Сегодня нам доступны поразительные изображения Земли из космоса.
Как узнать, что мы на них видим?

Global Forest Watch и другие источники необходимые для Вашего исследования (смотри руководство 7 «Где взять данные») используют изображения Земли из космоса. Поэтому в данном руководстве для участников проекта будет рассказано, как получают космические снимки.

Что такое космическая съемка?

Как только человек научился летать и увидел Землю сверху, возникло дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) - исследование планеты без непосредственного контакта с её поверхностью, то есть на некотором расстоянии, с высоты. Космическая съёмка - это съёмка небесных тел и космических явлений приборами, находящимися за пределами земной атмосферы.

Виды спутников

Спутники используют различные виды датчиков для регистрации электромагнитного излучения, отраженного от Земли. Пассивные датчики не требуют энергии, так как регистрируют излучение, излучаемое Солнцем и отраженное от поверхности Земли. Активные датчики требуют значительного количества энергии, чтобы самим испускать электромагнитное излучение, но они незаменимы, так как могут быть использованы в любое время года и время суток (пассивные датчики не могут быть использованы на неосвещённой стороне Земли), а также могут быть источником излучения, не излучаемого Солнцем (например, радиоволн).

Одной из основных характеристик спутникового снимка является его пространственное разрешение. Оно выражается в размере самых мелких объектов, различимых на изображении. Изображение состоит из отдельных цветных точек – пикселей. Чем меньше метров на местности укладывается в один пиксель, тем выше разрешение и тем более детальное изображение на снимке можно получить.

В зависимости от разрешения существуют три вида спутников.

Спутники высокого разрешения применяются для детального исследования территорий, обнаружения в океане судов, планирования строительства; они необходимы при составлении и уточнении планов населенных пунктов, прогнозе техногенных аварий и природных стихийных бедствий.

На космических снимках высокого разрешения можно различить объекты размером в несколько десятков сантиметров. В лесу снимки высокого разрешения позволяют не только видеть кроны отдельных деревьев, но нередко и определить их породу. Во многих случаях только снимки высокого разрешения позволяют обнаружить незаконные рубки, если при них вырубаются только единичные деревья ценных пород.

Спутники среднего разрешения находят применение при уточнении и обновлении топографических карт, исследованиях лесов и контроле промышленных рубок, прогнозе неблагоприятных и опасных природных явлений (наводнений, лесных пожаров, разливов нефти), решении многих сельскохозяйственных задач (составлении схем полей, прогнозе урожайности культур).

Спутники низкого разрешения (несколько километров на пиксель) при съёмке охватывают большие площади поверхности Земли. Такие космические снимки используют при исследованиях атмосферы и облачного слоя, составлении метеокарт, определении температуры поверхности суши и океана, для слежения за ледовым покровом и лесными пожарами.

Спутники и электромагнитный спектр

В то время как люди могут воспринимать лишь малую часть электромагнитного спектра (видимый свет), спутниковые датчики используют и другие типы электромагнитного излучения, такие как инфракрасный свет, ультрафиолетовое излучение, радиоволны и даже микроволны. Горные породы, почвы, вода, растительность по-разному отражают и поглощают электромагнитное волны. Съёмку земной поверхности в видимом спектре ведут в дневное время и при ясной погоде. Съёмка в спектре радиоволн проводится специальной радиолокационной аппаратурой в любое время суток, независимо от условий освещения и облачности, поэтому она нашла широкое применение в исследованиях полярных областей планеты (наблюдения за ледовой обстановкой арктических морей, поиск полыней, изучение толщины льда).

Specular reflection

Diffuse reflection

Анализ спутниковых снимков

Спутниковые изображения позволяют получить полезную информацию, так как различные поверхности и предметы могут быть идентифицированы по-разному, в зависимости о того, как они реагируют на излучение. Например, гладкие поверхности, такие, как дороги, отражают почти всю энергию, которая приходит на них в одном направлении. Это называется зеркальное отражение. В то же время, шероховатые поверхности, такие как деревья, отражают энергию во всех направлениях. Это называется рассеянное отражение. Использовать различные типы отражения полезно при измерении плотности и количества лесов, а также фиксации изменений лесного покрова.

Кроме того, объекты по-разному отражают электромагнитное излучение с разной длиной волны. Например, инфракрасный свет даёт много информации о характере и состоянии растительного покрова. В инфракрасном спектре сильнее всего различаются различные древесные породы (в том числе, хвойные и лиственные леса), здоровая и повреждённая растительность.

В современных спутниках изображение разделяется на несколько спектральных каналов, каждый из которых передаётся и записывается отдельно. Каждый спектральный канал содержит определенную информацию, например, дальний инфракрасный канал - данные о температуре поверхности Земли. Применяя различные сочетания каналов, и передавая их на финальном изображении разными цветами видимой части спектра, можно получить различные цветовые вариации одного и того же снимка. Хотя цвета на таких изображениях кажутся «неестественными», опытному дешифровщику они могут многое рассказать видимой ни них о земной поверхности. Такие условные цвета часто используются для того, чтобы подчеркнуть различия в растительном покрове, в горных породах, увлажнённости и пр.

Зачем люди изобрели глобус? Почему его называют объёмной моделью Земли? Почему необходимо изображать Землю на плоскости? Назовите достоинства и недостатки аэрофотоснимков. Какую информацию можно получить из космических снимков? Что такое географические планы и карты? Что такое легенда плана и карты, зачем она нужна? Подумайте, в каких ситуациях вам может понадобиться географическая карта. На все эти вопросы ответит эта статья.

Чтобы наглядно видеть форму нашей планеты,ее размеры. В отличие от карт, на глобусе нет искажений и разрывов, поэтому глобус удобен для получения общего представления о расположении материков и океанов. В то же время глобус (обычных размеров) имеет довольно мелкий масштаб и не может показать какую-либо местность подробно. При измерении географическая карта удобнее глобуса, поскольку последний требует использования при измерении расстояний гибкой линейки. Некоторые глобусы изначально оборудованы линейками, изогнутыми в виде дуги.

Шарообразность Земли была установлена древнегреческими учёными в III веке до н. э. Первый глобус был создан около 150 г. до н. э. Кратетом Малльским из Киликии, жившим в Пергаме; о нём упоминают Страбон и Гемин. Последний сообщает, что Кратет снабдил свой глобус системой координат («кругов»).

Почему его называют объёмной моделью Земли?

Глобус наиболее точно передает форму Земли. Поэтому только на нем очертания океанов, материков, островов и других географических объектов отвечают их настоящем видам. Это означает, что на глобусе не искажается расстояние между отдельными точками. Направления на глобусе совпадают с направлениями на Земле. Вот почему при изучении Земли ученые давно используют глобус. Он крайне необходим для учебных и научных целей.

Почему необходимо изображать Землю на плоскости?

Потому что когда земля изображена на плоскости, проще смотреть города и т.д.

Назовите достоинства и недостатки аэрофотоснимков. Какую информацию можно получить из космических снимков?

Космические снимки, эти моментальные фотографии подвижного лика нашей планеты, несут в себе огромное количество геодинамической информации. Они убедительно показывают высокую мобильность литосферы Земли и одновременно системность и взаимосвязанность большинства новейших и современных разрывных и пластических деформаций земной поверхности, показывают единство геодинамической картины мира. На космических снимках четко прослеживаются рифтовые зоны расколов и ргздвигов континентальной коры Земли, зоны крупных сдвигов, зоны сжатия и поддвигов, маркируемые системами горных хребтов, линеаменты, концентрические структуры разных размеров. Для понимания общих закономерностей размещения этих структур целесообразно начинать их изучение с глобальных космических снимков Земли, постепенно переходя ко все более крупномасштабным космическим снимкам.

Что такое географические планы и карты?

Географический план и географическая карта - это плоские уменьшенные изображения участков земной поверхности с помощью условных знаков.

Что такое легенда плана и карты, зачем она нужна?

Что бы упралять всем миром!

Мы должны точно знать размеры отдельных территорий, которые нам принадлежат, дожны знать где расположены враги, друзья, полезные ископаемые и нужные нам населенные пункты. Мы должны точно знать где расположены места отдыха, а где природа слишком сурова, что бы там жить постоянно.
То есть что бы правильно чем то управлять - надо четко знать чем управляешь карты и географические планы дают нам эту возможность!

Подумайте, в каких ситуациях вам может понадобиться географическая карта.

Географическая карта может понадобиться при ориентировке на местности, попытке найти расположение какой-либо страны, города, острова и т.д.

Библиотека
материалов

ООО Учебный центр

«ПРОФЕССИОНАЛ»

Реферат по дисциплине

« Картография с основами топографии. ГИС. ИКТ на уроках географии »

По теме:

Исполнитель:

Логунова Юлия Александровна

Звенигород 2018 год

Содержание

Введение (с.3)

Виды съёмок (c .6)

Космическая картография (с.8)

Контроль из космоса за окружающей средой (с.12)

Заключение (с.15)

Список литературы (с.16)

Введение

Цель работы: рассмотрение сути космической фотосъёмки.

Космическая фотосъемка - технологический процесс фотографирования земной поверхности с летательного аппарата с целью получения фотографических изображений местности (фотоснимков) с заданными параметрами и характеристиками. К основным задачам космических съемок относятся: исследования планет Солнечной системы; изучение и рациональное использование природных ресурсов Земли; изучение антропогенных изменений земной поверхности; исследование Мирового океана; исследование загрязнения атмосферы и океана; мониторинг окружающей среды; исследование акваторий шельфов и прибрежных частей .

Основным отличием фотографирования из космоса является: большая высота, скорость полета и их периодическое изменение при движении КЛА по орбите; вращение Земли, а следовательно, и объектов съемки относительно плоскости орбиты;быстрое изменение освещенности Земли по трассе полета КЛА; фотографирование через весь слой атмосферы; фотографическая аппаратура полностью автоматизирована. Большая высота съемки вызывает уменьшение масштаба снимка. Выбор высоты орбиты осуществляется исходя из задач, которые решаются при съемке, и необходимости получения фотографических снимков определенного масштаба. В связи с этим повышаются требованияк оптической системе фотоаппаратов с точки зрения качества изображения, которое должно быть хорошим по всему полю. Особенно высоки требования к геометрическим искажениям.

Мы являемся свидетелями того, как человек постепенно осваивает околоземное пространство и автоматами, засылаемыми с Земли, успешно изучают другие планеты солнечной системы. Созданные людьми и запущенные в космос искусственные спутники Земли передают на Землю фотографии нашей планеты, сделанные с больших высот.

Таким образом, сегодня можно говорить о космической геодезии , или, как ее еще называют спутниковой геодезии. Мы являемся свидетелями зарождения нового раздела картографии, который модно было бы назвать космической картографией.

Уже в настоящее время снимки, сделанные из космоса, используются для внесения изменения в содержании карт, являясь наиболее оперативным средством для выявления этих изменений. Дальнейшее развитие космической картографии приведет еще к более значительным результатам.

Значимость, преимущество снимков Земли из Космоса по сравнению с обычными аэрофотоснимками, бесспорны. Прежде всего, их обзорность – снимки с высоты в сотни и тысячи километров позволяют получать и изображения с охватом аэросъемки, и изображения территории протяженностью в сотни и тысячи км. Кроме того, они обладают свойствами спектральной и пространственной генирализации, т. е. отсеиванием второстепенного, случайного и выделением существенного, главного. Космическая съемка дает возможность получать изображение через регулярные промежутки времени, что в свою очередь, позволяют исследовать динамику любого процесса.

Возможность получения космических снимков привела к появлению целого ряда новых тематических карт – карт таких явлений, многочисленные характеристики которых получить другими методами практически невозможно. Так, впервые в истории науки были составлены глобальные карты облачного покрова и ледовой обстановки. Космические снимки незаменимы при изучении динамики атмосферных процессов - тропических циклонов и ураганов. Для этих целей особенно эффективна съемка с цеостационарных спутников – спутников «неподвижно» зависших над одной точкой поверхности Земли, или, точнее двигающихся вместе с землей с одной и той же угловой скоростью.

Принципиально новую информацию космические снимки дали геологам. Они позволили повысить глубинность исследований и породили новый вид картографических произведений – «космофотогеологические» карты. Важнейшим достоинством космических снимков является возможность ведения на них новых черт строения территорий, незаметных на обычных аэрофотоснимках. Именно фильтрация мелких деталей ведет к пространственной организации разоренных фрагментов крупных геологических образований в единое целое. Хорошо заметные на снимках линейные разрывные нарушения, называемые линеаментами, не всегда удается обнаружить при непосредственных полевых обследованиях. Карты линеаментов оказывают существенную помощь при глубинных поисках полезных ископаемых. Неизвестные ранее геологические структуры таким путем открыты в среднем течение Вилюя.

Снимки из Космоса сегодня интенсивно используются в гляциологии, они явятся основным исходным материалом. Практически, все первопроходцы космоса, особенно участники длительных космических полетов, успешно решают различные задачи тематического картографирования. В нашей стране леса занимают более половины территории . Информация о многочисленных характеристиках этого лесного фонда огромна и должна регулярно обновляться. Гигантские объемы оперативной, всеобъемлющей и в тоже время детальной информации немыслимы без помощи космонавтов и космического фотографирования. Практика уже доказала, что космическое картографирование лесов, необходимое звено их изучения и управления ресурсами. Регулярное космическое картографирование изменений, происходящих в лесах очень важно для предупреждения и локализации вредных воздействий, решения задач охраны природы. Только, с помощью космической техники удается получать информацию о санитарном состоянии лесов, а с помощью ежедневных съемок со спутников «Метеор» данные о пожарной обстановке в лесах.

Космическое непрерывное картографирование состояния окружающей среды сегодня обозначают термином «мониторинг». Диапазон средств и методов картографа становиться все шире: от космических высот до подводных глубин, но везде – у пульта управления космическим топографом – планетоходом, у обычного теодолита, у создания карты стоит человек.

Виды съемок .

Космическую съемку ведут разными методами (рис. «Классификация космических снимков по спектральным диапазонам и технологии съемки»).

По характеру покрытия земной поверхности космическими снимками можно выделить следующие съемки:

одиночное фотографирование,

маршрутную,

прицельную,

глобальную съемку.

Одиночное (выборочное) фотографирование выполняется космонавтами ручными камерами. Снимки обычно получаются перспективными со значительными углами наклона.

Маршрутная съемка земной поверхности производится вдоль трассы полета спутника. Ширина полосы съемки зависит от высоты полета и угла обзора съемочной системы.

Прицельная (выборочная) съемка предназначена для получения снимков специально заданных участков земной поверхности в стороне от трассы.

Глобальную съемку производят с геостационарных и полярно- орбитальных спутников. спутников. Четыре-пять геостационарных спутников на экваториальной орбите обеспечивают практически непрерывное получение мелкомасштабных обзорных снимков всей Земли (космическое патрулирование) за исключением полярных шапок.

Аэрокосмический снимок – это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.

Космический снимок по своим геометрическим свойствам принципиально не отличается от аэрофотоснимка, но имеет особенности, связанные с:

фотографированием с больших высот,

и большой скоростью движения.

Так как спутник по сравнению с самолетом движется значительно быстрее, то требует коротких выдержек при съемке.

Космическая съемка различается по:

масштабам,

обзорности,

спектральным характеристикам .

Эти параметры определяют возможности дешифрирования на космических снимках различных объектов и решения тех геологических задач, которые целесообразно решать с их помощью.

Космическая картография

Особенно широкое применение снимки из космоса нашли в картографии. И это понятно, потому что космический фотоснимок точно и с достаточной подробностью запечатлевает поверхность Земли и специалисты могут легко перенести изображение на карту.

Чтение (дешифрирование) космических снимков, так же как и аэрофотоснимков, основано на опознавательных (дешифровочных) признаках. Основными из них служат форма объектов, их размеры и тон. Реки, озера и другие водоемы изображаются на снимках темными тонами (черным цветом) с четким выделением береговых линий. Для лесной растительности характерны менее темные тона мелкозернистой структуры. Подробности горного рельефа хорошо выделяются резкими контрастными тонами, которые получаются на фотографии в результате различной освещенности противоположных склонов. Населенные пункты и дороги также можно опознать по своим дешифровочным признакам, но только под большим увеличением. На типографских оттисках этого сделать нельзя.

Использование космических снимков в картографических целях начинают с определения их масштаба и привязки к карте. Эту работу обычно выполняют по карте более мелкого масштаба, чем масштаб снимка, так как на нее приходится наносить границы не одного, а целого ряда снимков.

Сличая снимок с картой, можно узнать, что и как изображено на снимке, как это показано на карте и какие дополнительные сведения о местности дает фотоизображение земной поверхности из космоса. И даже в том случае, если карта будет того же масштаба, что и фотоснимок, все равно по снимку можно получить более обширную и главное - свежую информацию о местности по сравнению с картой.

Составление карт по космическим снимкам выполняют так же как и по аэрофотоснимкам. В зависимости от точности и назначения карт применяют различные методы их составления с использованием соответствующих фотограмметрических приборов. Наиболее легко изготовить карту в масштабе снимка. Именно такие карты и помещают обычно рядом со снимками в альбомах и книгах. Для их составления достаточно скопировать на кальку со снимка изображения местных предметов, а затем с кальки перенести их на бумагу.

Такие картографические чертежи называют картосхемами. Они отображают только контуры местности (без рельефа), имеют произвольный масштаб и не привязаны к картографической сетке.

В картографии космические снимки используют прежде всего для создания мелкомасштабных карт. Достоинство космического фотографирования в этих целях заключается в том, что масштабы снимков сходны с масштабами создаваемых карт, а это исключает ряд довольно трудоемких процессов составления. Кроме того, космические снимки как бы прошли путь первичной генерализации. Это происходит в результате того, что фотографирование выполняется в мелком масштабе.

В настоящее время по космическим снимкам созданы разнообразные тематические карты. В ряде случаев характеристики некоторых явлений можно определить только по космическим снимкам, а получить их другими методами невозможно. По результатам космического фотографирования обновлены и детализированы многие тематические карты, созданы новые типы геологических ландшафтных и других карт. При составлении тематических карт особенно полезными являются снимки, полученные в различных зонах спектра, так как они содержат богатую и разностороннюю информацию.

Космические снимки нашли широкое применение при изготовлении промежуточных картографических документов - фотокарт. Их составляют так же, как и фотопланы, путем мозаичного склеивания отдельных снимков на общей основе. Фотокарты могут быть двух видов: на одних показано только фотографическое изображение, а другие дополнены отдельными элементами обычных карт. Фотокарты, как и отдельные снимки, служат ценными источниками изучения земной поверхности. Вместе с тем они являются дополнительным материалом к обычной карте и в полной мере заменить ее не могут.

Облик Земли постоянно меняется, и любая карта постепенно стареет. Космические снимки содержат самые свежие и достоверные сведения о местности и успешно используются для обновления карт не только мелкого, но и крупного масштаба. Они позволяют исправлять карты больших территорий земного шара. Особенно эффективно космическое фотографирование в труднодоступных районах, где полевые работы связаны с большой затратой сил и средств.

Съемка из космоса применяется не только для картографирования земной поверхности. По космическим фотоснимкам составлены карты Луны и Марса. При создании карты Луны были использованы также и данные, полученные с автоматических самоходных аппаратов «Луноход-1» и «Луноход-2». Как же велась съемка с их помощью? При движении самоходного аппарата прокладывался так называемый съемочный ход. Его назначение Ч создать каркас, относительно которого на будущую карту будут наносить топографическую ситуацию. Для построения хода измерялись длины пройденных отрезков пути и углы между ними. С каждой точки стояния «Лунохода» выполнялась телевизионная съемка местности. Телевизионные изображения и данные измерений передавались по радиоканалу на Землю. Здесь производилась обработка, в результате которой составлялись планы отдельных участков местности. Эти отдельные планы привязывались к съемочному ходу и объединялись.

Карта Марса, составленная по космическим снимкам, менее подробна по сравнению с картой Луны, но все же она наглядно и достаточно точно отображает поверхность планеты (рис. 55). Карта сделана на тридцати листах в масштабе 1:5000000 (в 1 см 50 км). Два околополюсных листа составлены в азимутальной проекции, 16 околоэкваториальных листов - в цилиндрической, а остальные 12 листов - в конической проекции. Если все листы склеить друг с другом, то получится почти правильный шар, т. е. глобус Марса.

Основой для карты Марса, как и для карты Луны, послужили сами фотоснимки, на которых поверхность планеты изображена при боковом освещении, направленном под определенным углом. Получилась фотокарта, на которой рельеф изображен комбинированным способом - горизонталями и естественной теневой окраской. На такой фотокарте хорошо читается не только общий характер рельефа, но и его детали, особенно кратеры, которые нельзя отобразить горизонталями, так как высота сечения рельефа составляет 1 км.

Значительно сложнее обстоит дело со съемкой Венеры. Ее нельзя сфотографировать обычным путем, потому что она укрыта от средств оптического наблюдения плотными облаками. Тогда появилась мысль сделать ее портрет не в световых, а в радиолучах. Для этого разработали чувствительный радиолокатор, который мог как бы прощупывать поверхность планеты.

Чтобы разглядеть ландшафт Венеры, надо приблизить радиолокатор к планете. Это и сделали автоматические межпланетные станции «Венера-15» и «Венера-16».

Сущность радиолокационной съемки заключается в следующем. Установленный на станции радиолокатор посылает отраженные от Венеры радиосигналы на Землю в центр обработки радиолокационной информации, где специальное электронно-вычислительное устройство преобразует полученные сигналы в радиоизображение.

С ноября 1983 г. по июль 1984 г. радиолокаторы «Венеры-15» и «Венеры-16» отсняли северное полушарие планеты от полюса до тридцатой параллели. Затем с помощью ЭВМ на картографическую сетку было нанесено фотоизображение поверхности Венеры и, кроме того, построен профиль рельефа по линии полета станции.

В настоящее время проблема охраны окружающей среды носит глобальный характер. Вот почему все большее значение приобретают космические методы контроля, позволяющие увеличить объем исследований и ускорить получение и переработку данных. Основное средство осуществления контроля - это система космических съемок, опирающаяся на сеть наземных пунктов. Эта система включает фотографирование с искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций. Полученные фотоизображения поступают в наземные приемные центры, где ведется переработка информации.

Что же видно на космических снимках? Прежде всего - почти все формы и виды загрязнений окружающей среды. Промышленность - главный источник загрязнения природы. Деятельность большинства производств сопровождается выбросами отходов в атмосферу. На снимках отчетливо фиксируются шлейфы таких выбросов и простирающиеся на многие километры дымовые завесы. При большой концентрации загрязнений сквозь них не просматривается даже земная поверхность. Известны случаи, когда вблизи некоторых североамериканских металлургических предприятий погибала растительность на площади несколько квадратных километров. Здесь уже сказывается не только воздействие вредных выбросов, но и загрязнение почвы и грунтовых вод. Эти районы представляются на снимках блеклой сухой безжизненной полупустыней среди лесов и степей.

На фотоснимках хорошо заметны выносимые реками взвешенные частицы. Обильные загрязнения особенно характерны для дельтовых участков рек. К этому приводят эрозия берегов, сели, гидротехнические работы. Интенсивность механического загрязнения можно установить по плотности изображения водной поверхности: чем светлее поверхность, тем больше загрязненность. Мелководные участки также выделяются на снимках светлыми пятнами, но в отличие от загрязнений носят постоянный характер, в то время как последние меняются в зависимости от метеорологических и гидрологических условий. Космическая съемка позволила установить, что механическое загрязнение водоемов возрастает в конце весны, начале лета, реже - осенью.

Химическое загрязнение акваторий может быть изучено с помощью многозональных снимков, которые фиксируют, насколько угнетена водная и окаймляющая побережье растительность. По снимкам можно установить и биологическое загрязнение водоемов. Оно выдает себя чрезмерным развитием особой растительности, различимой на снимках в зеленой области спектра.

Выбросы промышленными и энергетическими предприятиями теплой воды в реки хорошо выделяются на инфракрасных снимках. Границы распространения теплой воды позволяют прогнозировать изменения в природной среде. Так, например, тепловые загрязнения нарушают становление ледяного покрова, что хорошо заметно даже в видимом диапазоне спектра.

Большой ущерб народному хозяйству наносят лесные пожары. Из космоса они заметны прежде всего благодаря дымовому шлейфу, простирающемуся иногда на несколько километров. Космическая съемка позволяет быстро определить масштабы распространения пожара. Кроме того, космические снимки помогают обнаружить поблизости облачность, из которой вызывают обильный дождь при помощи специальных распыленных в воздухе реактивов.

Большой интерес представляют космические снимки пылевых бурь. Впервые стало возможно наблюдать их зарождение и развитие, следить за перемещением масс пыли. Фронт распространения пылевой бури может достигать тысячи квадратных километров. Чаще всего пылевые бури проносятся над пустынями. Пустыня - это не безжизненная земля, а важный элемент биосферы и поэтому нуждается в постоянном контроле.

А теперь перенесемся на север нашей страны. Часто спрашивают, почему так много говорят о необходимости охраны природы Сибири и Дальнего Востока? Ведь интенсивность воздействия на нее пока во много раз меньше, чем в центральных районах.

Дело в том, что природа Севера значительно ранимее. Кто был там, тот знает, что после проехавшего по тундре вездехода почвенный покров не восстанавливается и развивается эрозия поверхности. Очищение водных бассейнов происходит в десятки раз медленнее, чем обычно, и даже небольшая вновь проложенная дорога может быть причиной труднообратимого изменения природной обстановки.

Северные территории нашей страны простираются на 11 млн. км 2 . Это - тайга, лесотундра, тундра. Несмотря на тяжелые жизненные условия и материально-технические трудности на Севере появляется все больше городов, увеличивается население. В связи с интенсивным освоением территории Севера особенно остро ощущается нехватка исходных данных для проектирования населенных пунктов и промышленных объектов. Вот почему космическое изучение этих районов так актуально сегодня.

В настоящее время два родственных метода - картографический и аэрокосмический - тесно взаимодействуют при изучении природы, хозяйства и населения. Предпосылки такого взаимодействия заложены в свойствах карт, аэроснимков и космических снимков как моделей земной поверхности.

Заключение

Космические съемки, решают разные задачи, связанные с дистанционным зондированием земли, и свидетельствуют об их широких возможностях. Поэтому космические методы и средства уже сегодня играют значительную роль в изучении Земли и около земного пространства. Технологии идут вперед, в ближайшем будущем их значение для решения этих задач будут существенно возрастать.

Список литературы

Богомолов Л. А., Применение аэросъёмки и космической съёмки в географических исследованиях, в кн.: Картография, т. 5, М., 1972 (Итоги науки и техники).

Виноградов Б. В., Кондратьев К. Я., Космические методы землеведения, Л., 1971;

Кусов В. С «Карту создают первопроходцы», Москва, «Недра», 1983 г., с. 69.

Леонтьев Н. Ф «Тематическая картография» Москва, 1981 год, из. «Наука», с.102.

Петров Б. Н. Орбитальные станции и изучение Земли из космоса, «Вестн. АН СССР», 1970, №10;

Эдельштейн, А. В. «Как создается карта», М., «Недра», 1978 г . c . 456.

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

также Вы можете выбрать тип материала:

Краткое описание документа:

По теме: «Космическая съёмка. Виды и свойства космических снимков, применение их в картографии»

Введение (с.3)

Виды съёмок (c.6)
Космическая картография (с.8)
Контроль из космоса за окружающей средой (с.12)
Заключение (с.15)
Список литературы (с.16)

Введение

Цель работы: рассмотрение сути космической фотосъёмки.

Снимки из Космоса сегодня интенсивно используются в гляциологии, они явятся основным исходным материалом. Практически, все первопроходцы космоса, особенно участники длительных космических полетов, успешно решают различные задачи тематического картографирования. В нашей стране леса занимают более половины территории суши . Информация о многочисленных характеристиках этого лесного фонда огромна и должна регулярно обновляться. Гигантские объемы оперативной, всеобъемлющей и в тоже время детальной информации немыслимы без помощи космонавтов и космического фотографирования. Практика уже доказала, что космическое картографирование лесов, необходимое звено их изучения и управления ресурсами. Регулярное космическое картографирование изменений, происходящих в лесах очень важно для предупреждения и локализации вредных воздействий, решения задач охраны природы. Только, с помощью космической техники удается получать информацию о санитарном состоянии лесов, а с помощью ежедневных съемок со спутников «Метеор» данные о пожарной обстановке в лесах.

Виды съемок .

По характеру покрытия земной поверхности космическими снимками можно выделить следующие съемки:

Одиночное фотографирование,

Маршрутную,

Прицельную,

Глобальную съемку.

Фотографированием с больших высот,

И большой скоростью движения.

Космическая съемка различается по:

масштабам,

пространственному разрешению,

обзорности,

спектральным характеристикам .

Космическая картография

Рис. 55. Фрагмент фотокарты Марса

Контроль из космоса за окружающей средой

Заключение

Список литературы

Богомолов Л. А., Применение аэросъёмки и космической съёмки в географических исследованиях, в кн.: Картография, т. 5, М., 1972 (Итоги науки и техники).
Виноградов Б. В., Кондратьев К. Я., Космические методы землеведения, Л., 1971;
Кусов В. С «Карту создают первопроходцы», Москва, «Недра», 1983 г., с. 69.
Леонтьев Н. Ф «Тематическая картография» Москва, 1981 год, из. «Наука», с.102.
Петров Б. Н. Орбитальные станции и изучение Земли из космоса, «Вестн. АН СССР», 1970, №10;
Эдельштейн, А. В. «Как создается карта», М., «Недра», 1978 г. c. 456.

ВНИМАНИЮ УЧИТЕЛЕЙ: хотите организовать и вести кружок по ментальной арифметике в своей школе? Спрос на данную методику постоянно растёт, а Вам для её освоения достаточно будет пройти один курс повышения квалификации (72 часа) прямо в Вашем личном кабинете на

Оставьте свой комментарий

Чтобы задавать вопросы.

§ 9. Изображение земной поверхности на плоскости. Аэрофотоснимки и космические снимки

Зачем нужны плоские изображения Земли. Вы уже познакомились с одной из моделей Земли - глобусом. Однако использовать его для решения большинства практических задач неудобно. Главное достоинство глобуса - объемность - является одновременно и его главным недостатком. Для получения очень подробного изображения земной поверхности глобусы должны быть огромных размеров.

Поэтому чаще всего люди пользуются плоскими изображениями поверхности Земли. Как лучше всего получить точное плоское изображение земной поверхности? Для нас, жителей третьего тысячелетия, ответ на этот вопрос достаточно прост: надо сфотографировать ее сверху.

Аэрофотоснимки и космические снимки. Съемка земной поверхности с самолетов позволяет получать подробное изображение всех деталей местности (рис. 27, а).

Рис. 27. а - аэрофотоснимок; б - план

Во время съемки самолет летает по прямолинейным маршрутам, параллельным друг другу. Специальные фотографические камеры непрерывно делают снимки. Местность таким образом снимается по частям. Можно склеить снимки соседних участков и получить изображение большой территории.

На космических снимках хорошо видны скопления облаков и гигантские воздушные вихри, зоны наводнений и лесные пожары. Геологи по космическим снимкам выявляют зоны разломов на поверхности Земли, с которыми связаны месторождения полезных ископаемых, вероятные землетрясения.

Космические снимки делают со спутников, движущихся по орбитам вокруг Земли. От высоты, на которой летает спутник, зависит охват снимаемой территории и масштаб снимков. Чем выше от Земли летают спутники, тем меньше масштаб снимков и детальность их изображения (рис. 28).

Рис. 28. Площадь поверхности Земли, снимаемая с разной высоты

Географические объекты на космических и аэрофотоснимках представлены в непривычном для нас виде. Распознавание изображения на снимках называют дешифрированием. В дешифрировании все большую роль играет компьютерная техника. С помощью космических снимков составляют географические планы и карты.

Вопросы и задания

Почему необходимо изображать Землю на плоскости?
Назовите достоинства аэрофотоснимков.
Какую информацию можно получить из космических снимков?

Фотографии из космоса, публикуемые на сайте NASA и других космических агентств, часто привлекают к себе внимание тех, кто сомневается в их подлинности, - критики находят на изображениях следы редактирования, ретуширования или манипуляций с цветом. Так повелось еще со времен зарождения «лунного заговора», а теперь под подозрение попали снимки, сделанные не только американцами, но и европейцами, японцами, индийцами. N+1 предлагает разобраться, зачем вообще обрабатывают космические изображения и могут ли они, несмотря на это, считаться подлинными.

Для того чтобы правильно оценивать качество космических снимков, которые мы видим в Сети, необходимо учитывать два важных фактора. Один из них связан с характером взаимодействия агентств и широкой публики, другой продиктован физическими законами.

Связи с общественностью

Космические снимки - одно из самых эффективных средств популяризации работы исследовательских миссий в ближнем и дальнем космосе. Однако далеко не все кадры сразу оказываются в распоряжении СМИ.

Изображения, полученные из космоса, можно условно разделить на три группы: «сырые» (raw), научные и публичные. Сырые, или исходные, файлы с космических аппаратов иногда бывают доступны всем желающим, а иногда нет. Например, изображения, полученные марсоходами Curiosity и Opportunity или спутником Сатурна Cassini , публикуются практически в режиме реального времени, так что любой желающий может увидеть их одновременно с учеными, изучающими Марс или Сатурн. Необработанные фотографии Земли с МКС выкладываются на отдельный сервер NASA. Космонавты заливают их тысячами, и ни у кого нет времени на их предобработку. Единственное, что добавляют к ним на Земле, это географическую привязку для облегчения поиска.

Но обычно за ретушь критикуют публичные кадры, которые прилагаются к пресс-релизам NASA и других космических агентств, - ведь именно они попадаются на глаза пользователям интернета в первую очередь. И при желании там можно найти много чего. И манипуляции с цветом:

Фото посадочной платформы марсохода Spirit в видимом диапазоне света и с захватом ближнего инфракрасного.

NASA/JPL/Cornell

И наложение нескольких снимков:

Восход Земли над лунным кратером Комптона

NASA/Goddard/Arizona State University

И манипуляции с вырезанными изображениями (copy & paste):

Следы «копипасты» на композитном изображении Земли

NASA/Robert Simmon/MODIS/USGS EROS

И даже прямую ретушь, с затиранием некоторых фрагментов изображения. Мотивация NASA в случае со всеми этими манипуляциями проста настолько, что ей готовы поверить далеко не все: так красивее.

Но ведь правда, бездонная чернота космоса выглядит более впечатляюще, когда ей не мешают мусор на объективе и заряженные частицы на пленке. Цветной кадр, и правда, привлекательнее черно-белого. Панорама из снимков лучше отдельных кадров. При этом важно, что в случае с NASA почти всегда можно найти исходные кадры и сравнить одно с другим. Например исходный вариант (AS17-134-20384) и вариант «для печати» (GPN-2000-001137) этого снимка с Apollo 17, который приводят как чуть ли не главное доказательство ретуширования лунных фотографий:

Один из кадров, снятых в ходе миссии Apollo 17

Высветленная версия исходного снимка

Или найти «сэлфи-палку» марсохода, которая «пропала» при создании его автопортрета:

NASA/JPL-Caltech/MSSS

Физика цифровой фотографии

Как правило те, кто упрекает космические агентства за манипуляции с цветом, использование фильтров или публикацию черно-белых фотографий «в наш век прогресса цифровых технологий», не учитывают физические процессы получения цифровых изображений. Они полагают, что если смартфон или фотоаппарат сразу выдают цветные кадры, то космическому аппарату это тем более должно быть по плечу, и даже не догадываются, какие сложные операции необходимы, чтобы цветное изображение сразу попало на экран.

Поясним теорию цифрового фото: матрица цифрового аппарата - это, по сути, солнечная батарея. Есть свет - есть ток, нет света - нет тока. Только матрица представляет собой не единую батарею, а множество маленьких батарей - пикселей, с каждого из которых по отдельности считывается выдача тока. Оптика фокусирует свет на фотоматрицу, а электроника считывает интенсивность выделения энергии каждым пикселем. Из полученных данных строится изображение в оттенках серого - от нулевого тока в темноте до максимального на свету, то есть на выходе оно получается черно-белым. Чтобы сделать его цветным, необходимо применить цветные фильтры. Получается, как ни странно, что цветные фильтры присутствуют в каждом смартфоне и в каждой цифровой камере из ближайшего магазина! (Для кого-то эта информация банальна, но, по опыту автора, для многих она окажется новостью.) В случае с обычной фототехникой применяется чередование красных, зеленых и синих фильтров, которые поочередно накладываются на отдельные пиксели матрицы, - это так называемый фильтр Байера .

Фильтр байера наполовину состоит из зеленых пикселей, а красный и синий занимают по одной четверти площади.

Перед NASA вовсе не стоит задача поставлять красивые фотографии для пресс-релизов и СМИ. Камеры космических аппаратов прежде всего являются инженерными или научными инструментами, которые помогают управлять этими аппаратами или получать информацию о космосе. Подробно об этом мы уже говорили в статье «Как исследуют планеты с помощью света». Здесь повторим: навигационные камеры выдают черно-белые изображения потому, что такие файлы меньше весят, а также потому, что цвет там просто не нужен. Научные камеры позволяют извлекать информации о космосе больше, чем способен воспринимать глаз человека, и поэтому для них используется более широкий набор цветовых фильтров:

Матрица и барабан светофильтров инструмента OSIRIS на «Розетте»

Применение фильтра ближнего инфракрасного света, который не виден глазу, вместо красного привело к покраснению Марса на многих кадрах, ушедших в СМИ. Пояснение про инфракрасный диапазон перепечатали далеко не все, что породило отдельную дискуссию, которую мы также разбирали в материале «Какого цвета Марс».

Однако на марсоходе Curiosity стоит фильтр Байера, что позволяет ему снимать в цвете, привычном нашему глазу, хотя отдельный набор цветных фильтров к камере также прилагается.

Применение отдельных фильтров удобнее с точки зрения выбора диапазонов света, в которых хочется посмотреть на объект. Но если этот объект движется быстро, то на снимках в разных диапазонах его положение меняется. На кадрах «Электро-Л» это было заметно на быстрых облаках, которые успевали сдвинуться за считанные секунды, пока спутник меняет фильтр. На Марсе подобное происходило при съемке закатов у марсохода Spirit и Opportunity - у них нет фильтра Байера: