Widok z kosmosu

Wiek XX stał się wiekiem wystrzelenia pierwszego sztucznego satelity Ziemi, pierwszego załogowego lotu w kosmos, lądowania na Księżycu i lotów na planety Układu Słonecznego. O ile lot kosmiczny Jurija Gagarina był światową sensacją, o tyle dzisiejsze loty stały się już czymś powszechnym, przyjmowanym za pewnik. Patrząc na Ziemię z kosmosu, kosmiczne zdjęcia powierzchni planety są częścią pracy kosmonautów.

Wykorzystując obrazy z kosmosu możesz śledzić kształt kontynentów i oceanów, możesz zobaczyć stan przyrody, możesz powiedzieć o nadchodzącej pogodzie, możesz śledzić prądy oceanów, zachodzące wiry, możesz wszystko bezpośrednio obserwować czego nie mogłeś zrobić wcześniej.

Już dziś możemy więc mówić o narodzinach nowej nauki – geografii kosmosu. Pierwszy załogowy lot w kosmos był początkiem kształtowania się wiedzy o geografii kosmicznej.

Do tej pory zgromadzono ogromny zasób obrazów z kosmosu, o różnej szczegółowości i skali, zgromadzono różne materiały wideo i fotograficzne.

Uwaga 1

Trzeba przyznać, że materiały te są zrozumiałe tylko dla specjalistów i służą do rozwiązywania problemów wąskoprofilowych, np. w geologii do wyjaśniania budowy strukturalnej i geologicznej, poszukiwania minerałów, w edukacji do zdobywania umiejętności rozszyfrowywania.

Sztuczne satelity Ziemi wykonują bardzo ważne zadania, pomagają określić rozkład pokrywy śnieżnej, rezerw wodnych w lodowcach. Z pomocą geografii kosmicznej badana jest wieczna zmarzlina.

Z jego pomocą zebrano dużą ilość materiału na temat różnych rodzajów i form reliefu, zwłaszcza bardzo dużych form, których nie można uchwycić z Ziemi.

Zdjęcia z kosmosu ujawniły zakrzywione, łukowate pasy na pustyniach Afryki Północnej, ciągnące się na dziesiątki kilometrów w kierunku wiejących wiatrów.

Spojrzenie z kosmosu pozwoliło naukowcom dowiedzieć się, że cała planeta jest poprzecinana gliniastymi uskokami, a wśród nich są luźne osady, które „przebijają” przez grubą warstwę skał. Inne obrazy są pomocne w identyfikacji minerałów. Oczywiście bardzo trudno jest wykonywać tego rodzaju pracę na Ziemi, a czasami jest to po prostu niemożliwe.

Satelity meteorologiczne badają rozległy obszar i monitorują wszelkie zjawiska zachodzące w atmosferze, co ma znaczenie przy prognozowaniu pogody.

Informacje o energii planety, tj. ile energii słonecznej odbierają różne części Ziemi i jaka jest utrata promieniowania cieplnego w kosmosie, również podawanego przez satelity. Na podstawie tych danych naukowcy odkryli, że planeta jest cieplejsza i ciemniejsza, i zanim nauka miała inne dane.

Geografia kosmiczna jest z powodzeniem wykorzystywana w badaniach flory Ziemi. Z kosmosu można znacznie dokładniej określić granice stref roślinności, co oznacza, że ​​możliwe jest również śledzenie ich zmian.

Uwaga 2

Tak więc dzisiaj z kosmosu stało się możliwe określenie wszystkich zmian zachodzących w przyrodzie i podjęcie odpowiednich działań już na Ziemi. Geografia kosmiczna pomaga naukowcom śledzić dynamikę procesów naturalnych i ich okresowość, dostarcza zdjęcia tych samych obszarów w różnych odstępach czasu.

Geografia kosmiczna i współczesne nauki

Zdjęcia powierzchni Ziemi z kosmosu cieszą się dużym zainteresowaniem nauki i gospodarki narodowej. Dają nowe informacje o planecie.

Meteorolodzy jako pierwsi wykorzystali obrazy Ziemi z kosmosu. Fotografie zachmurzenia przekonały ich o słuszności hipotez o fizycznym stanie atmosfery, o obecności komórek z prądami mas powietrza w górę iw dół. Na podstawie obrazów kosmicznych i ich wykorzystania meteorolodzy rozwiązują najtrudniejsze zadanie nauki - przygotowanie 2-3 tygodniowych prognoz pogody.

Fotografie kosmiczne są również z powodzeniem i skutecznie wykorzystywane w geologii. Pomagają uzupełniać i udoskonalać mapy geologiczne, pomagają opracowywać nowe metody poszukiwania minerałów. Na przykład obserwacje z kosmosu pomogły wykryć duże uskoki na terenie Kazachstanu i Ałtaju, a to wskazuje na zawartość ich rudy. Naukowcy, mając takie informacje, sporządzili ogólny plan prac poszukiwawczych.

Badając skorupę ziemską na podstawie zdjęć kosmicznych, odkryto ukryte głębokie uskoki, odkryto ogromne formacje pierścieni. Naukowcy nadal badają budowę geologiczną płytkich wód oceanicznych i szelfu kontynentalnego.

Badanie Ziemi z wysokości daje informacje o cechach regionów, pozwala wyjaśnić dostępne informacje lub sporządzić nowe mapy geologiczne.

Obserwacje kosmiczne pomagają w rozwiązywaniu problemów rolniczych - ze zdjęć można śledzić:

• zapasy wilgoci w glebie,
• stan upraw,
• wykorzystanie pastwisk.

W suchych regionach możliwe jest wykrycie wód gruntowych na płytkich głębokościach.

Za pomocą informacji o przestrzeni kosmicznej możliwe staje się prowadzenie ewidencji i ocena gruntów, możliwość określenia stref dotkniętych szkodnikami rolniczymi. W leśnictwie obrazowanie przestrzeni pomaga w opracowaniu metody rozliczania lasów, jest to problem, z którym boryka się leśnictwo. Za pomocą fotografii dokonują nie tylko inwentaryzacji zasobów leśnych, ale nawet obliczają zapasy drewna.

W badaniach Oceanu Światowego wykorzystywane są metody kosmiczne, na zdjęciach wyraźnie widać prądy oceaniczne i prędkość ich ruchu, obecność fal morskich w oceanie. Mapy lodowe skompilowane z obrazów są wykorzystywane w nawigacji, mapy powierzchni oceanu pomagają w organizowaniu połowów.

Archeolodzy również nie stali na uboczu, wydobywając z obrazów cenne dla nauki informacje. Ślady przeszłości, zakopane przed oczami naukowców, pomagają również w odkrywaniu obrazów kosmicznych, np. w rejonie Kałmucka Trans-Wołga, dzięki zdjęciom z orbity, pod ziemią odkryto liczne starożytne osady. Zdjęcia przedstawiają niegdyś utwardzone drogi i płynące rzeki.

Dziś do filmowania z kosmosu szeroko stosowana jest wielostrefowa kamera kosmiczna MKF-6, w rozwoju której brali udział specjaliści z ZSRR i NRD.

Urządzenie posiada 6 kamer i wykonuje zdjęcia multispektralne w 6 zakresach widma fal elektromagnetycznych. Zdjęcia wykonane tym urządzeniem pokazują tylko te obiekty, które odbijają fale elektromagnetyczne o określonej długości.

Kartografia kosmiczna

Obrazy z kosmosu znalazły zastosowanie w kartografii i jest to całkiem naturalne, ponieważ rejestrują powierzchnię Ziemi bardzo szczegółowo, a specjaliści dość łatwo przenoszą te obrazy na mapę.

Uwaga 3

Obrazy kosmiczne są odszyfrowywane za pomocą cech identyfikujących, z których główne to kształt obiektu, jego wielkość i ton.

Na przykład zbiorniki wodne - jeziora, rzeki są przedstawione na obrazach w ciemnych (czarnych) odcieniach, z wyraźnym naciskiem na brzegi. Roślinność leśna ma mniej ciemnych tonów o drobnoziarnistej strukturze, a górzysta rzeźba wyróżnia się ostrymi kontrastowymi tonami ze względu na różne oświetlenie stoków. Drogi i osady mają swoje własne znaki do odczytania.

Porównując mapę i obraz z kosmosu, możesz znaleźć dodatkowe informacje o terenie - informacje z kosmicznego obrazu są bardziej szczegółowe i świeże.

Mapy ze zdjęć opracowywane są w taki sam sposób jak ze zdjęć lotniczych, różnymi metodami przy użyciu przyrządów fotogrametrycznych.

Prostszą opcją jest wykonanie mapy w skali fotograficznej - obiekty są najpierw kopiowane na kalkę kreślarską, a następnie przenoszone z kalki na papier. To prawda, że ​​pokazują tylko kontury terenu, nie są związane z siatką kartograficzną, a ich skala jest dowolna, dlatego nazywa się je mapami schematycznymi.

Obrazy kosmiczne są wykorzystywane w kartografii do tworzenia map w małej skali, a dziś powstały już różne mapy tematyczne.

Informacje zawarte na mapach stają się stopniowo przestarzałe, ponieważ oblicze Ziemi nieustannie się zmienia. Obrazy z kosmosu umożliwiają korygowanie map, aktualizowanie informacji, ponieważ są one wiarygodne i najbardziej aktualne.

Fotografie kosmiczne służą nie tylko do mapowania powierzchni Ziemi, służą do sporządzania map Księżyca i Marsa. Pomimo tego, że mapa Księżyca jest bardziej szczegółowa, mapa Marsa wyraźnie i dokładnie odzwierciedla powierzchnię Marsa.

Google Map to obecnie jedna z najpopularniejszych usług. Zapewnia użytkownikom możliwość obserwowania naszej planety (i nie tylko) z satelity online w wysokiej jakości iw czasie rzeczywistym (punkty orientacyjne planety). W pewnym momencie prymat nad schematycznym widokiem map przejęła aplikacja „Open Street Maps”. Gdzie każdy wtajemniczony może edytować mapę w stylu Wikipedii, ale to niczego nie zmienia, a dziś Mapy Google są najpopularniejszą usługą map online. Popularność map tej firmy jest na pierwszym miejscu od wielu lat ze względu na dobrą jakość zdjęć satelitarnych w dowolnym zakątku planety, nawet Yandex nie był w stanie zapewnić takiej jakości w swojej ojczyźnie.

Mapy Google online

Google stale ulepsza swoją wizualizację naszej planety, poprawiając jakość i szczegółowość powierzchni. Niedawno firma poprawiła swoje usługi, wykorzystując nowego satelitę Landsat 8, który może fotografować powierzchnię Ziemi z rozdzielczością 15/30/100 metrów na elementarny punkt. Baza danych zdjęć satelitarnych w czasie rzeczywistym była wcześniej aktualizowana dopiero w 2013 roku. W tamtym czasie aplikacja wykorzystywała zdjęcia wykonane przez satelitę Landsat 7, znana jest też z wprowadzania pewnych błędów i usterek do pracy map. Aby porównać jakość zdjęć wykonanych przez różne satelity, zwróć uwagę na poniższy ekran.

Obrazy zrobione przez różne satelity

W przykładach podanych na ekranie widać, że obraz nowego satelity pokazuje nie tylko lepszą szczegółowość obiektów naziemnych, ale także bardziej naturalne kolory. Google ogłosił, że wydał około 700 bilionów pikseli danych graficznych na mozaikę nowej generacji powierzchni Ziemi. Prawie 43 tysiące najmocniejszych komputerów w chmurze Google od tygodnia pracuje nad klejeniem zdjęć.

Jak korzystać z Map Google online

W dowolnym miejscu na świecie możesz korzystać z Map Google online w wysokiej jakości za pomocą tabletu, telefonu komórkowego lub komputera. Wystarczy kliknąć link https://google.com/maps/ lub skorzystaj z wbudowanej mapy poniżej i możesz znaleźć kraj, miasto, a nawet drogę do muzeum, określając wymagane parametry wyszukiwania. A na urządzenia mobilne możesz pobrać specjalną aplikację, która jest wygodniejsza w użyciu.

Aby znaleźć drogę do często odwiedzanej pralni lub kawiarni - wystarczy podać adresy w wierszu programu i nie będziesz już musiał wprowadzać tych danych za każdym razem. W takim przypadku można nie tylko obejrzeć utwardzoną drogę do instytucji, ale również zapoznać się z informacjami, które dotyczą tej instytucji, np. godziny otwarcia, dane kontaktowe itp.

Posłużmy się przykładem, aby użyć mapy z satelity Google 2018.

1. Wejdź na stronę lub otwórz aplikację na swoim urządzeniu mobilnym.
2. Wystarczy wskazać kursorem lub dotknąć na ekranie dotykowym, aby wyświetlić szczegóły obszaru.
3. Aby sprawdzić odległość między miastami, kliknij jedno z nich prawym przyciskiem myszy i wybierz z menu rozwijanego opcję „Zmierz odległość”. Teraz drugi punkt można określić lewym przyciskiem myszy. W razie potrzeby punkt można przeciągnąć myszą w inne miejsce, informacje o odległości zostaną zaktualizowane.
4. Aby wybrać tryb „Relief”, „Ścieżki rowerowe”, „Ruch drogowy” - wybierz znak menu (trzy paski) i kliknij żądaną opcję. Jeśli używasz urządzeń Apple, kliknij diament z warstwą, a także na wybraną opcję.
5. Aby skorzystać z wysokiej jakości obrazów 3D, kliknij prostokąt w lewym dolnym rogu. Pojawi się „Satelita”, jeśli chcesz wrócić do trybu mapy, naciśnij go ponownie.
6. Aby wybrać tryb Street View, przeciągnij żółtego człowieka na żądany obszar mapy lub po prostu wpisz dokładną lokalizację w wierszu zapytania, najlepiej wraz z adresem domowym.
7. Wysoka rozdzielczość Google Maps umożliwia przeglądanie ulic w trybie historycznym, tj. jak zmieniały się na przestrzeni czasu. Aby to zrobić, rzuć małego człowieka we właściwe miejsce na mapie. Wybierz ikonę zegara i przesuń suwak czasu, aby wybrać żądaną datę.

Niesamowite fakty o Mapach Google

Funkcje i zalety map online w czasie rzeczywistym

Od najwcześniejszych dni Mapy Google były odkryciem dla wszystkich użytkowników. Umożliwiły spojrzenie na mapy w nowy sposób, zwrócenie uwagi w ogóle na to narzędzie w nowy sposób. Każdy, kto korzystał z Internetu w 2005 roku, chciał natychmiast użyć map online i zobaczyć swoje miasto lub kraj z satelity.

Wydaje się to niewyobrażalne, ale już dziś możliwe jest oglądanie innych planet Układu Słonecznego w aplikacji Google Maps!

Planety w Mapach Google

Aby to zrobić, przejdź do internetowej wersji programu i pomniejsz do maksymalnego obrazu Ziemi za pomocą kółka myszy. W bloku po lewej stronie pojawią się inne planety, które możesz wybrać do oglądania. Istnieją wszystkie planety Układu Słonecznego, a ponadto kilka ich satelitów. Na przykład Callisto jest satelitą Jowisza. To prawda, że ​​zdjęcia nie pozwalają na oglądanie innych planet tak blisko i szczegółowo, jak ma to miejsce w przypadku Ziemi.

Mapy satelitarne Google w 2018 r. pozwolą zobaczyć powierzchnię ziemi i osady w doskonałej jakości, czego nie da się zrobić za pomocą zwykłej mapy. Przy opracowywaniu map papierowych i innych wersji map pomija się naturalne kolory, wyraźne obrysy brzegów rzek, jezior, kolorystykę terenów i inne schematy kolorystyczne, co powoduje, że jesteśmy słabo zorientowani. Przyglądając się pustynnemu obszarowi na zwykłej mapie, można się tylko domyślać, jaka jest tam roślinność lub rzeźba terenu. Przechodząc do Map Google w czasie rzeczywistym, możesz nawet zobaczyć kolor i kształt ogrodzenia pod dowolnym adresem na innym kontynencie.

W kontakcie z

Wielu użytkowników jest zainteresowanych mapami satelitarnymi online, które pozwalają cieszyć się widokiem ulubionych miejsc naszej planety z lotu ptaka. Takich usług w sieci jest bardzo dużo, a cała ich różnorodność nie powinna wprowadzać w błąd – większość z tych witryn korzysta z klasycznego API od Google Maps. Istnieje jednak również szereg zasobów, które wykorzystują własne narzędzia do tworzenia wysokiej jakości map satelitarnych. W tym artykule opowiem o najlepszych dostępnych w Internecie mapach satelitarnych o wysokiej rozdzielczości w latach 2017-2018, a także wyjaśnię, jak z nich korzystać.

Przy tworzeniu map satelitarnych powierzchni ziemi wykorzystuje się zwykle zarówno obrazy z satelitów kosmicznych, jak i zdjęcia ze specjalnych samolotów, które umożliwiają fotografowanie na wysokości lotu ptaka (250-500 metrów).

Tworzone w ten sposób mapy satelitarne o najwyższej rozdzielczości są regularnie aktualizowane, a obrazy z nich zwykle nie mają więcej niż 2-3 lata.

Większość usług sieciowych nie ma możliwości tworzenia własnych map satelitarnych. Zwykle korzystają z map z innych, bardziej zaawansowanych serwisów (zwykle Google Maps). Jednocześnie u dołu (lub u góry) ekranu można znaleźć wzmiankę o prawach autorskich dowolnej firmy, aby zademonstrować te karty.

Przeglądanie map satelitarnych w czasie rzeczywistym nie jest obecnie dostępne dla przeciętnego użytkownika, ponieważ takie narzędzia są wykorzystywane głównie do celów wojskowych. Użytkownicy mają dostęp do map, których zdjęcia zostały wykonane w ciągu ostatnich miesięcy (a nawet lat). Należy rozumieć, że wszelkie obiekty wojskowe mogą być celowo retuszowane w celu ukrycia ich przed zainteresowanymi stronami.

Przejdźmy do opisu usług, które pozwalają nam cieszyć się możliwościami map satelitarnych.

Mapy Google - widok w wysokiej rozdzielczości z kosmosu

Bing Maps - usługa map satelitarnych online

Wśród internetowych usług kartograficznych przyzwoitej jakości nie można pominąć usługi Bing Maps, która jest dziełem Microsoftu. Podobnie jak inne opisane przeze mnie zasoby, ta strona udostępnia dość wysokiej jakości zdjęcia powierzchni stworzonych za pomocą fotografii satelitarnej i lotniczej.

Bing Maps to jedna z najpopularniejszych usług mapowych w Stanach Zjednoczonych.

Funkcjonalność usługi jest zbliżona do analogów już opisanych powyżej:

Jednocześnie, korzystając z przycisku wyszukiwania, możesz określić lokalizację online określonego satelity, a klikając dowolnego satelitę na mapie, otrzymasz krótkie informacje na jego temat (kraj, rozmiar, data uruchomienia itp.) .

Wniosek

Aby wyświetlić online mapy satelitarne w wysokiej rozdzielczości, powinieneś skorzystać z jednego z wymienionych przeze mnie rozwiązań sieciowych. Najpopularniejsza w skali globalnej jest usługa Google Maps, dlatego polecam skorzystać z tego zasobu do pracy z mapami satelitarnymi online. Jeśli jesteś zainteresowany przeglądaniem geolokalizacji na terytorium Federacji Rosyjskiej, lepiej skorzystać z zestawu narzędzi Yandex.Maps. Częstotliwość ich aktualizacji w relacjach naszego kraju przewyższa Google Maps.

Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy korzystający z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Wstęp

Obecnie najszerzej stosowane systemy informacji geograficznej GIS w zakresie wspomagania informacyjnego i automatyzacji prac gospodarowania gruntami, katastru gruntów oraz oceny zasobów gruntowych. Informacja kartograficzna ma szczególne znaczenie dla monitoringu terenu i przestrzennego uwidaczniania negatywnych procesów i zjawisk. Specjaliści GIS odgrywają ważną rolę we wspomaganiu informacyjnym podejmowania decyzji dotyczących organizacji produktywnego użytkowania zasobów ziemi, ich ulepszania i ochrony. Powinni umieć tworzyć i uzupełniać geobazę, wykorzystywać w swojej pracy dane teledetekcyjne, naziemne materiały instrumentalne, modele wektorowe i rastrowe do reprezentacji danych przestrzennych w geoinformacyjnym mapowaniu zasobów lądowych.

Ale przed opracowaniem naukowo uzasadnionych środków do mapowania konieczne jest kompleksowe zbadanie aktualnego stanu otaczającej przyrody, możliwych zmian w gospodarczym wykorzystaniu. Ważne jest zachowanie unikalnych krajobrazów, flory i fauny dla przyszłych pokoleń. Obecnie terytorium zmienione w wyniku działalności gospodarczej sięga nawet 85% ogólnej powierzchni ziemi, a obszar ten ulega ciągłym zmianom. Badanie tak ogromnych obszarów jest prawie niemożliwe przy użyciu wyłącznie tradycyjnych metod. Produktywne rozwiązanie tych problemów wymaga określenia dokładnego położenia przestrzennego terenu przy sporządzaniu map. W tej sytuacji z pomocą przychodzi metoda badania zasobów lądowych za pomocą teledetekcji z kosmosu. Procedura ta to zespół różnych sposobów naprawy sytuacji naturalnej za pomocą sprzętu fotograficznego, skanera, telewizji, radiolaktyki i innego specjalnego sprzętu, a także obserwacji wizualnych.

Obrazy kosmiczne służą jako podstawa do opracowania tradycyjnych map przyrody opartych na materiałach z fotografii kosmicznych, pomagają w tworzeniu map odzwierciedlających aktualny stan otaczającej przyrody. Pojawienie się obrazów kosmicznych pomogło obniżyć koszty i uprościć proces mapowania.

Obecnie materiały kartograficzne prezentowane są w formie cyfrowej w oparciu o GIS, czyli system zapewniający gromadzenie danych, ich utrwalanie, przetwarzanie, wyświetlanie i przesyłanie przetwarzanych danych.

W mojej pracy semestralnej będą rozważane takie ważne pytania:

Edukacja i rozwój metod GIS do mapowania zasobów ziemi;

Zadania i cele kartowania zasobów ziemi;

Uwzględnienie oprogramowania do mapowania GIS gruntów;

Badanie głównych cech obrazów kosmicznych;

Rozważenie metod dekodowania obrazów kosmicznych;

Rozważane są zalety korzystania z obrazów kosmicznych do mapowania terenu;

Perspektywy dalszego rozwoju tego kierunku zostały określone;

- na konkretnym przykładzie zwrócono uwagę na specyfikę kartowania roślinności do oceny katastralnej terenu na przykładzie rezerwatu przyrody Laponia;

W podsumowaniu zostaną wyciągnięte wnioski do całej pracy, o znaczeniu rozwoju tej metody w przyszłości.

Rozdział 1. Mapowanie geoinformacyjne zasobów ziemi

1.1 Edukacja i rozwój metod GIS do mapowania zasobów ziemi

W edukacji i rozwoju metod GIS do mapowania zasobów ziemi można wyróżnić trzy główne etapy:

1. okres pionierski (lata 60.);

2. era inicjatyw rządowych (lata 70.);

3. okres rozwoju komercyjnego (lata 80. do chwili obecnej).

Pionierski okres rozwinął się na tle pojawienia się komputerów elektronicznych, ploterów, digitizerów i innych urządzeń peryferyjnych, wraz z powstaniem algorytmów oprogramowania i metod graficznego wyświetlania informacji na ekranach, pojawieniem się formalnych metod analizy przestrzennej. Powstanie i szybki rozwój GIS wynika z ogromnego doświadczenia w mapowaniu topograficznym i tematycznym, automatyzacji procesu mapowania oraz przełomu w rozwoju technologii komputerowej.

Po raz pierwszy w 1960 r. w Kanadzie utworzono bazę GIS do mapowania terenu. Głównym zadaniem było przeanalizowanie obfitych danych zgromadzonych przez Kanadyjską Służbę Rejestru Gruntów oraz wydobycie danych statystycznych, które można zastosować przy opracowywaniu planów gospodarowania gruntami dla dużych obszarów, głównie dla gruntów rolnych. Do realizacji tego projektu konieczne było stworzenie klasyfikacji gruntów, rozpoznanie i ukazanie ustalonej struktury użytkowania gruntów. Najbardziej dotkliwym problemem było zapewnienie wydajnego wprowadzania danych dostępnej wiedzy kartograficznej i tematycznej. Aby to osiągnąć, specjaliści opracowali rozwiązanie wykorzystujące tabele danych atrybutowych, które umożliwiły podział plików geoinformacji geometrycznych o lokalizacji obiektów oraz plików zawierających treści tematyczne dotyczące badanych obiektów. W celu wprowadzenia wielkoskalowych planów zagospodarowania przestrzennego naukowcy zaprojektowali unikalne urządzenie skanujące.

W Szwecji specjaliści zwrócili uwagę na specjalizację GIS-księgowość gruntów, dlatego powstał szwedzki bank danych o gruntach, który pozwala zautomatyzować księgowanie własności gruntów i nieruchomości. Mapy w tamtym czasie budowane były w formie szorstkich wydruków alfanumerycznych, składających się z liter i cyfr o różnej gęstości wyświetlania, co dawało efekt obrazów rastrowych.

W drugiej połowie lat 60. zaprezentowano unikalne osiągnięcia naukowców z Harvardu, w ich laboratoriach zaprojektowano oprogramowanie, które stało się klasykiem w dziedzinie mapowania.

W ten sposób położono podwaliny i określono wiodącą rolę kartograficznych modeli danych, kartograficzną metodę badań, sposoby prezentowania informacji w systemach informacji geograficznej.

Kolejny okres państwowych inicjatyw GIS miał na celu inwentaryzację zasobu ziemi, okadastry ziemi i księgowość w celu usprawnienia systemu podatkowego, przy jednoczesnej automatyzacji zasobu ziemi w systemie obiegu dokumentów księgowych w postaci baz danych dla odpowiednich oddziałów. Ważnym krokiem w rozwoju GIS było wprowadzenie cechy przestrzeni, oceny gleby lub cechy przestrzeni do wielu atrybutów obiektów operacyjnych.

W tym czasie pojawiło się pojęcie obiektów kulturowych, które zostały opisane za pomocą atrybutów pozycyjnych i niepozycyjnych. W prezentacji powstały dwa przeciwstawne kierunki: struktury rastrowe i wektorowe, w tym topologiczne reprezentacje linia-węzeł. Rozwiązano zadania leżące u podstaw technologii geoinformacyjnych, takie jak narzucanie niepodobnych warstw, generowanie stref buforowych, wielokątów Thyssena oraz inne działania służące zarządzaniu danymi przestrzennymi, jak np. określanie przynależności punktu do wielokąta , działania geometrii obliczeniowej itp. Określane są efektywne rozwiązania innych zagadnień geometrycznych, kolejność działania operacji oceniających i konstrukcji graficzno-analitycznych.

Okres rozwoju komercyjnego przypada na lata 80. wraz z powstaniem jednolitego systemu łączącego komputerowe wspomaganie przetwarzania danych, sporządzania tekstów i map. Związek ten umożliwia człowiekowi podjęcie właściwej decyzji w odpowiedzialnych działaniach. W tej chwili GIS rozwija się w bardzo szybkim tempie, nowe możliwości zaplecza obliczeniowego, komputery osobiste znacząco zmieniają cały kierunek geoinformacji. Oprogramowanie jest teraz wystarczająco elastyczne, aby oceniać i analizować problemy GIS. Tak więc w tym okresie w Instytucie Badania Systemów Środowiskowych w Stanach Zjednoczonych pojawiło się oprogramowanie ARC/INFO, którego podstawą do stworzenia było połączenie standardowego systemu zarządzania relacyjną bazą danych (INFO) z programem (ŁUK). Dziś oprogramowanie urosło do rangi kompleksu ArcGIS - solidnego rozwiązania dla GIS - mapowania, w szczególności dla zasobów ziemi.

W tym czasie w naszym kraju ma miejsce wprowadzanie GIS do mapowania zasobów ziemi. Utworzono strukturę informacji o gruntach, podzieloną na lokalne, regionalne i centralne, dane katastralne o gruntach zaczynają się gromadzić. GIS został wykonany w procesie rejestracji działek, monitoringu i ochrony funduszu ziemi, trwają prace nad funduszami serwerowymi.

1.2 Cele i zadania mapowania GIS zasobów ziemi. Klasyfikacja zasobów lądowych Rosji

Współpraca geoinformatyki z kartografią stała się podstawą do powstania nowego kierunku - mapowania geoinformacyjnego, którego istotą jest zautomatyzowana informacja i modelowanie kartograficzne geosystemów przyrodniczych i społeczno-gospodarczych w oparciu o GIS i bazy wiedzy.

Wykorzystanie map w planowaniu i zarządzaniu w nauce i innych widmach życia dowodzi znaczenia mapowania GIS w skali kraju.

Dla rozwoju tego obszaru są tak ważne zadania i cele:

Tworzenie tematycznych map i atlasów oraz ich dostępność dla konsumentów, zwłaszcza z uwzględnieniem zasobów naturalnych ziemi oraz map związanych z ochroną środowiska;

Zwiększenie wolumenu produkcji materiałów kartograficznych i optymalizacja terminów ich wydawania;

Wykorzystanie techniki komputerowej do automatyzacji procesów kartograficznych, opracowywanie map cyfrowych;

Stworzenie systemu wyszukiwania informacji, który zapewnia gromadzenie, przechowywanie i wykorzystywanie informacji;

Opracowanie map przez specjalistów posiadających podstawową wiedzę naukową.

Rozważmy bardziej szczegółowo istotę i cel mapowania zasobów ziemi. W celu prawidłowego tworzenia map zasobów lądowych konieczne jest rozwiązanie szeregu priorytetowych zadań podczas badania obiektu:

Badanie potencjału lądowego kraju, jego zasobów, ich położenia, stanu, perspektyw użytkowania i ochrony, cech osobniczych i ogólnych jako przedmiotu kartowania;

Ocenić dostępne publikacje naukowe i doświadczenia tego nurtu w mapowaniu tematycznym w celu określenia treści, trendów, sposobów realizacji i możliwości wykorzystania w pracy;

Przeprowadzać projektowanie map według opracowanych koncepcji pracy, z uwzględnieniem celu każdej z nich, zasady tworzenia, uzasadnienia konstrukcji, elementów matematycznych, ogólnych i tematycznych ich treści;

Opracowując mapy dąży do ujednolicenia narzędzi programowych zgodnie z nowoczesnym wyposażeniem technicznym państwowych i resortowych służb kartograficznych;

- tworzenie szczegółowych, autorskich układów atlasu, map ściennych, zawierających fragmenty map podstawowych i wstawkowych, diagramów, wykresów, tabel.

Aby zrozumieć mapowanie zasobów ziemi, należy przede wszystkim zrozumieć, co oznacza samo pojęcie zasobów ziemi w skali kraju, aby zobaczyć klasyfikację.

Federacja Rosyjska ma największe zasoby ziemi na świecie, obszar Rosji zajmuje 12,5% terytorium świata, co równa się 1709 mln hektarów ziemi. Przy tak wielu dostępnych zasobach polityka stanowa zapewnia najściślejszą kontrolę nad jej charakterystyką i stanem.

Jednocześnie ważną funkcją władz jest gospodarowanie gruntami, które uchwalają zasady gospodarowania gruntami, sprawują ten zarząd i nadzorują legalność przyjętych zasad.

Klasyfikacja zasobów lądowych w Rosji wyróżnia następujące grupy:

Grunty przedsiębiorstw rolnych, a także grunty wykorzystywane na potrzeby rolnictwa, grunty rolne;

grunty leśne;

Grunty funduszy wodnych;

Grunty zarejestrowane przez władze miejskie, osiedlowe i wiejskie

Grunty na cele przemysłowe, transportowe, komunikacyjne, bezpośrednio zaangażowane w proces produkcyjny;

Grunty do celów ochrony przyrody, które mają wartość przyrodniczą, naukową, estetyczną, prozdrowotną;

Grunty rezerwowe nieudostępnione osobom prawnym i fizycznym będącym w ich posiadaniu.

Cechą funduszu ziemi Federacji Rosyjskiej jest to, że ponad 90% ziemi należy do państwa. To po raz kolejny potwierdza znaczenie prawidłowego mapowania GIS.

1.3 Narzędzia programowe do mapowania GIS gruntów

Rozwój technologii informacji geograficznej doprowadził do powstania firm, które rozpowszechniają oprogramowanie GIC wymagane do celów mapowania terenu GIS. Istnieje kilka klas oprogramowania, które różnią się funkcjonalnością i etapami obróbki materiałów.

narzędzia programowe do mapowania GIS gruntów według funkcjonalności są podzielone na pięć następujących klas.

Rozważmy pierwszy z nich, to instrumentalny GIS.

Przeznaczone są do organizowania wprowadzania informacji kartograficznych i atrybucyjnych, ich przechowywania, przetwarzania złożonych zapytań o informacje, rozwiązywania problemów przestrzennych, analitycznych, konstruowania map i planów pochodnych, a docelowo przygotowania do wyprowadzenia na nośnik oryginalnych modeli obrazu kartograficznego . Zasadniczo GIS wspiera pracę zarówno z obrazami rastrowymi, jak i wektorowymi, posiada wbudowaną bazę danych lub korzysta z takich baz danych jak Paradox, Access, Oracle i innych. Ponadto, mapowanie GIS gruntów jest możliwe w AutoCAD Map, MapInfo Professional, GIS-map 2011, GeoDraw i innych.

Druga klasa obejmuje przeglądarki GIS, oprogramowanie umożliwiające korzystanie z geobaz tworzonych za pomocą instrumentalnego GIS. Wszystkie przeglądarki GIS zawierają narzędzia do zapytań do baz danych, pozycjonowania i powiększania obrazów kartograficznych. Widzowie są integralną częścią średnich i dużych projektów, co pozwala zaoszczędzić koszty. Przeglądarki GIS umożliwiają wyświetlanie materiału kartograficznego (tabletów) na solidnym nośniku. Najpopularniejsze produkty to Arc Reader, Vista Map, Win Map.

Trzecia klasa obejmuje oprogramowanie do wstępnego przetwarzania i deszyfrowania danych teledetekcyjnych Ziemi. Należą do nich pakiety do przetwarzania obrazu wyposażone w aparaturę matematyczną, która umożliwia manipulację zeskanowanymi lub cyfrowo zarejestrowanymi obrazami powierzchni Ziemi. Obejmuje to szeroki zakres operacji, w tym wszystkie rodzaje korekcji poprzez georeferencję obrazów, aż po automatyczne odszyfrowywanie gruntów. Wśród tych produktów GIS są ERDAS Imagine, ERDAS ER Mapper, Image Analyst for ArcGis, Stereo Analyst for ArcGis, ENVI, MultiSpec, PHOTOMOD.

Czwarta klasa obejmuje programy wektoryzacji. Te pakiety GIS specjalizują się w skanowaniu, łączeniu i poprawianiu danych map papierowych z późniejszą wektoryzacją ich zawartości w trybie automatycznym lub półautomatycznym. Zapewniają to następujące programy: AutoCAD Raster Design, Easy Trace, Arc Scan for ArcGIS, Map EDIT, Panorama Editor i inne.

Piąta klasa obejmuje narzędzia programowe do przetwarzania terenowych obserwacji geodezyjnych, które umożliwiają import informacji z odbiorników GPS, tachometrów elektronicznych, niwelatorów i innego sprzętu geodezyjnego. Produkt ten realizuje przetwarzanie i ocenę danych, obliczanie współrzędnych punktów zwrotnych granic działek, tworzenie własnymi środkami planów granic działek lub eksport informacji z instrumentalnego GIS . Stosowane są następujące programy: Trimble Geomatics Office, CREDO_DAT i CREDO TOPOPLAN, Survey Analyst for ArcGIS, Complex obliczeń geodezyjnych, itp.

1.4 Perspektywy rozwoju mapowania GIS

Rozwój kartografii determinowany jest wzrostem konsumpcji map i wzrostem ich wartości w gospodarce narodowej, pracach budowlanych i badawczych. Przyczyny zwiększonego zainteresowania tłumaczy się potrzebą bardziej szczegółowej i dokładnej informacji przestrzennej o powierzchni Ziemi, rozwojem badań kosmicznych, warunków naturalnych i zasobów, wzrostem poziomu wykształcenia ludności, opracowaniem strategii w planowaniu gospodarki narodowej i budownictwa, przy podejmowaniu decyzji o ochronie i ochronie środowiska ... Oznacza to wprowadzenie metody kartograficznej do badania procesów przyrodniczych i społeczno-gospodarczych.

Niektóre z tych czynników wpływają na wzrost liczby wydawanych map geograficznych, niektóre prowadzą do uszczegółowienia i doprecyzowania treści, do regularnych aktualizacji, inne powodują konieczność tworzenia nowych typów map i zakładania nowych gałęzi kartograficznych .

Rozwój kartografii wymaga poszukiwania lepszych sposobów prowadzenia badań, pozyskiwania danych, nowych sposobów opracowywania i wykorzystywania map, które zwiększają efektywność i produktywność pracy, co prowadzi do łatwiejszego zrozumienia map, poszerza horyzonty ich stosowania.

Tym samym wzrost w krajach turystycznych prowadzi do wzrostu wolumenu map tworzonych dla turystów, a wzrost liczby ludności z kolei prowadzi do większej produkcji atlasów dla instytucji edukacyjnych. Istnieje nieskończona liczba przykładów, najważniejsze jest to, że wszystkie powyższe czynniki prowadzą do jakiejś zmiany w mapowaniu.

Można więc zaobserwować wzrost tematycznego mapowania Oceanu Światowego, którego znaczenia w skali globalnej trudno przecenić. Rozwiązano problematykę kompleksowego mapowania Oceanu Światowego, uznawanego za sferę działalności człowieka, związaną ze wzrostem wykorzystania zasobów biologicznych, mineralnych i energetycznych, zarówno na powierzchni, jak i w głębinach jego wód. . Rozwiązuje się to poprzez mapowanie zasobów naturalnych półki.

Wprowadzenie kartografii w kosmos do badania księżyca, planet i tworzenia map ciał niebieskich jest bardzo interesujące dla nauki.

Przy opracowywaniu map lądowych, topograficznych praca nie ogranicza się tylko do doprecyzowania i aktualizacji, ale prowadzi do pojawienia się takich nowych map z fotograficznym obrazem powierzchni ziemi, map przedstawiających zabudowę i gospodarkę miejską na różnych poziomach.

Tworzenie nowych map i atlasów przyczynia się do gromadzenia ogromnej ilości informacji o lokalizacji procesów przyrodniczych i społecznych, umożliwia ocenę ich stanu, interakcji, zmian..

Główne zadania, jakie stawiają sobie kartografowie:

Wzrost wydajności pracy;

Ulepszanie kart;

Rozszerzenie wykorzystania map w praktyce i nauce.

Rozwiązanie trudności w realizacji zleconych zadań zostało rozwiązane w dużej mierze dzięki rozwojowi technologii komputerowych, technologii obliczeniowej, automatyki i teledetekcji, badań eksperymentalnych w kartografii.

Ale wraz z tym istnieje szereg map i procesów, które praktycznie nie poddają się matematycznemu problemowi ze względu na dużą liczbę kryteriów, których znaczenie jest trudne do zastosowania do pewnej miary, prawa. I to właśnie najnowsza technologia daje kartografowi możliwość włączenia się w pracę systemu automatycznego i samodzielnego rozwiązywania problemów w trybie dialogowym „człowiek-maszyna”.

To właśnie ta symbioza ludzkiej myśli i nieskończone możliwości najnowszej technologii jest wymieniana jako ogromna perspektywa dalszego rozwoju kartografii.

Badania kosmiczne, które dają ogromny przegląd przestrzenny i odzwierciedlają wzorce geografii, pozwalają kartografowi uniknąć procesów stopniowej redukcji źródeł wielkoskalowych i usuwania wielu zbędnych danych, w tym zakresie procesów pozyskiwania medium -mapy tematyczne w skali i małej skali są zdecydowanie przyspieszone. Ogromne znaczenie ma fakt, że automatyzacja umożliwia przekształcenie danych uzyskanych z badań kosmicznych do postaci kartograficznej.

Zatem badając perspektywy kartografii można wyróżnić dwa główne cele:

Tworzenie nowych map skierowanych do kręgu kartografów i innych specjalistów zajmujących się projektowaniem, geodezją, kartografią;

Zastosowanie kart w nauce i praktyce, służąc interesom konsumentów.

Chciałbym podkreślić, że to właśnie wykorzystanie map kształtuje przyszłość tego nurtu naukowego i dlatego wymaga ciągłego doskonalenia.

Rozdział 2 Zdjęcia kosmiczne w mapowaniu terenu

2.1 Główne rodzaje i cechy obrazów satelitarnych

Wiodące miejsce wśród innych metod teledetekcji, czyli zbioru bezkontaktowych metod strzelania do badania Ziemi i jej części, poprzez rejestrację i ocenę własnego i odbitego promieniowania z samolotów i pojazdów kosmicznych, zajmuje kosmiczne obrazowanie.

Zdjęcia kosmiczne wykonuje się za pomocą sztucznych satelitów Ziemi, automatycznych stacji międzyplanetarnych, długoterminowych stacji automatycznych i załogowych statków kosmicznych. Główną cechą zdjęć satelitarnych jest rozdzielczość przestrzenna, podzielona na następujące klasy:

Zdjęcia satelitarne o bardzo niskiej rozdzielczości 10 000-100 000 m;

Obrazy przestrzenne o niskiej rozdzielczości 300-1000 m;

Obrazy kosmiczne o średniej rozdzielczości 50-200 m;

Obrazy kosmiczne o stosunkowo wysokiej rozdzielczości 20-40 m;

Obrazy przestrzenne o wysokiej rozdzielczości 10-20 m;

Zdjęcia satelitarne o bardzo wysokiej rozdzielczości 1-10 m;

Obrazy kosmiczne o ultrawysokiej rozdzielczości 0,3-0,9 m.

W zależności od cech pokrycia powierzchni Ziemi można wyróżnić następującą grupę obrazów:

Pojedyncze fotografowanie, wykonywane przez astronautów ręcznymi aparatami, pozwala uzyskać obrazy perspektywiczne ze znacznymi kątami pochylenia;

Fotografowanie tras, odbywa się wzdłuż satelitarnego toru lotu, w tym przypadku szerokość paska pomiarowego zależy od wysokości lotu i kąta widzenia sprzętu;

Fotografia widokowa ma na celu wykonanie zdjęć określonych działek z dala od toru;

Fotografia globalna, która jest wykonywana z satelitów geostacjonarnych i krążących wokół biegunów, zapewniająca małoskalowe obrazy poglądowe całej Ziemi, z wyjątkiem czap polarnych.

Istnieje szereg parametrów, które decydują o możliwości dekodowania obrazów satelitarnych, są to skala, rozdzielczość przestrzenna, widoczność i charakterystyka spektralna.

Skala i widoczność obrazów kosmicznych pozwalają na identyfikację obiektów na różnych poziomach, uchwyconych w tym samym czasie iw tym samym trybie badania.

Widoczność zdjęć satelitarnych obejmuje duży obszar w porównaniu ze zdjęciami lotniczymi. Dla porównania jedno zdjęcie z kosmosu obejmuje obszar 10 000 zdjęć lotniczych. Jednocześnie duże obszary objęte są jednocześnie w tych samych warunkach, co umożliwia badanie wzorców regionalnych i strefowych, zjawisk globalnych oraz prowadzenie badań w skali globalnej.

Kompleksowa prezentacja elementów geosfery.

Dzięki wspólnemu wyświetlaniu różnych elementów geosfery (litosfera, hydrosfera, biosfera, atmosfera) pozwala na badanie ich połączeń. Ze względu na dużą wysokość fotografowania na zdjęciach wyświetlana jest zachmurzenie planety, w wyniku uogólnienia obrazu wyświetlane są na nich głębokie struktury geologiczne. Na tej podstawie obrazy satelitarne zapewniają:

Badanie procesów w atmosferze;

Interakcja atmosfery i oceanu;

Manifestacja hydrodynamiki przepływu.

Wszystko to daje szereg korzyści dzięki zintegrowanej metodzie pokazywania połączeń między obiektami, co ułatwia deszyfrowanie i umożliwia wykorzystanie obrazów do tworzenia map tematycznych.

Regularne powtarzanie zdjęć satelitarnych zapewnia regularne powtarzanie badań w zadanym odstępie czasu (lata, miesiące, dni itp.), co jest niemożliwe do zrealizowania innymi metodami.

Jako model terenu można również wykorzystać zdjęcia satelitarne. Obrazy są modelami czasoprzestrzennymi, co pozwala na badanie zmian czasowych na zasadzie szeregów czasoprzestrzennych.

2.2 Metody dekodowania obrazów kosmicznych podczas mapowania zasobów lądowych

Po wykonaniu niezbędnych czynności na podstawie danych teledetekcyjnych, wykonywane jest mapowanie GIS zasobów lądowych poprzez deszyfrowanie.

Deszyfrowanie to metoda badania obiektów, zjawisk i procesów na powierzchni ziemi, która polega na rozpoznawaniu obiektów po ich cechach, określaniu cech, nawiązywaniu relacji z innymi obiektami. Deszyfrowanie rozróżnia się treścią na topograficzną, w której informacje o powierzchni ziemi i znajdujących się na niej obiektach uzyskuje się z obrazów; i specjalne, w których informacje o rolnictwie, geologii itp.

Proces deszyfrowania rozpoczyna się od sformułowania ogólnego problemu, który jest ustalany z uwzględnieniem realnych możliwości pozyskania materiałów ankietowych, dostępności odpowiedniego sprzętu, doświadczenia dekoderów itp.

W przypadku każdego rodzaju deszyfrowania konieczny jest etap przygotowawczy, który obejmuje prace przygotowawcze, przetwarzanie materiałów graficznych i tworzenie rastrowej bazy przestrzennej.

Przetwarzanie materiałów ze zdjęć satelitarnych składa się z następujących etapów:

Tworzenie projektu cyfrowego systemu fotogrametrycznego i wczytywanie do projektu danych z obrazów satelitarnych;

Wykonywanie planowanego wiązania obrazów kosmicznych na dużych wysokościach;

Prace fotogrametryczne nad zewnętrzną orientacją obrazów kosmicznych;

Wyrównywanie wyników fototriangulacji.

Na tym etapie wykorzystywane jest oprogramowanie Photomod oraz skanery fotogrametryczne.

Istnieją trzy główne metody dekodowania obrazów kosmicznych: terenowe, biurowe i kombinowane.

Podczas deszyfrowania terenowego obraz na obrazach jest porównywany z terenem, w wyniku czego identyfikowane są obiekty i określane są ich właściwości. Główną zaletą tej metody jest największa kompletność i wiarygodność wyników, ze znaczną wadą, jaką jest duża pracochłonność, duże koszty czasowe i finansowe.

Przy deszyfrowaniu biurowym następuje logiczna analiza obrazów i wykorzystanie całego kompleksu znaków deszyfrujących, przy udziale specjalnych urządzeń oprogramowania w laboratorium. warto zwrócić uwagę na zalety tej metody:

Oszczędność czasu i pieniędzy;

Dobre warunki pracy;

Zastosowanie różnych narzędzi automatyzacji;

Korzystanie z pomocniczych źródeł informacji.

Przy tym wszystkim możliwe jest dopuszczenie błędów, które ostatecznie wpłyną na niezawodność i będą wymagały uzupełnienia danych w terenie.

Przy deszyfrowaniu łączonym wykorzystywane są procesy i metody technologiczne metod terenowych i biurowych, co zapewnia wysoką produktywność ekonomiczną i wiarygodność uzyskiwanych danych.

Ze względu na tak oczywiste zalety jest to najczęstsza metoda.

2.3 Zalety i wady korzystania ze zdjęć satelitarnych

Studiując obrazy kosmiczne do mapowania dla GIS, zidentyfikowałem szereg zalet ich wykorzystania:

Satelita nie odczuwa wibracji i ostrych wibracji, dzięki czemu można uzyskać obrazy kosmiczne o wysokiej rozdzielczości i wysokiej jakości obrazu;

Zdjęcia można zdigitalizować do późniejszej obróbki komputerowej;

- uzyskanie integralności środowiska;

Wielospektralny i wieloczynnikowy charakter danych kosmicznych zapewnia kompleksową ocenę sytuacji;

Wydajność, możliwość uzyskania powtarzalnych obrazów;

Stosunkowo niski koszt na jednostkę powierzchni badania;

Możliwość wykorzystania otrzymanych dokumentów filmowych w pracy biurowej.

Należy jednak zwrócić uwagę na szereg wad tego typu badań:

Podczas pracy na orbicie nie można uzyskać obrazów częściej niż raz na 6-12 godzin;

Pojawienie się trudności w modernizacji systemów, ponieważ nowe próbki czujników mogą działać tylko przy nowych uruchomieniach urządzeń;

Rozmieszczenie niektórych urządzeń czujnikowych w kosmosie jest trudne;

Niewystarczająca wydajność w realizacji żądań, co tłumaczy się ścisłą zależnością wyjścia statku kosmicznego od obszaru badania od parametrów balistycznych orbity roboczej;

Wysokie koszty tworzenia i rozmieszczania statków kosmicznych.

Po przeanalizowaniu tych danych możemy stwierdzić, że wykorzystanie obrazów kosmicznych do mapowania GIS, choć ma wady, jest preferowane w porównaniu z innymi rodzajami badań.

2.4 Perspektywy rozwoju wykorzystania obrazów kosmicznych w mapowaniu zasobów lądowych dla Federacji Rosyjskiej

Rozwój krajowych technologii kosmicznych jest integralną częścią obranego przez nasz kraj kierunku innowacyjnego rozwoju. Uzyskane na ich podstawie dane z obrazów Ziemi z kosmosu oraz specjalistyczne produkty są coraz częściej wykorzystywane do rozwiązywania codziennych problemów praktycznych. Ocena zaawansowania budowy, sytuacji ekologicznej w regionie, rolnictwa, ocena atrakcyjności inwestycyjnej terenów itp. Szeroki zakres problemów wymaga obiektywnych i istotnych informacji w celu uzyskania produktywnego rozwiązania, którego jedynym źródłem są często dane z teledetekcji Ziemi (ERS).

Efektywność pracy z informacją satelitarną mogą zwiększyć geoserwisy połączone ze stacjami odbiorczymi, które w oparciu o technologię ScanEx Web GeoMixer® zapewniają szybką wizualizację przestrzeni i informacji analitycznych oraz transfer gotowych produktów. Technologie geoportalowe potwierdziły swoją skuteczność w prowadzeniu operacyjnego satelitarnego monitoringu stanu ekologicznego i sytuacji statków na obszarach morskich, obserwacji przebiegu powodzi i powodzi itp.

Podstawową technologią zwiększania dostępności informacji kosmicznych jest rozwój ScanEx Center - uniwersalnego kompleksu sprzętowo-programowego „UniScan”, który obecnie odbiera dane z 17 nowoczesnych satelitów ziemskich.

Wykorzystanie danych obrazowania przestrzeni w rolnictwie rozszerza się do rozwiązywania problemów inwentaryzacji gruntów, monitorowania stanu upraw, identyfikacji obszarów erozji, monitorowania jakości i terminowości różnych środków agrotechnicznych. Powtarzanie badań pozwala na obserwację dynamiki rozwoju upraw rolnych, prognozowanie plonów.

Technologia ScanNet może być wykorzystywana do kontrolowania nielegalnej działalności gospodarczej, nielegalnych połowów, zanieczyszczenia gleby i wody oraz innych zadań. Jego adaptacja i organizacja monitoringu satelitarnego odbywa się z uwzględnieniem indywidualnych wymagań klienta.

Osiągnięcie prawdziwie globalnego poziomu konkurencyjności w branży, będącej katalizatorem nowoczesnych procesów geoinformacyjnych we wszystkich krajach rozwiniętych, wymaga skoordynowanych działań wszystkich interesariuszy: zarówno organów rządowych, jak i przedstawicieli sektora prywatnego. |

Rozdział 3 Mapowanie roślinności do wyceny katastralnej gruntów na przykładzie rezerwatu przyrody Lapland

3.1 Cechy wyceny katastralnej zasobów ziemi

Wraz z pojawieniem się instrukcji Prezydenta Rosji w sprawie oceny katastralnej wszystkich ziem w Rosji, kwestia analizowania ziem specjalnie chronionych obszarów przyrodniczych (SPNA) stała się bardzo dotkliwa. Ocena katastralna wartości gruntów PA jest konieczna przy obliczaniu szkód w gruntach tej grupy, ocenie decyzji gospodarczych związanych z przekazaniem gruntów z tej grupy lub do tej grupy, a także dla porównania z kosztami ekonomicznymi wynikającymi z zaniechanie gospodarczego użytkowania gruntów.

Artykuł 390 kodeksu podatkowego Federacji Rosyjskiej stanowi, że wartość katastralna działki jest ustalana zgodnie z ustawodawstwem gruntowym Rosji. Zgodnie z ust. 2 art. 66 Kodeksu pracy RF w celu ustalenia wartości katastralnej przeprowadza się państwową wycenę katastralną zasobów ziemi. Dekretem Rządu Federacji Rosyjskiej z dnia 08.04.2000 r. N 316 zatwierdzono Zasady wyceny katastralnej gruntów, które określają procedurę wyceny katastralnej gruntów wszystkich kategorii na terytorium Federacji Rosyjskiej do celów podatkowych oraz inne cele określone przez prawo. W celu wykonania tych prac zaangażowani są rzeczoznawcy lub osoby prawne uprawnione do zawarcia umowy o wycenę zgodnie z wymogami określonymi w ustawie federalnej z dnia 21 lipca 2005 r. N 94-FZ „Przy składaniu zamówień na dostawę towarów, wykonywanie pracy , świadczenie usług na potrzeby państwowe i komunalne” (zmieniony 11 lipca 2011 r.).

Państwowa wycena katastralna gruntów opiera się na klasyfikacji gruntów zgodnie z przeznaczeniem i rodzajem użytkowania funkcjonalnego, przeprowadza się ją w celu określenia wartości katastralnej gruntów o różnym przeznaczeniu nie rzadziej niż raz na pięć lat. Organy wykonawcze podmiotów Federacji Rosyjskiej, na wniosek organów terytorialnych Rosreestr, zatwierdzają wyniki państwowej wyceny katastralnej gruntów. Wytyczne metodyczne dotyczące państwowej wyceny katastralnej gruntów oraz dokumenty regulacyjne i techniczne wymagane do państwowej wyceny katastralnej gruntów są opracowywane i zatwierdzane przez Ministerstwo Rozwoju Gospodarczego Rosji w porozumieniu z zainteresowanymi federalnymi władzami wykonawczymi.

Zalecenia metodyczne dotyczące państwowej oceny katastralnej gruntów obszarów i obiektów szczególnie chronionych, zatwierdzone rozporządzeniem Ministerstwa Rozwoju Gospodarczego Rosji z dnia 23 czerwca 2005 r. Nr 138, służą wyłącznie do określenia wartości katastralnej działek rekreacyjnych jako część obszarów chronionych oraz tereny leczniczo-rekreacyjne i uzdrowiskowe.

Skuteczna ekonomiczna ocena wartości gruntów PA jest skomplikowana z wielu powodów, dla których konieczne jest zorganizowanie PA. Można je podzielić na funkcjonalno-biosferyczne, zasobowo-ekonomiczne i moralno-etyczne.

Metody oceny wartości gruntów na obszarach chronionych objętych reżimem rezerwowym uwzględniają efektywność ekosystemów, wartość i unikatowość różnorodności ekosystemów oraz inne wskaźniki. Analizę gruntów rezerwatów podano z uwzględnieniem kapitalizacji wielkości utraconej produkcji kosztów odtwarzania zaburzonych ekosystemów za okres średniego czasu trwania okresu odtwarzania ekosystemów w warunkach naturalnych. wartości. Wyraźne sformułowanie wartości środowiskowej podał S.E. Zhuravleva, który zaproponował, na podstawie analizy syntaksonomicznej, uwzględnienie rzadkości, naturalności, wrażliwości, znaczenia florystyczno-fitocenotycznego zbiorowisk roślinnych, ich bliskości do granicy obszaru. Podejścia metodologiczne do oceny wartości ochronnej zbiorowisk leśnych zostały szczegółowo omówione w pracy L. Andersena i in.

Wycena katastralna gruntów polega na ich mapowaniu, z uwzględnieniem ich przynależności typologicznej, co determinuje wycenę poszczególnych terenów. Zatem ocena katastralna gruntów PA zakłada mapowanie roślinności PA z uwzględnieniem stanu dynamicznego, produktywności, rzadkości, naturalności, wrażliwości, znaczenia florystyczno-fitocenotycznego zbiorowisk roślinnych, ich bliskości do granicy obszaru. Dynamiczne kategorie roślinności zaburzonych ekosystemów powinny charakteryzować się średnim czasem trwania okresu odnowy, co jest warunkiem koniecznym do obliczenia wartości gruntów z uwzględnieniem kapitalizacji.

3.2 Cechy mapowania roślinności na przykładzie rezerwatu przyrody Laponii z wykorzystaniem zdjęć satelitarnych

W swojej pracy dydaktycznej zdecydowała się na badanie mapowania za pomocą obrazów kosmicznych takiego obiektu Federacji Rosyjskiej, jak Rezerwat Laplandsky, ponieważ jest to wyjątkowe arcydzieło stworzone przez samą naturę, a zatem ma wielką wartość dla naszego państwa, a jego badanie jest więcej niż uzasadnione.

Rezerwat Przyrody Laponii znajduje się na terenie pasm górskich Monchetundra i Chunatundra, nad brzegiem jeziora Imandra w obwodzie murmańskim, przez który przechodzi dział wodny Morza Białego i Morza Barentsa. Powierzchnia rezerwatu jest ogromna i wynosi 278 438 ha, z czego 8574 to powierzchnia wodna jezior i rzek. Rysunek 1 przedstawia zdjęcie satelitarne tego wyjątkowego rezerwatu przyrody.

Rysunek 1 – Rezerwat Przyrody Laponii. Migawka z kosmosu

Krajobraz rezerwatu jest bardzo zróżnicowany od lasów po tundry i szczyty górskie. Najwyższy punkt to 1140 m n.p.m., średnia wysokość pasma górskiego to 470 m.

Rezerwat zajmuje czwarte miejsce w europejskiej części Rosji, jego unikalną cechą jest to, że ludzie nigdy nie mieszkali na jego terytorium, nie zajmowali się działalnością przemysłową, dlatego terytorium rezerwatu zachowało swoją integralność.

Głównym celem i kierunkiem działalności naukowej rezerwatu jest utrzymanie i zwiększenie populacji reniferów na terenie Półwyspu Kolskiego. Ponadto pracownicy monitorują i badają wpływ pobliskich przedsiębiorstw przemysłowych na środowisko, zmiany klimatu. Bogata flora i fauna sprawiają, że rezerwat jest interesującym miejscem do badania i gromadzenia danych.

Przedmiotem mapowania do prac kursowych była roślinność Rezerwatu Państwowego Laponii. Powierzchnia terytorium do stworzenia mapy wynosi 161 241 hektarów.

Metoda badania roślinności opiera się na wykorzystaniu danych uzyskanych z map topograficznych oraz oceny spektralnych współczynników jasności (SBC) obrazów satelitarnych (CS) uzyskanych przez satelitę Landsat-7 o rozdzielczości 30 m na ziemi. Do określenia zależności między współczynnikiem luminancji a jednostkami pokrywy roślinnej, dokładnością odwzorowania systemów ekologicznych, wykorzystano dane stałych powierzchni doświadczalnych, założonych w 1986 roku i szerzej opisanych w 2008 roku.

Główną cechą oddziaływania promieniowania w zakresie optycznym z badanym ośrodkiem jest spektralny współczynnik jasności (SLC), ponieważ to współczynniki jasności są mierzone doświadczalnie, a nie współczynniki odbicia. Widmowy współczynnik jasności c jest wartością charakteryzującą przestrzenny rozkład widmowej jasności powierzchni odbijającej, równy stosunkowi jasności danej powierzchni w danym kierunku B(l) do jasności idealnie rozpraszającej powierzchni B0( l) o jednostkowym współczynniku odbicia i oświetlone w taki sam sposób jak ta powierzchnia

s (l) = B (l) / B0 (l)

Jako idealny rozpraszacz zazwyczaj przyjmuje się powierzchnie, które mają równomiernie rozpraszające odbicie dla wszystkich długości fal widma, na przykład płytki powlekane barem.

Powierzchnię lądu wyróżnia duża różnorodność typów powierzchni pod nią, charakteryzujących się różnymi współczynnikami jasności całkowej, a w jeszcze większym stopniu różnymi zależnościami spektralnymi SSC, które wynikają przede wszystkim ze specyficznych widm absorpcji różnych obiektów. Jednak dla wielu różnych typów podłoża wartości integralnych QW mogą się praktycznie pokrywać, dlatego wiarygodna identyfikacja takich obiektów jest możliwa tylko na podstawie:

- strukturalne znaki deszyfrujące;

Strzelanie w wielu obszarach.

Odblaskowe właściwości szaty roślinnej zależą od:

Właściwości optyczne fitoelementów (liście, łodygi, gałęzie, pnie, kwiaty, owoce);

- architektura szaty roślinnej (kształt, względne położenie i orientacja fitoelementów);

Współczynnik pokrycia projekcyjnego (ilość roślinności na jednostkę powierzchni).

Główny wkład w tworzenie SBC ciągłej pokrywy roślinnej ma odbicie światła przez liście.

Wykorzystując zdjęcia satelitarne w zakresie podczerwieni wyznaczyliśmy wartości SSC odpowiadające pięciu klasom stopnia uwilgotnienia gleby. Stosując znormalizowany wskaźnik roślinności (NVI), który uwzględnia stosunek CWR w zasięgu czerwonym i zielonym, zidentyfikowano 6 typów kategorii roślinności:

Roślinność wodna akwenów wodnych;

Lasy świerkowe;

Lasy liściaste i sosnowe;

Lasy i krzewy;

Omszały, krzewiasty, roślinność zielna

Rzadka szata roślinna.

Różnica pomiędzy CSP lasów liściastych i iglastych w zakresie bliskiej podczerwieni umożliwiła stworzenie mapy lasów iglastych. Do obróbki zdjęć satelitarnych wykorzystaliśmy pakiet graficzny ImagePals2Go, oryginalne programy w C++. W wyniku przetworzenia zdjęć satelitarnych uzyskano następujące obrazy rastrowe:

Mapa nawilżania;

Mapa typu struktury szaty roślinnej;

- mapa lasów iglastych.

Komputerowe połączenie tych trzech map umożliwia zbudowanie mapy geobotanicznej. Interpretację geobotaniczną konturów pojawiających się przy połączeniu wszystkich trzech map przedstawia tabela 1.

Tabela 1- Oznaki dekodowania roślinności

Struktura szaty roślinnej	Stopień nawilżenia gleby na podstawie wyników zdjęć satelitarnych
lasy świerkowe		bobrowe lasy świerkowe, trawa bagienna	borówkowo-czarne lasy świerkowe	lasy brusznicowo-świerkowe	porostowo-mchowe świerkowe lasy
lasy i lasy sosnowe	zbiorowiska sosnowo-krzewowo-torfowe	torfowiec w lasach sosnowych	borówkowe bory sosnowe	zielone mchowo-porostowe lasy sosnowe, bażyna-borówka	Lasy sosnowe, bory sosnowe, porosty
lasy liściaste	trawa-brzoz-torfowiec, trawa bagienna	lasy brzozowe, jagodowo-torfowiec	Lasy jeżynowo-brzozowe	zielone lasy brzozowo-mchowo-porostowe, borówka brusznica	lasy brzozowe, rzadkie lasy brzozowe, porosty
krzywe lasy i krzewy liściaste	lasy wierzbowe, lasy brzozowe krzywe trawa bagienna	długo skoszone brzozowe krzywe lasy	brzoza jagodowo-koronowana	brzoza krzywe lasy zielony mech-porosty	brzozowe krzywe lasy
omszała, krzaczasta, zielna roślinność	ziele torfowiec, zielne żyrofilne zbiorowiska torfowisk	zbiorowiska podkrzewowo-torfowe torfowisk	krzewiasta tundra mchowa i łąki nieużytkowe	tundra porostowo-krzewowa i nieużytki	tundra porostowo-krzakowa i nieużytki w połączeniu z nagromadzeniami epilityczno-porostowymi
rzadka roślinność	skupiska higrofitów na bagnach	higrofitowe skupiska bagiennych oparzeń	agregacje mezofityczne na terenach potencjalnie leśnych	Epilityczne skupiska porostów i mchów	Epilityczne skupiska porostów

Dokładność wyników mapowania oceniano na podstawie procentu zbieżności jednostek roślinności na mapie iw tych samych punktach na powierzchni ziemi. Jeśli dane mapy i kontrolnego badania terenu nie pokrywały się, zastosowano współczynnik przyjmujący wartości od 0 do 1, aby ocenić istotność błędu:

P = 100 * (N - S (Ki)) / N, i = 1, ...., N

gdzie Р jest dokładnością odwzorowania,%; N to liczba punktów kontroli, S to suma, Ki to bezwymiarowy współczynnik istotności błędu w i-tym punkcie kontroli. Współczynnik istotności błędu Ki jest równy względnej odległości euklidesowej między środkiem ciężkości jednostki roślinności na mapie a tym samym punktem na powierzchni Ziemi.

Względna odległość euklidesowa jest zdefiniowana jako odległość euklidesowa między centroidami odwzorowanej i obserwowanej składni, znormalizowana przez maksymalną wartość odległości euklidesowej:

Ki = Еотн = Еij / Е max

Do obliczenia odległości euklidesowej posłużyliśmy się średnim pokryciem gatunku, maksimum stanowiło odległość między borami świerkowymi i sosnowymi. Dokładność odwzorowania wyniosła 72%. Aby poprawić dokładność odwzorowania do 98%, skorygowano klasy wilgotności zgodnie z danymi mapy topograficznej. Na mapie topograficznej w skali 1:25000 obszary skarp i wierzchołków wzniesień o silnym odwodnieniu, powierzchnie płaskie i lekko nachylone z normalnym odwodnieniem, zagłębienia z wilgocią spływającą, powierzchnie płaskie i lekko nachylone porośnięte lasem ze śladami zabagnienia, wyznaczono zalesione, przejezdne i nieprzejezdne bagna.

3.3 Analiza skuteczności mapowania. wnioski

Zastosowanie metody kombinowanej wykorzystującej automatyczną interpretację typów struktury roślinności, stopnia uwilgotnienia gleby z obrazów przestrzennych i map topograficznych, z późniejszym połączeniem wyników interpretacji i ich pełną analizą, daje akceptowalne wyniki. Odwzorowanie roślinności tundry górskiej i pasa krzywego lasu brzozowego pozwoliło na rozróżnienie z dokładnością do 98%: tundry porostowo-podkrzewowej, kępy zielonobrzozowo-brzozowej, brzozowo krzywe, porosty.

Ocena odwzorowania roślinności terenów podmokłych tą metodą pozwoliła na dobre odróżnienie od lasów w trybie automatycznym, jednak do szczegółowego ustalenia przynależności typologicznej kompleksów terenów podmokłych konieczne jest wykorzystanie danych z analizy tekstury o wysokiej rozdzielczości zdjęcia satelitarne.

Ocena wyników zastosowania rozważanej metody mapowania pozwoliła zidentyfikować przyczyny błędów i znaleźć sposoby ich eliminacji. Zatem, gdy ujawniono różnice we współczynniku jasności spektralnej (SLC) tych samych obiektów w różnych częściach obrazów satelitarnych, co jest eliminowane przez opracowanie obrazu w częściach w porównaniu z obszarami odniesienia w różnych częściach obrazu . Aby ustalić lepszą zgodność z klasami wilgotności gleby w analizie spektralnej, wymagana jest większa liczba punktów badania gruntu w różnych częściach terytorium.

Aby wyeliminować czarno-białe efekty, które pojawiają się z powodu obszarów mocno zacienionych przez wysokość, istnieje szereg specjalnych programów, które wymagają zbudowania matematycznego modelu reliefu, rodzajów oświetlenia terenu do późniejszej edycji spektralnej obrazów kosmicznych. Ta metoda jest stosowana w obecności górzystego terenu. W przypadku innych działek tańsze i korzystniejsze jest wykorzystanie zdjęć satelitarnych uzyskanych o różnych porach dnia.

Mapowanie roślinności i analiza materiałów archiwalnych wykazały, że 25% gruntów leśnych zostało zniszczonych przez pożary. Badania naziemne wykazały, że pożary wystąpiły na wszystkich 98 badanych obszarach lasów sosnowych. Za pomocą zdjęć satelitarnych dobrze rozpoznano główne etapy popożarowej dynamiki borów sosnowych, mające na celu zastąpienie sosny i brzozy świerkiem, a porostów mchami.

Na podstawie powyższego można stwierdzić, że zastosowanie kombinowanej metody kartowania geobotanicznego z wykorzystaniem automatycznej interpretacji typów struktury szaty roślinnej, lasów iglastych, stopnia uwilgotnienia gleby wg CI i map topograficznych, z późniejszymi Połączenie wyników interpretacji i ich sensownej analizy pozwoliło dość dokładnie zidentyfikować jednostki przynależności syntaksonomicznej, które należy wykreślić. Mapy uzyskane rozważaną metodą umożliwiają analizę rzadkości, wrażliwości, znaczenia florystyczno-fitocenotycznego, bliskości granicy obszaru elementów szaty roślinnej, określenie ich powierzchni oraz ocenę katastralną gruntów danego Strefa chroniona.

Wniosek

W wyniku przeprowadzonych prac, analizy badanych informacji, można wyciągnąć szereg wniosków dotyczących badanego materiału.

Obecnie coraz większe zainteresowanie wzbudza akwizycja zdjęć satelitarnych, gdyż poszerzają się możliwości praktycznego wykorzystania wyników tej działalności. Aktywne wprowadzanie technologii kosmicznych i geoinformacyjnych do struktury informacyjnej przyczynia się do:

Zwiększenie efektywności zarządzania regionalnego;

Daje impuls nowoczesnemu rozwojowi gospodarki Federacji Rosyjskiej.

Technologie geoinformacyjne są potrzebne w dziedzinie gospodarki rolnej i leśnej, w gospodarce miejskiej, planowaniu społeczno-gospodarczym rozwoju regionalnego oraz w rozwiązywaniu problemów środowiskowych.

Dzięki innowacyjnym technologiom kosmicznym takie możliwości stały się życiem:

Szybkie otrzymanie i wiarygodność informacji;

Zwiększyła się dokładność obliczeń i oceny regularnego monitoringu;

Zmniejszenie kosztów mapowania;

Wzrost jakości w podejmowaniu decyzji zarządczych o powierzonych zadaniach;

Zwiększenie atrakcyjności inwestycyjnej i konkurencyjności terenu poprzez publikowanie obiecujących terenów i projektów inwestycyjnych w Internecie.

Co najważniejsze, pojawiły się przesłanki organizacyjne i administracyjne dla powszechnego wprowadzenia zintegrowanych technologii monitorowania przestrzeni kosmicznej w regionach:

Przywódcy regionów zrozumieli potrzebę poważnej pracy w tym kierunku, co wiąże się m.in.

W większości regionów powstały struktury organizacyjne odpowiedzialne za informatyzację. Posiadają formę organizacyjno-prawną, sferę kompetencji i odpowiadają za rozwój nowoczesnych technologii informatycznych;

- trwa proces tworzenia systemów federalnych opartych na technologiach monitorowania przestrzeni kosmicznej, istnieje możliwość organizowania interakcji międzyresortowych na poziomie federalnym i regionalnym.

Pozytywne doświadczenia pojawiły się z wprowadzenia zintegrowanych technologii monitorowania przestrzeni kosmicznej w wielu regionach, a ekonomiczny efekt stworzenia takich systemów stał się oczywisty.

Lista wykorzystanej literatury

1. Andersson L., Alekseeva N.M., Koltsov DB, Kuksina N.V., Kutepov D.Zh., Mariev A.N., Neshataev V.Yu. Identyfikacja i badanie cennych biologicznie lasów w północno-zachodniej europejskiej części Rosji. Tom 1. Techniki wykrywania i mapowania. Instruktaż. / Odp. wyd. Andersson L.,. Alekseeva N.M. SPb, 2009.

2. Berlyant rano Mapowanie geoinformacyjne, M., 2010.

3. Geoinformatyka: podręcznik dla uniwersytetów: w książkach 2. // Pod redakcją V. S. Tikunova, M., 2010.

4. Zhuravleva SE Syntaksonomiczne uzasadnienie wyboru chronionych zbiorowisk roślinnych. Na przykładzie niektórych społeczności Republiki Baszkirii. Streszczenie pracy magisterskiej. Cand. dyst. 03.00.05. Ufa, 1999, lata 20.

5. Ilyinsky ND, Obiralov AI, Fostikov AA Fotogrametria i deszyfrowanie obrazów: podręcznik dla uniwersytetów. M., 2009.

6. Kashkin VB Sukhinin AI Teledetekcja Ziemi z kosmosu. Cyfrowe przetwarzanie obrazu: samouczek. M., 2011.

7. Klebanovich N.V. Ksiąg Wieczystych: podręcznik dla uczelni wyższych w specjalności „Geografia”. Mińsk, 2010.

8. Kutepov D. Zh., Mariev A. N., Neshataev V.Yu. Identyfikacja i badanie biologicznie cennych lasów w północno-zachodniej europejskiej części Rosji. Tom 1. Techniki wykrywania i mapowania. Poradnik do nauki / Otv. Wyd. Anlersson L., Alekseeva N.M., Kuznetsova E.S. SPb, 2009.

9. Kravtsova V.I. Kosmiczne metody badań gleb: podręcznik dla studentów. M., 2011.

10. Labutina A.I. Odszyfrowywanie obrazów lotniczych: przewodnik dla studentów. M., 2010.

11. Myasnikovich M.V. Technologie kosmiczne w systemie sterowania. M., 2012.

12. Olshevsky A. Wybór optymalnej metody klasyfikacji obrazów kosmicznych na potrzeby automatycznego dekodowania typów gruntów. M., 2012.

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Charakterystyka źródeł do tworzenia map. Historia mapowania lotniczego. Rozszyfrowanie zdjęć lotniczych i zdjęć satelitarnych, ich zastosowanie w mapowaniu tematycznym i operacyjnym. Kompilacja i aktualizacja map topograficznych.

streszczenie, dodane 20.12.2012


Główne cele stosowania mapowania środowiskowego. Klasyfikacja map środowiskowych według ukierunkowania naukowego i stosowanego oraz treści. Metody mapowania zanieczyszczenia atmosfery i wód lądowych. Analiza systemów informacji geograficznej, ich zastosowanie.

praca semestralna, dodano 24.04.2012


Rola mapowania środowiska w nauce i praktyce. Kartowanie ekologiczne i ekologiczno-geograficzne. Źródła informacji do tworzenia map ekologicznych, rysunkowe. Mapowanie problemów na przykładzie zanieczyszczenia powietrza.

praca semestralna, dodana 08.04.2012


Problemy z geografii fizycznej. Oddziaływanie geosystemów naturalnych i przyrodniczo-antropogenicznych z czynnikami globalnymi. Praca z materiałami topograficznymi, lotniczymi i kosmicznymi, opis roślinności, profilowanie krajobrazu i mapowanie.

przebieg wykładów, dodany 21.01.2010


Istota mapowania społeczno-gospodarczego, jego rodzaje (analityczne, syntetyczne, złożone) oraz rola w realizacji polityki regionalnej państwa. Zasady tworzenia map. Monitoring społeczno-demograficzny oparty na systemach informacji geograficznej.

prezentacja dodana 25.03.2015


Studium metodologicznych i metodologicznych problemów ekonomicznej oceny zasobów biologicznych i lądowych. Ocena gospodarcza zasobów regionów Rosji. Kompleksowa charakterystyka systemu zarządzania środowiskowego. Potencjał integralny i jego wykorzystanie.

praca semestralna dodana 10.11.2014


Technologia tworzenia ortofotomap na podstawie zdjęć satelitarnych z wykorzystaniem oprogramowania „TsFS-Talka”. Wstępna obróbka obrazów, tworzenie projektu, orientacja zewnętrzna obrazów. Korygowanie jasności zdjęć za pomocą „rozwijania” zdjęć w cieniu.

streszczenie, dodane 14.12.2011


Wstępne praktyczne zadania geodezji. Metody geodezyjne, ich zastosowanie w rozwiązywaniu różnych problemów inżynierskich. Pierwsza w historii definicja wielkości Ziemi jako kuli. Rozwój współczesnej geodezji i metod pracy geodezyjnej. Teoria postaci Ziemi.

streszczenie, dodane 03.07.2010


Istota koncepcji potencjału zasobów przyrodniczych terytorium. Klasyfikacja i analiza społeczno-gospodarcza światowych zasobów naturalnych, tj. zasobów mineralnych, lądowych (glebowych) i wodnych. Wartość oceny ekonomicznej zasobów naturalnych.

streszczenie dodane w dniu 04.07.2010


Światowe trendy wzrostu zanieczyszczenia planety w wyniku nieracjonalnego wykorzystania zasobów naturalnych. Zalety i wady alternatywnych źródeł energii. Procesy związane z wydobyciem, przetwarzaniem i magazynowaniem zasobów z punktu widzenia geografii.

Widok Ziemi z kosmosu... 12 kwietnia 1961 r. obywatel Związku Radzieckiego Jurij Aleksiejewicz Gagarin po raz pierwszy okrążył kulę ziemską na pokładzie statku kosmicznego Wostok. To było wielkie zwycięstwo sowieckiej nauki i techniki. Cały świat był zachwycony bezprecedensowym lotem w kosmos.

Spacer kosmiczny załogowy umożliwił jeszcze lepsze poznanie naszej planety. Z wysokości 200 tys. km Ziemia wygląda jak gigantyczna kula z rozmytymi krawędziami pod wpływem atmosfery, o średnicy kilkakrotnie większej niż średnica Księżyca. Gdy zbliża się do Ziemi, lśniąca kula stopniowo rośnie; kontynenty i wyspy z jeziorami i rzekami, morzami i zatokami stają się coraz bardziej wyraźne. Widok rodzimej Ziemi z kosmosu wywarł żywe wrażenie na pierwszym kosmonaucie Juriju Gagarinie. Powiedział: "Pasma górskie, duże rzeki, duże lasy, plamy wysp są wyraźnie widoczne ... Ziemia cieszy się bogatą paletą kolorów".

Opisy powierzchni Ziemi dokonywane przez kosmonautów, a zwłaszcza jej fotografie uzyskane dzięki fotografowaniu z satelitów, wprowadziły do ​​koncepcji Ziemi wiele nowych pomysłów.

Rysunek 57 zawiera zdjęcie satelitarne kuli ziemskiej. Formacje chmur na tym zdjęciu pokrywają znaczną część powierzchni Ziemi, ale w wielu miejscach są wyraźnie widoczne. Tutaj widzimy kontynent afrykański, Morze Czerwone i wiele innych cech geograficznych.

Czego i jak można się dowiedzieć z kosmicznych fotografii? Każda nowa orbita satelity wokół Ziemi przynosi nowy „tor” zdjęć, według których naukowcy otrzymują najbogatsze informacje o naszej planecie. Obrazy pozyskiwane z kosmosu są wykorzystywane w rozwiązywaniu wielu naukowych i krajowych problemów gospodarczych. Mogą służyć do monitorowania formowania się i ruchu chmur, oceny sytuacji lodowej na morzach arktycznych i przewidywania pogody. Pomagają naukowcom w poszukiwaniu minerałów, badaniu natury ruchu piasków, rozwiązywaniu problemów rolniczych, leśnych i wielu innych.

Odszyfrowywanie obrazów kosmicznych, a także zdjęć lotniczych, opiera się na odczytywaniu znaków, po których identyfikowane są lokalne obiekty. Fotografując kraje górskie, dobrze czyta się szczegóły płaskorzeźby. Wyróżniają się ostrymi kontrastowymi tonami, które uzyskuje się na zdjęciu w wyniku różnego oświetlenia przeciwległych zboczy. Osady i drogi można też rozpoznać po ich cechach rozszyfrowania, wtedy tylko na oryginalnych fotografiach iw dużym powiększeniu. Nie można tego zrobić na drukach typograficznych.

Szczególnie dużo informacji dostarcza fotografia multispektralna. W tym celu specjaliści z NRD i ZSRR opracowali i wyprodukowali w NRD specjalną kamerę kosmiczną MKF-6, która umożliwia fotografowanie w sześciu zakresach widma oscylacji elektromagnetycznych. Rezultatem jest seria fotografii, z których każda pokazuje tylko te obiekty, które odbijają fale elektromagnetyczne o określonej długości. Jeśli porównamy te zdjęcia, to ukryty obraz na jednym obrazie będzie wyraźnie widoczny na drugim. Zwykle nakładają się na siebie w różnych kolorach i dają kolorowy obraz. Na takich obrazach odwzorowanie kolorów nie odpowiada rzeczywistym kolorom obiektów naturalnych, lecz służy do zwiększenia kontrastu między obiektami. Dlatego obrazy wielospektralne dostarczają informacji na temat wilgotności i składu gleby, zasolenia wody i jej zanieczyszczenia; zobacz uskoki geologiczne, pola obsadzone różnymi uprawami itp.

Łączenie obrazów z mapą. Oczywiście niejednokrotnie musiałeś oglądać zdjęcia kosmiczne, umieszczane w czasopismach, książkach; atlasy. Czy zauważyłeś, że nie mają kontaktu z rzeczywistością? Rzeczywiście, obok zdjęcia nie widzimy ogólnej mapy geograficznej, na której miałoby być pokazane fotografowane terytorium. Innymi słowy, zdjęcia satelitarne nie są powiązane z mapą. W najlepszym przypadku obszar ujęcia jest wskazany w tekście lub dołączona jest mapa schematyczna, sporządzona z samych obrazów w tej samej skali. Ale to nie wystarczy! Każdy z Was chciałby porównać zdjęcie z realną mapą i dowiedzieć się, co i jak jest pokazane na zdjęciu, jak jest pokazane na mapie i jakie dodatkowe informacje do mapy daje fotograficzny obraz powierzchni Ziemi z kosmosu.

Jest wyjście: musisz sam powiązać obraz z mapą, a to nie jest trudne. Weźmy zdjęcie satelitarne jeziora Issyk-Kul umieszczone w atlasie szkolnym (ryc. 58, a) i porównajmy je z mapą, której wycinek podano poniżej, na ryc. 58, b. Skala tej mapy to 10 000 000 (1 cm 100 km). Określ skalę fotografii. W tym celu zmierzymy długość jeziora na mapie i obrazie i porównamy je. Wyniki to odpowiednio 17 i 68 mm, czyli rozmiar na obrazie jest 4 razy większy niż na karcie. W konsekwencji skala obrazu będzie 4 razy większa od mapy i wyniesie 1: 2 500 000 (1 cm 25 km).

Rysując na mapie obszaru terenu przedstawionego na obrazie lub, jak mówią eksperci, łącząc obraz z mapą, wykonujemy w następującej kolejności. Od skrajnych punktów jeziora zmierzymy na obrazie najkrótsze odległości do jego boków (a, b, c, d). Uzyskuje się je równe 8, 12, 64 i 10 mm. Zmniejsz je 4 razy i uzyskaj odpowiednio 2, 3, 16 i 2,5 mm. Odłożymy te odległości na mapie i narysujemy boki obrazu przez punkty osadzania, orientując je w odpowiednich kierunkach względem lokalnych obiektów (rzeka Tarim, północny brzeg jeziora Issyk-Kul). W ten sposób na mapie wyznaczono granice terytorium pokazanego na obrazku. Umożliwia to dokładniejsze porównanie obrazu z mapą i uzyskanie dodatkowych informacji o okolicy. To zdjęcie bardzo szczegółowo pokazuje linię brzegową jeziora, grzbiety i grzbiety górskie, ośnieżone grzbiety górskie, doliny rzeczne, a nawet małe zagłębienia.

Tworzenie map z obrazów kosmicznych... Fotografie wykonane z kosmosu są szczególnie szeroko stosowane w kartografii. I to jest zrozumiałe! Obraz kosmiczny dokładnie i wystarczająco szczegółowo oddaje oblicze Ziemi i można go łatwo przenieść na mapę.

Kompilacja map ze zdjęć kosmicznych odbywa się w taki sam sposób jak ze zdjęć lotniczych. W zależności od dokładności i przeznaczenia map stosuje się różne metody ich opracowywania przy użyciu odpowiednich przyrządów. Najłatwiejszym sposobem na zrobienie mapy jest przeskalowanie zdjęcia. To właśnie te karty są zwykle umieszczane obok fotografii w albumach i książkach. Aby je skompilować, wystarczy skopiować ze zdjęcia obrazy lokalnych obiektów na kalkę, a następnie przenieść je na papier. Wykonamy również tę pracę. Na obraz nałożymy kalkę i narysujemy na niej linię brzegową jeziora Issyk-Kul. Zaczernij drugą stronę kalki kreślarskiej prostym, miękkim ołówkiem. Następnie kładziemy kalkę kreślarską nabazgraną stroną na kartce papieru, obrysowujemy linię brzegową ostro zaostrzonym ołówkiem, a na papierze otrzymamy obraz jeziora (ryc. 58, c). Takie rysunki kartograficzne nazywane są mapami schematycznymi. Wyświetlają tylko część konturową terenu (bez reliefu), mają dowolną skalę i nie są związane z siatką kartograficzną.

W kartografii obrazy kosmiczne służą przede wszystkim do tworzenia map w małej skali. Zaletą fotografii kosmicznej do tych celów jest to, że skala obrazów jest zbliżona do skali tworzonych map, co wyklucza szereg dość żmudnych procesów mapowania. Ponadto wydaje się, że obrazy przestrzenne poszły drogą pierwotnej generalizacji. Na przykład linia brzegowa jeziora Issyk-Kul, choć na zdjęciu okazała się dość szczegółowa, jednocześnie okazała się nieco uogólniona. Wynika to z faktu, że fotografię robi się na małą skalę.

Strzelanie do Księżyca, Marsa i Wenus. Fotografia z kosmosu służy nie tylko do mapowania powierzchni Ziemi. Za pomocą obrazów kosmicznych skompilowano mapy Księżyca i Marsa.

Mapa Marsa skompilowana ze zdjęć kosmicznych jest mniej szczegółowa w porównaniu z mapą Księżyca, niemniej jednak bardzo wyraźnie i dość dokładnie odzwierciedla powierzchnię planety (ryc. 59).

Podstawą mapy Marsa, a także mapy Księżyca, były fotografie kosmiczne, na których powierzchnia planety jest przedstawiona w oświetleniu bocznym skierowanym pod pewnym kątem. Rezultatem jest mapa fotograficzna, na której relief jest przedstawiony w sposób łączony - poziomy i naturalne cieniowanie. Na takiej mapie fotograficznej dobrze odczytany jest nie tylko ogólny charakter reliefu, ale także poszczególne nierówności, zwłaszcza kratery, których nie można pokazać za pomocą poziomych linii, ponieważ wysokość odcinka reliefu wynosi 1 km.

Mapa wykonana jest na 30 arkuszach w skali 1: 5 000 000 (1 cm 50 km). Dwa arkusze okołobiegunowe są rysowane w rzucie azymutalnym, 16 arkuszy podrównikowych w rzucie cylindrycznym, a pozostałe 12 arkuszy w rzucie stożkowym. Jeśli wszystkie arkusze są sklejone, otrzymujesz prawie zwykłą kulę, czyli kulę ziemską.

Sytuacja z fotografią Wenus jest znacznie bardziej skomplikowana. Nie da się go sfotografować w zwykły sposób, ponieważ jest osłonięty przed obserwacją optyczną gęstym, zachmurzonym kocem. Wtedy powstał pomysł, aby jej portret wykonać nie w wiązkach światła, ale w wiązkach radiowych, dla których zachmurzenie nie jest przeszkodą. W tym celu opracowano czuły radar, który niejako sonduje powierzchnię planety.

Aby uzyskać zbliżenie na krajobraz Wenus, konieczne było zbliżenie radaru do planety. Dokonały tego automatyczne stacje międzyplanetarne Venera-15 i Venera-16. Zainstalowali radary, które wysyłają odbite sygnały radiowe do centrum przetwarzania informacji, a tutaj specjalne elektroniczne urządzenie obliczeniowe przetwarza je na obraz radiowy.

Urządzenie to można porównać do obiektywu kamery, który ze strumienia świetlnego tworzy widoczny obraz na kliszy.

Automatyczne stacje międzyplanetarne „Venera-15” i „Venera-16” krążyły po planecie pętla za pętlą, zaznaczając szczegóły jej powierzchni. I znowu na Ziemi, za pomocą komputera, wszystko to zostało dokładnie nałożone na siatkę kartograficzną. Równolegle z obrazem powierzchni planety automat zbudował profil wysokości, według którego kartografowie pokazali relief za pomocą linii konturowych. Badania i badania Wenus kontynuowały w 1986 roku stacje międzyplanetarne „Vega-1” i „Vega-2”.

Ryż. 60. Strzelanie do Wenus

Rysunek 60 przedstawia fragment obrazu radarowego regionu Maxwell Mountain przesłanego przez Wenus-16 w dniu 20 stycznia 1984 r., a poniżej profil reliefu wzdłuż ścieżki wskazanej na górnym rysunku przez uzwojenie (ze względu na relief) linia.

Człowiek nie pozostawił jeszcze swoich śladów na zakurzonych ścieżkach odległych planet. Znalazł jednak inny, bardziej przystępny sposób badania niebiańskich sąsiadów, wysyłając „wytrenowane” przez siebie zwiadowczo automatyczne stacje międzyplanetarne.