на снимках, сделанных зимой, при снежном покрове.

Весной молодые листья лиственных пород обладают более высокой яркостью в видимой части спектра и деревья лиственных пород изображаются на снимках более светлыми, чем хвойных.

Границы распространения лесной растительности достоверно дешифрируются на летних и осенних снимках, после того как полностью распустилась листва на деревьях лиственных пород.

Сезонная изменчивость является одним из основных свойств посевов сельскохозяйственных культур. За время прохождения фаз вегетативного развития меняется биомасса растений и покрытие поле.

Чтобы избежать ошибок при дешифрировании гидрографической сети, ледников и снежников, сельскохозяйственных культур и некоторых других объектов, важно знать не только дату съемки, но и особенности метеоусловий года съемки.

Суточная динамика большинства объектов земной поверхности связана с высотой Солнца и метеорологическими условиями и, как правило, в большей мере сказывается на результатах дешифрирования крупномасштабных снимков.

Значительно чаще приходится принимать во внимание метеорологическую ситуацию в момент съемки. Отражательные свойства некоторых объектов заметно меняются после выпадения интенсивных осадков.

Особое значение имеет учет суточной динамики при изучении и картографировании береговой зоны морей с приливными и сгонно-нагонными явлениями Там, где эти явления сильно выражены, ситуация при нагоне и при сгоне может существенно различаться.

Это относится не только к положению уреза воды, но и к подводной растительности, характеру распространения мутьевых выносов, ширине устьевых участков рек.

На аэроснимках отдаленные один от другого участки берега могут быть отображены в разных фазах прилива, что затруднит дешифрирование и может привести к ошибкам. Для дешифрирования берегов такого типа предпочтительнее космические снимки, на которых берег на большом протяжении фиксируется одновременно, т.е. в одном определенном состоянии.