Гидро-климатические условия на космических снимках
фрировании
водных объектов используются в основном геометрические, а не спектральные
или текстурные признаки. В то же время в определенных диапазонах
электромагнитных волн реален анализ вариации оптических плотностей,
вызываемых растворами и взвесями органических и неорганических веществ, а
также зависящих от толщины слоя чистой воды. Это позволяет устанавливать
степень загрязнения и глубину вод.
Материалы аэрокосмической фотосъемки широко используются как в процессе
создания топографических карт, так и при их обновлении. Роль самолетных и
космических снимков различна. Аэроснимки применяются при картографировании
в крупном масштабе, и заменить их космическими снимками пока невозможно,
так как большая высота фотографирования и съемка длиннофокусными камерами
не позволяют получать материалы из космоса для детального изучения рельефа
фотограмметрическим методом.
Космические фотосъемки эффективны при обновлении карт. Практика показала,
что при использовании космических методов можно отказаться от традиционного
поэтапного метода картосоставления и перейти на технологию обновления карты
требуемого масштаба, а не всего масштабного ряда. Это сокращает цикл работ
на несколько лет. Кроме того, в связи с большим территориальным охватом
космического снимка и малыми искажениями контуров в горных районах
уменьшается трудоемкость работ по обновлению карт.
На наш взгляд, можно повысить эффективность космических методов, если
использовать снимок как неотъемлемое дополнение к топографической карте.
«Космическое» обеспечение карты снимет остроту проблемы постоянного и
неизбежного при существующей технологии картографирования «старения» ее
содержания. На практике потребитель пользуется картой, составленной
несколько (нередко до 10 и более) лет назад. Поэтому ему нужно выдавать
устаревшую, даже на 2— 3 года, топографическую карту и в качестве
приложения — современный космический снимок. Снимок должен быть приведен к
масштабу карты. В случае необходимости можно монтировать уточненную
фотосхему.
Если пойти дальше, то в оптимальном варианте «космическое» сопровождение
карты должно иметь тематическую направленность. Например, если потребителя
интересует растительный покров, то наиболее информативной для него будет
осенняя спектрозональная съемка и т. д.
Реализовать данное предложение несложно. Сделать это можно силами
региональных аэрогеодезических предприятий и подразделений Госцентра
«Природа». Топографические карты совместно с космическими снимками будут
всегда «свежими» и более содержательными, потому что информационная емкость
снимка намного превышает информационную емкость карты. При этом любой
пользователь может самостоятельно отдешифрировать фотоизображение, так как
большинство отобразившихся на снимке объектов местности уже расшифровано на
карте. Очевидно, при планировании космических съемок необходимо учитывать и
специфику топографического картографирования (масштаб, время съемки, зоны
спектра и др.), и требования различных потребителей. «Космическое»
приложение к карте можно поставлять заказчику ежегодно.
'На дистанционном снимке изображается внешний облик природного ландшафта,
основными составляющими которого являются: почвенно-растительный покров;
поверхностные воды; социально-экономические объекты. Все перечисленные
группы объектов динамичны, но скорость и направление текущих изменений в
каждой из них имеют свои особенности.
Оптические свойства природного ландшафта тесно коррелируют с сезонным
ритмом развития растений и увлажненностью почв. Наибольшей изменчивостью
сезонного хода спектральной яркости обладает летне-зеленая группа растений,
наименьшей — вечнозеленая. Кроме того, спектральная яркость растений
изменяется с длиной волны излучения. По исследованиям Е. А. Галкиной при
длине волны 0,55 мкм она имеет максимум, при длине волны 0,70 мкм —
минимум, за которым следует резкий ее рост.
Влияние фенологического состояния растительного покрова на сроки
аэрофотосъемки подробно рассмотрено Л. А. Богомоловым, Р. И. Вольпе, Л. М.
Гольдманом и Р. И. Вольпе и др. Исходя из требований топографического
картографирования ими рекомендованы сроки съемки почвенно-растительного
покрова для всех ландшафтных зон СССР. Сроки аэрокосмической съемки
растительности для составления фенологических карт проанализированы Н. Г.
Хариным.
Отметим, что в целом благоприятные сроки съемки растительности охватывают
довольно широкие пределы (от времени завершения формирования листового
полога до начала листопада) и не являются лимитирующим фактором для съемки
поверхностных вод, оптимальный диапазон времени фотографирования которых
значительно короче. Вместе с тем подчеркнем, что для целей тематического
картографирования (например, лесохозяйственного, почвенного и др.)
оптимальные сроки дистанционной съемки, выбор типа фотоматериала и зон
спектра имеют особое значение.
Как известно, водные объекты характеризуются изменчивостью плановых
очертаний, вызываемой сезонными колебаниями уровня воды. Поэтому при
обосновании сроков съемки для топографии необходимо учитывать соответствие
фазы уровенного режима состоянию вод, которое принято для
картографирования. На этом вопросе мы подробно остановимся ниже. При
тематическом картографировании нередко важен учет площадных гидрологических
характеристик, так как многие параметры (например, площадь разлива рек,
граница распространения снежного покрова) чрезвычайно динамичны и для их
изучения требуется временная привязка аэрокосмической съемки с точностью до
дня. Можно указать на литературу, в которой этот вопрос прорабатывается с
самых различных позиций.
Социально-экономические объекты по сравнению с природным ландшафтом более
стабильны. Ход их развития имеет в основном однонаправленный характер
(расширяется или сужается площадь застройки населенных пунктов,
прокладывается новая дорога, сооружается дамба и т. д.). Антропогенные
объекты обладают, как правило, специфическими дешифровочными признаками и
сравнительно легко распознаются на аэрокосмических снимках. Но в некоторых
случаях это не исключает необходимости лимитирования сезона, месяца, дня
или даже времени суток съемки. Так, при изучении древних оросительных
систем эффективна съемка после кратковременных дождей или при низком
стоянии солнца. После дождей в аридных районах буйно зеленеет пустынная
растительность, а при низком стоянии солнца хорошо заметны тени от малейших
неровностей земли, что является хорошим демаскирующим признаком.
Оптимальные сроки дистанционной съемки рек, озер
и водохранилищ
Береговая линия рек, озер и водохранилищ наносится на типографическую
карту по фотоизображению. В большинстве случаев граница воды и суши
непостоянна и смещается в плане на величину, зависящую от амплитуды
колебаний уровня воды и угла наклона берегового склона. Допустимая величина
смещения береговой линии на местности во время дистанционной съемки при
картографировании в разных масштабах неодинакова. При расчете табличных
данных принято, что сдвиг береговой линии не должен превышать 0,5 мм на
карте. Это соответствует средней ошибке положения. на ней контуров
местности.
Как видно из таблицы, наиболее жесткие требования к стабильности
планового положения береговой линии водных объектов предъявляются при
создании карт крупного масштаба Уклоны аккумулятивных берегов многих рек
Сибири составляют всего несколько градусов, а колебания уровня воды даже
после схода половодья или в период между паводками исчисляются метрами. В
этих условиях возникает необходимость строгого учета уровенного состояния
водных объектов при аэрокосмической съемке в картографических целях.
Речная и озерная сеть должны изображаться на карте по состоянию на
картографический уровень воды. Но в связи постоянно изменяющимся уровнем
воды (например, на р. Нижняя Тунгуска суточная амплитуда колебаний может
достигать 1-2 м.) зафиксировать на снимке очертания водных объектов по
состоянию на заранее установленный уровень воды трудно. Иногда для этого
необходимо провести дорогостоящие и трудоемкие работы. Практически при
проведении аэрокосмических съемок в картографических целях ориентируются на
примерное соответствие мгновенного (при фотографировании) уровня воды
срезочному, принятому для ближайшего водомерного поста. При этом каких-либо
критериев, регламентирующих предельно допустимые отклонения уровня воды во
время съемки от принятого за оптимальный, нет. Поэтому нередки случаи,
когда дистанционная съемка выполняется в произвольные сроки, без учета
уровенного состояния водных объектов, что приводит к неудовлетворительным
результатам.
Вопрос обоснования уровенных условий съемки вод требует специальной
проработки. Величина допустимой амплитуды колебаний уровня воды должна
дифференцироваться для каждого участка водотока или для каждого озера. Так,
средняя многолетняя амплитуда колебаний уровня воды открытого русла на р.
Подкаменной Тунгуске изменяется по длине реки следующим образом: в верхнем
течении — на 1 м, в среднем (с. Ванавара) — на 6 м, в нижнем (с. Байкит) —
на 12 м.
Если принять единый допуск на отклонение мгновенного (при дистанционной
съемке) уро
| |  скачать работу |
Гидро-климатические условия на космических снимках |
