Питання щодо предмета дистанційного вивчення рельєфу. Застосування аерокосмічного зондування у картографуванні та дослідженнях Землі

Вступ

Стрімкий розвиток космонавтики, успіхи у вивчення навколоземного та міжпланетного космічного простору, виявилося дуже висока ефективність використання навколоземного космосу та космічних технологій на користь багатьох наук про Землю: географія, гідрологія, геохімія, геологія, океанологія, геодезія, гідрологія, землезнавство.

Використання штучних супутників Землі для зв'язку та телебачення, оперативного та довгострокового прогнозування погоди та гідрометеорологічної обстановки, для навігації на морських шляхах та авіаційних трасах, для високоточної геодезії, вивчення природних ресурсів Землі та контролю довкілля стає все більш звичним. У найближчій та віддаленій перспективі різнобічне використання космосу та космічної техніки в різних галузях господарства значно зросте

Дистанційні методи

Дистанційні методи - загальна назва методів вивчення наземних об'єктів та космічних тіл неконтактним шляхом на значній відстані (наприклад, з повітря або з космосу) різними приладами у різних сферах спектру (Рис.1). Дистанційні методи дозволяють оцінювати регіональні особливості об'єктів, що вивчаються, що виявляються на великих відстанях. Термін набув поширення після запуску в 1957 році першого у світі штучного супутника Землі та зйомки зворотного боку Місяця радянською автоматичною станцією "Зонд-3" (1959).

Мал. 1. Основні геометричні параметри скануючої системи: - Кут огляду; Х та У - лінійні елементи сканування; dx та dy - елементи зміни миттєвого кута зору; W - напрямок руху

Розрізняють активнідистанційні методи, засновані на використанні відбитого об'єктами випромінювання після опромінення їх штучними джерелами, та пасивні, які вивчають власне випромінювання тіл та відбите ними сонячне. Залежно від розташування приймачів дистанційні методи поділяють на наземні (у тому числі надводні), повітряні (атмосферні або аеро-) і космічні. За типом носія апаратури дистанційні методи розрізняють літакові, гелікоптерні, аеростатні, ракетні, супутникові дистанційні методи (в геолого-геофізичних дослідженнях - аерофотозйомка, аерогеофізична зйомка та космічна зйомка). Відбір, порівняння та аналіз спектральних характеристик у різних діапазонах електромагнітного випромінювання дозволяють розпізнати об'єкти та отримати інформацію про їх розмір, щільність, хімічний склад, фізичні властивості та стан. Для пошуків радіоактивних руд та джерел використовується g-діапазон, для встановлення хімічного складу гірських порід та ґрунтів – ультрафіолетова частина спектру; світловий діапазон найбільш інформативний при вивченні грунтів та рослинного покриву, інфрачервона (ІЧ) - дає оцінки температур поверхні тіл, радіохвилі - інформацію про рельєф поверхні, мінеральний склад, вологість і глибинні властивості природних утворень та про атмосферні шари.

За типом приймача випромінювання дистанційні методи поділяють на візуальні, фотографічні, фотоелектричні, радіометричні та радіолокаційні. У візуальному методі (опис, оцінка та замальовки) реєструючим елементом є око спостерігача. Фотографічні приймачі (0,3-0,9 мкм) мають ефект накопичення, проте вони мають різну чутливість у різних областях спектру (селективні). Фотоелектричні приймачі (енергія випромінювання перетворюється безпосередньо на електричний сигнал за допомогою фотомножників, фотоелементів та інших фотоелектронних приладів) також селективні, але більш чутливі і менш інерційні. Для абсолютних енергетичних вимірювань у всіх галузях спектра, і особливо в ІЧ, використовують приймачі, що перетворюють теплову енергію в інші види (найчастіше в електричні), для представлення даних в аналоговій або цифровій формі на магнітних та інших носіях інформації для їх аналізу за допомогою ЕОМ . Відеоінформація, отримана телевізійними, сканерними (рис.), панорамними камерами, тепловізійними, радіолокаційними (бокового та кругового огляду) та іншими системами, дозволяє вивчити просторове положення об'єктів, їхню поширеність, прив'язати їх безпосередньо до карти.

ЗАТВЕРДЖУЮ

Проректор-директор ІПР

"_____" ________ 201 р.

РОБОЧА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ

Дистанційні методи ДОСЛІДЖЕНЬ

НАПРЯМОК ООП: 022000 ЕКОЛОГІЯ ТА ПРИРОДОКОРИСТАННЯ

ПРОФІЛЬ ПІДГОТОВКИ: Геоекологія

КВАЛІФІКАЦІЯ (СТУПЕНЬ): бакалавр

БАЗОВИЙ НАВЧАЛЬНИЙ План ПРИЙОМУ 2010 р. (із змінами 2012 р.)

КУРС 3; СЕМЕСТР 5;

КІЛЬКІСТЬ КРЕДИТІВ: 3

ПЕРЕКВІЗИТИ: Геологія; Географія; Екологія;

КОРЕКВІЗИТИ: Геоінформаційні системи в екології; Ресурси Землі; Охорона навколишнього середовища

ВИДИ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ І ТИМЧАСОВИЙ РЕСУРС:

ВИГЛЯД ПРОМІЖНОЇ АТЕСТАЦІЇ: ЗАЛІК У 5 СЕМЕСТРІ

Забезпечуюча кафедра: «Геоекології та геохімії»

ЗАВЕДУЮЧИЙ КАФЕДРОЮ: д. г.-м. н., професор

КЕРІВНИК ООП: д. г.-м. н., професор

Викладач: к. г.н., доцент

Передмова

1. Робоча програма складена на основі Федерального державного освітнього стандарту за напрямом 022000 «Екологія та природокористування», затвердженого 22 грудня 2009 р. № 000

РОЗДІЛЕНО та СХВАЛЕНО на засіданні забезпечує кафедри геоекології та геохімії 13.10.2011 р. протокол

2. Розробники:

доцент кафедри ДЕГГ ____________

3. Зав. забезпечує кафедрою ДЕГГ ____________

4.Робоча програма ПОГОДЖЕНА з інститутом, що випускають кафедрами напряму; ВІДПОВІДАЄ чинному плану.

Зав. що випускає кафедрою ___________

1. Цілі освоєння дисципліни

В результаті освоєння цієї дисципліни студент набуває знання, вміння та навички, що забезпечують досягнення цілей основної освітньої програми «Екологія та природокористування» .

Студент, який вивчив курс «Дистанційні методи дослідження», має знати:

Основні сучасні системи, методи та технології дистанційних методів дослідження навколишнього середовища та спектри розв'язуваних геоекологічних завдань;

Цілі предмета «Дистанційні методи дослідження» досягаються за рахунок виконання комплексу навчально-методичних праць:

Опанування загальнотеоретичних знань про сучасні методи дистанційних досліджень навколишнього середовища;

Вміння на лабораторних заняттях застосовувати сучасні методи дистанційного зондування на вирішення широкого спектра геоекологічних завдань;

Освоєння загальних принципів обробки даних ДМІ, можливість отримання результатів ДМІ, доступу до інформації.

2. Місце дисципліни у структурі ОВП

Дисципліна відноситься до дисциплін математичного та природничого циклу (Б.2). Вона безпосередньо пов'язана з дисциплінами природничо-математичного циклу («Геологія», «Географія», «Екологія» та ін) і частково спирається на освоєні при вивченні даних дисциплін знання та вміння.

Знання та вміння, отримані при освоєнні даної дисципліни, є основою для вивчення низки дисциплін математичного та природничого (Б.2) та професійного (Б.3) циклів: «Ресурси Землі», «Охорона навколишнього середовища», «Оцінка впливу на навколишнє середовище », «Геоекологія», «Основи пошуків та геолого-економічної оцінки природних ресурсів», «Геоінформаційні системи в екології».

3. Результати освоєння дисципліни

Студент, який вивчив дисципліну «Дистанційні методи дослідження», має вміти:

Чітко формулювати завдання, комплексування дистанційних методів під час геоекологічних досліджень різного масштабу та орієнтації моніторингу навколишнього середовища;

Вміти на основі аналізу літературних джерел та комплекту космічних знімків давати оцінку стану навколишнього середовища.

Після вивчення даної дисципліни студенти набувають знання, вміння та досвід, що відповідають результатам основної освітньої програми. Відповідність результатів освоєння дисципліни «Дистанційні методи дослідження» компетенціям ОВП, що формуються, представлено в таблиці.

*Розшифрування кодів результатів навчання та формованих компетенцій представлено у ФГОС ВПО за напрямом підготовки бакалаврів за напрямом 022000 «Екологія та природокористування».

4. Структура та зміст дисципліни

Розділ 1. Вступ

лекції.Визначення та зміст понять «дистанційні методи досліджень» (ДМІ) та «дистанційне зондування землі» (ДЗЗ). Взаємозв'язок із основними дисциплінами навчального плану. Актуальність застосування ДМІ. Основні групи методів. Історичні відомості про використання ДМІ. Розвиток ДМІ та ДЗЗ у Світі, Росії, м. Томську, ТПУ. Наукова та навчальна література, періодичні та інформаційно-довідкові видання.

Розділ 2. Фізичні засади ДМІ. Електромагнітне випромінювання (ЕМІ) як основа ДМІ.

2.1. Загальні відомості про ЕМІ

лекції.Визначення та основні характеристики (параметри) ЕМІ. Шкала довжин хвиль, основні діапазони (випромінювання): космічне, гамма, рентгенівське, оптичне (ультрафіолетове, видиме, інфрачервоне або теплове), радіодіапазон (НВЧ, ВЧ, УКХ, КВ, середньохвильове, довгохвильове), наднизькочастотне (пульсації зірок , вивержень вулканів тощо). Спектральна (довжина хвилі, енергія кванта, інтенсивність…), тимчасова та поляризаційна характеристики ЕМІ. Особливості лазерного випромінювання. Основні діапазони, що використовуються в ДМІ. Основні ДМІ на кшталт вимірюваної енергії та його характеристика (пасивні, активні).

Сонце як основне джерело ЕМІ у природі. Характеристика спектра сонячної радіації

Лабораторна робота 1-2.Заняття з навчально-методичними матеріалами (Альбоми космознімків, зразки дешифрування аерофотознімків, Дешифрування багатозональних аерокосмічних знімків).

2.2. Взаємодія ЕМІ з атмосферою

ЛекціїОсновні фізичні та хімічні параметри атмосфери, що впливають на ЕМІ. Взаємодія ЕМІ з озоном. Зони прозорості атмосфери теплового випромінювання. Взаємодія атмосфери з ЕМІ мікрохвильового діапазону. Причини виборчого поглинання та розсіювання. ЕМІ в атмосфері (розсіяння Релея, Мі). Вплив положення ділянки земної поверхні по відношенню до Сонця на характеристику ЕМІ та особливості застосування ДМІ для вирішення різних завдань.

2.3. Взаємодія ЕМІ з різними речовинами та середовищами на поверхні Землі

лекції.Характеристика основних процесів взаємодії ЕМІ з речовинами лежить на поверхні Землі (відображення, розсіювання, абсорбція , трансмісія, емісія) та його найважливіші константи (альбедо, коефіцієнт поглинання, екстинкція, чисте пропускання, емісія). Основні фактори взаємодії, що впливають на ефективність застосування ДМІ під час вирішення геоекологічних завдань.

Розділ 3. Основні характеристики природних середовищ та матеріалів для ДМІ

3.1. Характеристики гірських порід

лекції.Відбивна та поглинальна здатність гірських порід, їх залежність від мінералогічних та геохімічних характеристик, генетичної породи. Діагностика гірських порід при ДМІ. Вплив вторинних процесів (гідротермальні зміни, вивітрювання) на первинні характеристики порід. Частини спектру ЕМІ, в яких гірські породи мають високі контрастні характеристики.

Вторинне теплове випромінювання (емісія) гірських порід. Взаємозв'язок речовинного складу, генетичних особливостей гірських порід з їх фізичними властивостями та емісією. Умови сприятливі щодо інфрачервоних зйомок.

Використання спектральних характеристик гірських порід при ДМІ з метою геокартування, вирішення геоекологічних завдань, прогнозування та пошуків родовищ корисних копалин.

Лабораторна робота 3.Пошук даних на теми дистанційного зондування в мережі Internet

3.2. Характеристика ґрунтів

лекції.Відбивна та поглинальна здатність ґрунтів, їх відмінність від гірських порід. Причини відмінності. Відмінність основних типів грунтів щодо їх спектральної яскравості. Зв'язок спектральної характеристики ґрунтів з їх основними параметрами (мінеральний та хімічний склад, вміст органіки, вологість, структура та ін.). Спектральні канали вивчення основних характеристик грунтів.

Теплове випромінювання ґрунтів. Основні властивості ґрунтів, що визначають її температурні характеристики.

Використання характеристик ґрунтів при ДМІ для їх картування та вирішення геоекологічних завдань.

3.3. Характеристика рослинності

лекції.Відбивна та пропускна здатність. Спектральні характеристики відбитого і минулого випромінювання при його взаємодії з різними рослинними угрупованнями, з хворим і здоровим листям. Вплив зовнішніх факторів на характеристики рослин (клімат, тип ґрунтів, характер поживних та забруднюючих речовин та ін.).

Характеристика теплового (температурного) випромінювання рослин та його зв'язок із внутрішніми та зовнішніми факторами.

Зміщення спектральних характеристик рослинних угруповань як чуйний індикатор зміни різних факторів навколишнього середовища.

3.4. Характеристика вод озер, річок, морів

лекції.Процеси розсіювання та поглинання світла, що відбуваються в товщі води. Залежність спектральних характеристик води від різних факторів (каламутність, суспензії, планктон, солоність, температура і т. д.) та їх прояв у різних частинах спектру ЕМІ. Актуальність дослідження та моніторингу акваторій дистанційними методами.

Розділ 4. Техніка та методика дистанційних досліджень, характер розв'язуваних завдань. Основні групи ДМІ (космічні, аеро-, наземні), рівень їх розвитку та можливості прогресу, розв'язувані завдання, доступність споживачеві.

4.1. Системи та прилади ДЗ із космосу

лекції.Основні типи космічних носіїв, їх характеристика та можливості вирішення завдань ДЗЗ. Головні типи космічних орбіт (за формою, за нахилом, по відношенню до Сонця або Землі, за висотою) та їх використання для ДЗЗ.

Методи вимірювань та спостережень з космосу (фотографічні, телевізійні, сканерні, радіолокаційні та ін.), розв'язувані завдання, переваги та недоліки.

Вітчизняні та зарубіжні сучасні космічні системи та програми ДЗЗ, порівняльний аналіз, задачі, що вирішуються.

Доступ до інформації ДЗ з космосу споживачів за кордоном, у Росії, у Західному Сибіру, ​​у Томську. Центри, лабораторії, пункти, станції прийому, зберігання та тематичної інтерпретації даних. Можливість доступу до архівних даних, оперативність виконання поточних замовлень, вартість основних послуг.

Регіональні центри: - Західно-Сибірський регіональний центр прийому та обробки супутникових даних (ЗапСиб РЦ ПІД), Центр космічного моніторингу природних ресурсів та процесів Сибіру (ЦКПС); Розв'язувані завдання, можливості створення та використання регіональної ГІС.

Персональні станції прийому (ППЗ) інформації ДЗЗ, основні характеристики, можливості. Вимоги до ПКС.

Використання даних ДЗЗ із космосу при геоекологічних дослідженнях та моніторингу навколишнього середовища.

Лабораторна робота 4-5.Визначення наслідків природних катастроф. Дешифрування знімків.

Лабораторна робота 6-7.Дешифрування космічного знімка та оцінка екологічного стану на заданій території.

4.2. Аерометоди дистанційних досліджень

лекції.Історія розвитку аерометодів. Переваги і недоліки. Характеристика різних методів (фотозйомка, зйомка в ІЧ-діапазоні, радіолокація, магнітометрія, гравіметрія, гамма-спектрометрична та радіометрична зйомки, аерозольні та газові зйомки та ін.). Основні завдання, методика, масштаби робіт.

Лабораторна робота 8-9. Визначення меж водних поверхонь на космічних знімках.

4.3. Наземні системи дистанційних досліджень

лекції.Основні види наземних ДМІ та їх характеристика (фотографічні, геофізичні, телевізійні, лідарні та ін.). Розв'язувані завдання, методика, переваги та недоліки. Нетрадиційні методи ДІ. Можливості різних фірм та наукових центрів м. Томська та ТПУ в організації та проведенні наземних дистанційних досліджень та моніторингу.

Лабораторна робота 10-11.Оцінка антропогенного впливу на довкілля за даними дистанційного зондування землі.

Розділ 5. Комплексування ДМІ

лекції.Раціональне комплексування ДМІ на різних стадіях геоекологічних та геологічних робіт, при організації різних видів екологічного моніторингу. Можливості та високі перспективи використання ГІС-технологій при ДМІ. приклади.

Лабораторна робота 12.Дешифрування та порівняння космознімків із районів екологічних катастроф

Лабораторна робота 13. Захист рефератів

Закріплення теоретичного матеріалу під час проведення практичних робіт із використанням картографічного матеріалу, атласів, спеціальної літератури, виконання проблемно-орієнтованих індивідуальних завдань.

6. Організація та навчально-методичне забезпечення самостійної роботи студентів (CРC)

6.1 Поточна СРСспрямовано поглиблення і закріплення знань, і навіть у розвиток практичних умінь.

Поточна СРС включає такі види робіт:

Робота студентів з лекційним матеріалом, пошук та аналіз літератури та електронних джерел інформації із заданої проблеми;

Вивчення тем, винесених на самостійне опрацювання;

Вивчення теоретичного матеріалу до лабораторних занять;

Підготовка до заліку.

6.2 Творча проблемно-орієнтована самостійна робота (ТСР)спрямована на розвиток інтелектуальних умінь, комплексу універсальних (загальнокультурних) та професійних компетенцій, підвищення творчого потенціалу бакалаврів та полягає у пошуку, аналізі та презентації матеріалів з заданих тем рефератів.

6.2.1. Список тем для самостійної роботи (реферати, КР):

1. Сучасні активні методи ДІ, їх переваги та недоліки.

2. Використання ДМІ при оцінці стану та моніторингу ОС урбанізованих територій.

3. Електромагнітне випромінювання Сонця та його використання при ДМІ.

4. Сучасні ДМІ атмосфери (розв'язувані екологічні завдання, технічні характеристики, методика).

5. Характеристики космічних носіїв та орбіт з позиції їх використання для ДМІ ОС.

6. Комплексування ДМІ у вирішенні завдань гірничо-геологічного моніторингу.

7. Сучасні аерометоди дистанційних досліджень.

8. Найважливіші властивості рослинності, використовувані при ДМИ.

9. Наземні системи дистанційних досліджень ОС.

10. Методи гамма-спектрометрії у геоекології.

11. Доступ споживачів до космічної інформації ДЗ Землі.

12. Найважливіші характеристики ґрунтів, що використовуються при ДМІ.

13. Історія розвитку та сучасний стан ДМІ.

14. Розвиток та стан ДМІ у Західно-Сибірському регіоні та у м. Томську.

15. Взаємодія ЕМІ з атмосферою.

16. Основні характеристики гірських порід, що вивчаються ДМІ.

17. Основні характеристики ґрунтів, що вивчаються ДМІ.

18. Основні характеристики рослинності, що вивчаються ДМІ.

19. Основні характеристики вод озер, річок, морських узбереж, що вивчаються ДМІ.

20. Методи зйомки при ДМІ.

21. Фотографічні методи та їх використання при геологічних та екологічних дослідженнях.

22. Телевізійні методи ДЗ та їх використання при геологічних та екологічних дослідженнях.

23. Сканерні методи ДЗ та їх використання при геологічних та екологічних дослідженнях.

24. Гамма-спектрометричні методи ДЗ та їх використання при геологічних та екологічних дослідженнях.

25. Радіолокаційні методи ДЗ та їх використання при геологічних та екологічних дослідженнях.

26. Лідарні методи ДЗ та їх використання при геологічних та екологічних дослідженнях.

27. Методи ІЧ-зйомки та їх використання при геологічних та екологічних дослідженнях.

28. Голографічні методи ДЗЗ.

29. Сучасні космічні системи ДЗЗ.

30. Аерометоди ДЗЗ.

31. Наземні методи дистанційних досліджень.

32. Нетрадиційні види ДЗ.

33. ДМІ у вирішенні геологічних завдань (картування, прогнозування та пошуки МПІ за видами).

34. Обробка результатів ДЗЗ із застосуванням сучасних технологій.

35. Отримання даних ДЗЗ (зокрема характеристика наземних станцій прийому).

36. ДМІ у нафтогазовій галузі.

37. ДМІ у вирішенні конкретних геоекологічних завдань.

38. ДМІ у моніторингу ОС.

Крім того, допускаються вільні теми щодо конкретних регіонів та районів.

· Визначення наслідків природних катастроф (за даними ДЗ): наслідки цунамі, шторму, повені тощо.

· Моніторинг зміни берегової лінії Аральського моря за даними ДЗ.

· Використання даних ДЗ під час проведення геоекологічних досліджень у районі родовища Самотлор.

· Дистанційне зондування при моніторингу урбанізованих територій (місто…).

· Використання даних ДЗ під час моніторингу території…., забрудненої внаслідок ….

За підсумками роботи подається письмовий звіт у формі курсової роботи та презентація в електронному вигляді, робиться усне повідомлення перед студентами групи.

Основні розділи: вступ, основна частина (з розділами на тему роботи), висновок, список літератури, що включає не менше трьох джерел (20010 – 2012 роки).

6.3 Контроль самостійної роботи

Оцінка результатів самостійної роботи здійснюється у вигляді двох форм: самоконтроль та контроль з боку викладача.

7. Засоби поточної та підсумкової оцінки якості освоєння дисципліни (фонд оціночних засобів)

Контроль знань студентів з дисципліни здійснюється за 2 видами: поточний та підсумковий.

Поточний контроль привчає студентів до систематичної роботи з дисципліни, що вивчається, і дозволяє визначити рівень засвоєння студентами теоретичного матеріалу. Він здійснюється у вигляді контрольних та перевірочних робіт, тестових опитувань. Оцінка знань при поточному контролі здійснюється відповідно до рейтингу – плану з дисципліни.

Підсумковий контроль – відповідно до навчального плану:

5 семестр – залік

1. Дайте визначення поняття «дистанційне зондування»?

2. Що розуміється під спектром ЕМІ?

3. Основні спектральні діапазони ЕМІ, які у ДМИ.

4. Чи належать геофізичні методи до ДМІ?

5. Які наукові відкриття та досягнення лежать в основі ДМІ?

6. Головні етапи у розвитку ДМІ.

7. У чому полягає роль розвитку ДМІ?

8. Коли і в яких цілях у Росії почалося використання аерозйомки?

9. Коли й у яких цілях у Росії почалося широке використання аэрогаммасъёмки?

10. У яких організаціях м. Томська розробляють та застосовують ДМІ?

11. Чи можливо, на звичайній фотографії побачити об'єкт або явище, яке не видно «неозброєним» оком?

12. Чому людське око бачить у діапазоні 0,4 – 0,78 мкм?

13. Чому кажан «бачить» в іншому діапазоні, ніж людина?

14. Що таке пасивні методи та які ДМІ до них належать?

15. Що таке активні методи та які ДМІ до них відносяться?

16. Яка роль Сонця у ДМІ?

17. Які людські органи використовуються при ДМІ?

18. Чим зумовлено появу смуг поглинання в спектрі ЕМІ Сонця, що надходить на поверхню Землі?

19. Вплив атмосферного озону на ЕМІ Сонця?

20. Наскільки атмосфера є прозорою для теплового випромінювання?

21. Що таке емітерна енергія та її значення для ДМІ?

22. Чинники, що визначають поява «теплового парника» в атмосфері?

23. У яких діапазонах спектра ЕМІ атмосфера Землі «прозора»?

24. Переважна висота Сонця при аерокосмічних зйомках?

25. У яких випадках за ДМІ використовується низьке стояння Сонця?

26. Чому використання світлофільтрів дозволяє отримати якісніший знімок?

27. Що таке емісія та її роль для ДМІ?

28. Що розуміємо під «незалежними» параметрами ДЗ?

29. Що розуміємо під «залежними» параметрами ДЗ?

30. Які властивості гірських порід вивчаються ДМИ?

31. Які показники грунтів вивчаються ДМИ?

32. Які властивості рослинності вивчаються ДМИ?

33. Які властивості вод озер, річок, морів вивчаються ДМИ?

34. При якій зйомці чітко видно межі води та суші?

35. Основні типи космічних носіїв апаратури ДЗЗ?

36. Типи космічних орбіт та їх використання для ДМІ?

37. Розв'язувані завдання ДМІ в залежності від висоти космічних орбіт.

38. Види вимірювань і спостережень з космосу, завдання, що вирішуються.

39. Техніка та методика космофотозйомки, розв'язувані завдання.

40. Техніка та методика сканерної космозйомки, розв'язувані завдання.

41. Техніка та методика радіолокаційної зйомки, розв'язувані завдання.

42. Техніка та методика ІЧ-зйомки, розв'язувані завдання.

43. Техніка та методика лідарної зйомки, розв'язувані завдання.

44. Сучасні види космічних систем дослідження ОС.

45. Система вивчення природних ресурсів з урахуванням «Ресурс-О».

46. ​​Як оперативно отримати та (або) замовити дані ДЗЗ?

47. Досвід та перспективи використання ППС.

48. Вимоги до ПКС.

49. Основні види аерометодів та розв'язувані екологічні завдання.

50. Основні положення методики аерогамазйомки та розв'язувані завдання.

51. Види наземних систем дослідження ОС, задачі, що вирішуються.

52. Сучасні ДМІ у прогнозно-пошукових геологічних роботах.

53. Сучасні ДМІ у вивченні природних ресурсів.

54. Сучасні ДМІ в оцінці стану та моніторингу ОС.

55. Сучасні ДМІ у геоекологічному картуванні.

7.3. Приклади питань для іспиту

1. Розвиток та стан ДМІ у Росії. Основні фактори взаємодії ЕМІ з речовинами та середовищами на поверхні Землі.

2. Розвиток та стан ДМІ у Західно-Сибірському регіоні та у м. Томську. Основні сучасні методи спостережень та вимірювань при ДЗЗ із космосу.

3. Сучасні космічні системи дослідження ОС. Випромінювання сонця та його використання при ДМІ.

4. Сучасні фотографічні методи дослідження ОС та їх використання на вирішення екологічних завдань.

Найважливіші властивості вод, що використовуються при ДМИ.

5. Сучасні наземні мобільні методи та засоби дистанційних досліджень та моніторингу ОС. Активні та пасивні ДМІ, переваги та недоліки.

8. Навчально-методичне та інформаційне забезпечення дисципліни

Основна література

1. Антипко дистанційного теплового моніторингу геологічного середовища міських агломерацій. - М.: Надра, 1992. - 15 с.

2. , Шевченко картування на основі космічної інформації. - М.: Надра, 1988. - 221 с.

3. , Гершензон системи дистанційного зондування Землі. - М.: Вид-во А і Б, 1997. - 269 с.

4. Гонин зйомки Землі. - Л.: Надра, 1989. - 255 с.

5. Кабанів моніторинг атмосфери. Ч.1. Науково-методичні засади: Монографія / За загальною ред. . - Томськ: Вид-во «Спектр» Інституту оптики та атмосфери СО РАН, 1997. - 211 с.

6. Кієнко у космічне природознавство та картографування: Підручник для ВНЗ. - М.: Картгеоцентр - Геовидав, 1994. -212 с.

7. , Фрідман гамма-спектрометрії природних середовищ. - 3 видавництва, перероб. та дол. - М.: Вища школа, 1991. - 232 с.

8. // Дослідження Землі із космосу. 2004. №2. С.61-96.

9. Кронберг П. Дистанційне вивчення Землі: основи та методи дистанційних досліджень у геології (переклад з німецької). - М.: Світ, 1988. - 343 с.

10. , Корчуганова методи геології. - М.: Надра, 1993. - 224 с.

11. , Архангельський методи дослідження навколишнього середовища: Навчальний посібник для ВНЗ. - Томськ: Вид-во STT, 200. - 184 с.

12. Поцілунків методи геологічних досліджень: історія, сучасний стан / , // Т. 1: Корисні копалини. – , 2008. – С. 513-518.

13. Протасевич: методи виявлення радіоактивних викидів в атмосферу: Конспект лекцій / ; Томський політехнічний університет. – Томськ: Вид-во ТПУ, 1997. – 36 с.

14. Регіональний моніторинг атмосфери. Ч. ІІ. Нові прилади та методики вимірювань: Колективна монографія / За загальною ред. . - Томськ: Вид-во «Спектр» Інституту оптики та атмосфери СО РАН, 1997. - 295с.

15. Рис дистанційного зондування: пров. з англ. /; пров. , . - М: Техносфера, 2006.

17. Регіональний моніторинг атмосфери. Ч. ІІІ. Унікальні вимірювальні комплекси: Колективна монографія / За загальною ред. . - Томськ: Вид-во «Спектр» Інституту оптики та атмосфери СО РАН, 1998. - 238с.

18. Чандра зондування та географічні інформаційні системи: пров. з англ. / , . – К.: Техносфера, 2008. – 312 с.

19. , Молодчинин стану навколишнього середовища тепловою аерозйомкою. - М.: Надра, 1992. - 64 с.

додаткова література

1. Альбом - СРСР із космосу. - М.: ГУК і К при РМ СРСР, 1982.

2. Альбом - Дешифрування багатозональних аерокосмічних знімків (методики та результати). - НДР. - М.: Наука, 1982.

3. Аерогеофізичні методи прогнозування родовищ урану/Під. ред. . - М.: Атоміздат, 1980. - 129 с.

4. Виноградів моніторинг екосистем. - М.: Наука, 1984. - 152 с.

5. Гарбук системи дистанційного зондування Землі: Монографія / , . - М: Вид-во А і Б, 1997. - 296 с.

6. , Дмитрієвський -аерокосмічне вивчення нафтогазоносних територій. - М.: Наука, 1994. - 288 с.

7. Дистанційні дослідження під час пошуку корисних копалин. - Новосибірськ: Наука, 1986. - 175 с.

8. Дистанційні дослідження при нефтегазопоисковых роботах. - М.: Наука, 1988. - 224 с.

9. , Красильникова природних умов та ресурсів. - М.: Надра, 1988. - 299 с.

10. , Полєтаєв космічної геології. - М.: Надра, 1988. - 235 с.

11. Космічна інформація у геології / За ред. та ін - М.: Наука, 1983. - 536 с.

12. Мелух дослідження з використанням космічних засобів/За ред. . Серія: Охорона природи та відтворення природних ресурсів. - М.: ВІНІТІ, 1988. - Т. 21. - 184 с.

13. Михайлова апаратура дистанційного зондування Землі / , . – М.: Вузовська книга, 2008. – 340 с.

14. та ін. Основи дистанційних методів моніторингу забруднення природного середовища. - Л.: Гідрометеоздат, 19с.

15. , Архангельський методи дослідження навколишнього середовища: Навчальний посібник/Томський політехнічний університет.-Томськ: STT, 2001.-184 c.:

16. Природа Землі з космосу: вивчення природних ресурсів Землі за допомогою даних, що передаються із супутників з радіолокації / За ред. . - Л.: Гідрометеоздат, 1984. - 152 с.

Інтернет ресурси

http://www. *****/ua/index. html

http://www. *****/distzond. html

http://www. *****/

http://www. /photos/digitalglobe-imagery/

http://*****/index. php? r=18&id=6793

http://www. pryroda. / index. php? newsid=1000384

9. Матеріально-технічне забезпечення дисципліни

При вивченні основних розділів дисципліни, виконанні практичних робіт студенти використовують різноманітний картографічний матеріал, що включає атласи Росії, Світу, комплект космо- та аерофотознімків, як у друкованому виданні, так і в електронному вигляді.

Програма складена на основі ФГОС ВПО за напрямом підготовки 022000 «Екологія та природокористування».

Програму схвалено на засіданні кафедри ДЕГГ ІПР

(протокол № ____ від "___" _______ 2011 р.).

Навчальне видання

дистанційні методи досліджень

Робоча програма для студентів, які навчаються за напрямом 022000 Екологія та природокористування за профілем «геоекологія»

Розробники

Сучасний світ не перестає дивувати нас новими відкриттями та досягненнями. У наші дні людина має колосальні знання. Область його інтересів та діяльність обмежуються не лише Землею, а виходять і за її межі.

Наука та технології служать людині в першу чергу для покращення якості її життя та стають тими засобами, за допомогою яких можна знаходити більш ефективні способи вирішення економічних, екологічних та соціальних проблем.

Сьогодні все більш активно використовуються дані про нашу планету, які отримують зі штучних супутників і пілотованих космічних апаратів. Вони називаються даними дистанційного (віддаленого) зондування. Цей термін, що широко застосовується в наші дні, - синонім словосполучень «зображення Землі з космосу» і «космічні знімки Землі». До основних переваг дистанційного зондування можна віднести можливість моніторингу (від лат. monitor – той, хто попереджає) або регулярних спостережень за динамікою географічних процесів.

Дистанційні методи дослідження довкілля були відомі ще у Стародавньому Римі. У XVIII ст. люди навчилися отримувати перші знімки-малюнки різних об'єктів за допомогою фотокамери - камери-обскури (від латів. camera - кімната та obscura - темна). З розвитком фотографії з'явилася можливість отримувати детальні та точні знімки. Спочатку проводилася фотозйомка місцевості (з повітряних куль та повітряних зміїв, пізніше – з аеростатів та аеропланів). Перший космічний знімок Землі був зроблений у I960 р.

За останні роки розвиток комп'ютерних технологій і ГІС призвели до того, що дані супутникового моніторингу знайшли застосування в різних областях - від сільського господарства до геоекології. Це дозволило оперативно реагувати на найменші зміни у навколишньому середовищі та запобігати небезпечним явищам і процесам.

Один з відомих вам напрямків використання космічних знімків – метеорологія. Вивчення - одне з найскладніших науково-практичних завдань. Можливості дистанційних методів зондування дозволили вести спостереження за великими просторами у режимі реального часу та відстежувати формування (визначати тип і потужність хмарності, отримувати її стереоскопічне зображення, вимірювати температуру тощо). Спостереження формуванням і пересуванням дозволило заздалегідь прогнозувати небезпечні людини явища природи (урагани, смерчі, торнадо) і цим попереджати їх важкі наслідки.

Космічна зйомка є незамінною при складанні метеопрогнозів, прогнозуванні небезпечних атмосферних явищ, при дослідженні Землі. Вона дозволяє визначати місце розташування локальних джерел забруднення (теплоелектростанцій, целюлозно-паперових комбінатів та ін.) та вести спостереження за екологічною ситуацією в районах поховання токсичних відходів.

Важливий практичний напрямок використання космознімків - облік природних ресурсів. Дистанційне зондування значно спростило оцінку їх запасів, особливо у важкодоступних районах. Так, при вивченні стало простіше проводити підрахунок площ лісів, визначати тип лісонасаджень та вік дерев, домінуючі породи та обсяг біомаси. Спростилися не лише картографування лісових масивів, а й контроль за їх збереженням, включаючи контроль за рубками, межами водоохоронних зон тощо.

Супутникові дані допомагають ранньому (оперативному) виявлення пожеж. Відомо, що при площі осередку пожежі менше 5 га його ліквідація здійснюється десантом всього з 4-х осіб, тобто відносно легко і швидко.

Природні стихійні лиха, такі як повені, урагани, землетруси, торнадо та інші, завдають величезних економічних збитків і призводять до людських жертв. Тому моніторинг надзвичайних ситуацій дуже важливий. Використання дистанційних методів зондування дозволяє прогнозувати виникнення надзвичайних ситуацій, локалізувати небезпечні явища на початкових стадіях розвитку та отже – зменшити можливу шкоду.

Нині наземні служби Росії контролюють 27% площі лісового фонду, 47% - перебувають під охороною авіаційної лісової служби. Площа, що не охороняється, становить 26%, або близько 300 млн га. Над цією площею контроль здійснюється лише за допомогою супутникової зйомки. З її допомогою можна виявити осередки пожежі, що знову виникають, навіть під димовою завісою, а в разі займання торфу - навіть за відсутності відкритого полум'я.

Застосування дистанційного зондування у вивченні мінеральних ресурсів дозволяє досліджувати умови залягання гірських порід та оцінити обсяги передбачуваних родовищ. Ефективне використання космічних знімків і при пошуку нафти, природного газу, вугілля, вирішенні проблем розвитку альтернативних джерел енергії, таких як геотермальна, енергія сонця та вітру, а також при будівництві та експлуатації атомних та гідроелектростанцій.

Космічні знімки використовують для вивчення водних та біоресурсів, зокрема для визначення запасів фітопланктону та рибного промислу, для дослідження ареалів проживання різних видів тварин.

Застосування космічних знімків у сільському господарстві дозволяє підвищити ефективність використання земель, оскільки вони «бачать» райони з пригнобленої та допомагають визначити, куди і скільки потрібно внести добрив, де і як часто робити полив, коли можна збирати врожай.

Застосування космічних знімків для дослідження морських акваторій дозволяє вирішувати різноманітні господарські завдання: досліджувати льодову обстановку, здійснювати контроль над рибальством. Крім того, вони забезпечують проведення моніторингу температурного режиму та солоності води, вивчення змін берегової лінії шельфу. Особливо зацікавлені у дистанційному зондуванні морських акваторій науково-дослідні організації та компанії, що займаються видобутком морепродуктів та у шельфовій зоні та забезпечують судноплавство та навігацію.

Космічні знімки дозволяють оцінити і льоду, що разом із аналізом температурних показників дає можливість прогнозувати швидкість танення снігу та попереджати повені. Виявлення та локалізація крижаних, на сибірських річках, наприклад, дозволяють уникнути різкого підйому рівня води та пов'язаних з ним лих.

Розвиток господарську діяльність нерозривно пов'язані з використанням природних ресурсів. Інтенсивне їх споживання у минулому столітті призвело до суттєвого погіршення екологічної ситуації у багатьох районах країни. Система супутникового моніторингу допомагає своєчасно виявляти забруднення водних об'єктів і ґрунтів, повітря та місць розривів нафто- та газопроводів, оцінити викиди забруднюючих речовин промисловими підприємствами та своєчасно боротися з проблемами знеліснення та опустелювання.

На сьогоднішній день практично не залишилося напрямів у дослідженні Землі, в яких не використовувалися б космічні знімки. Застосування супутникового моніторингу дає можливість керувати територіями, правильно та своєчасно приймати рішення у разі виникнення надзвичайної ситуації.

Нагадаємо, що для дешифрування космічного знімку насамперед необхідно визначити, яке це явище (об'єкт) зображено на знімку та на якій території. Потім - знайти явище (об'єкт) на карті, визначити його географічне розташування, якісні та кількісні характеристики.

№ 26. Дистанційні методи досліджень у сучасній географії

Дані дистанційного зондування

Матеріали дистанційного зондування отримують у результаті неконтактної зйомки з літальних повітряних та космічних апаратів, суден та підводних човнів, наземних станцій. Деякі види дистанційного зондування схематично зображені на рис. 10.1. Одержувані документи дуже різноманітні за масштабом, роздільною здатністю, геометричними, спектральними та іншими властивостями. Все залежить від виду та висоти зйомки, застосовуваної апаратури, а також від природних особливостей місцевості, атмосферних умов тощо.

Головні якості дистанційних зображень, особливо корисні для складання карт, - це їхня висока детальність, одночасне охоплення просторів, можливість отримання повторних знімків та вивчення важкодоступних територій. Завдяки цьому дані дистанційного зондування знайшли в

картографії різноманітне застосування: їх використовують для складання та оперативного оновлення топографічних та тематичних карт, картографування маловивчених та важкодоступних районів (наприклад, високогір'я). Нарешті, аеро- та космічні знімки служать джерелами для створення загальногеографічних та тематичних фотокарток (див. Розд. 11.5).

Зйомки ведуть у видимій, ближній інфрачервоній, тепловій інфрачервоній, радіохвильовій та ультрафіолетовій зонах спектру. При цьому знімки можуть бути чорно-білими зональними і панхроматичними, кольоровими, кольоровими спектрозональними і навіть для кращої помітності деяких об'єктів - хибно-кольоровими, тобто. виконаними в умовних кольорах. Слід зазначити особливі переваги зйомки в радіодіапазоні. Радіохвилі, майже не поглинаючись, вільно проходять через хмарність та туман. Нічна темрява теж не перешкода для зйомки, вона ведеться за будь-якої погоди та у будь-який час доби.

Фотографічні знімки - це результат покадрової реєстрації власного чи відбитого випромінювання земних об'єктів на світлочутливу плівку. p align="justify"> Аерофотознімки отримують з літаків, вертольотів, повітряних куль, космічні знімки -з супутників і космічних кораблів, підводні - з підводних суден і барокамер, що опускаються на глибину, а наземні - за допомогою фототеодолітів.

Крім одиночних планових знімків як джерела використовують стереопари, монтажі, фотосхеми та фотоплани, панорамні знімки та фотопанорами, фронтальні (вертикальні) фотознімки та ін.

На відміну від фотографічних, телевізійні знімки і телепанорами отримують шляхом реєстрації зображення на світлочутливих екранах передаючих телевізійних камер (відіко-нов). Зйомка з борту літака або з супутника захоплює досить велику смугу місцевості - шириною від 1 до 2 тис. км. залежно від висоти польоту та технічних характеристик знімальної системи. Високоорбітальні супутники дозволяють отримувати зображення всієї планети загалом і режимі реального часу передавати їх у наземні пункти прийому дистанційної інформації. Тому телевізійна зйомка зручна для оперативного картографування та стеження (моніторингу) за земними об'єктами та процесами. Однак за своєю роздільною здатністю та величиною геометричних спотворень телевізійні зображення поступаються фотознімкам.

Телевізійні знімки бувають вузько- та широкосмуговими, вони охоплюють різні зони спектру, можуть мати різну розгортку тощо. Особливий вид джерел - фототелевізійні знімки, у яких детальність фотографій поєднується з оперативністю передачі зображень телевізійними каналами.

Найбільш широко у картографуванні використовують сканерні знімки, смуги, «сцени», одержувані шляхом поелементної та рядкової реєстрації випромінювання об'єктів земної поверхні. Саме слово "сканування" означає кероване переміщення променя або пучка (світлового, лазерного та ін) з метою послідовного огляду (огляду) будь-якої ділянки.

Під час зйомки з літака або супутника скануючий пристрій ( дзеркало або призма , що гойдається ) послідовно , смуга за смугою , переглядає місцевість упоперек напрямку руху носія . Відбитий сигнал надходить на точковий фотоприймач, і в результаті виходять знімки зі смужковою або малою структурою, причому рядки складаються з невеликих елементів - пікселів. Кожен із них відбиває сумарну усереднену яскравість невеликого ділянки місцевості, отже деталі всередині пікселя нерозрізняються. Піксел - це елементарна комірка сканерного зображення.

При польоті зйомка ведеться постійно, тому сканування охоплює широку безперервну смугу (або стрічку) місцевості. Окремі ділянки смуги називають сценами. В цілому сканерні зображення поступаються якістю кадровим фотографічним знімкам, проте оперативне отримання зображень у цифровій формі має величезну перевагу перед іншими видами зйомки.

Існує ряд модифікацій сканерної зйомки, що дають зображення з іншими геометричними та радіометричними властивостями. Так, скануючі пристрої з лінійками напівпровідникових приймачів забезпечують зйомку відразу цілого рядка, причому вона виходить у проекції, близької до центральної, що суттєво зменшує геометричні спотворення. На цьому принципі заснована зйомка за допомогою багатоелементних лінійних та матричних приймачів випромінювання (приладів із зарядовим зв'язком – ПЗЗ). Вони дають можливість отримувати каналами радіозв'язку знімки дуже високого дозволу на місцевості - до декількох метрів.

Для картографування великих територій використовують монтажі сканерних знімків і навіть особливі «фотопортрети», які передають вигляд великих ділянок планети, материків і країн так, як вони видно з космосу.

Радіолокаційні знімки отримують із супутників та літаків, а гідролокаційні знімки - при підводній зйомці дна озер, морів та океанів. Бортові радіолокатори бокового огляду, встановлені на аеро-, космічних та підводних носіях, ведуть зйомку по правому та лівому бортах перпендикулярно до руху носія.

Завдяки бічному огляду на знімках чудово проявляється рельєф місцевості, чітко читаються деталі його розчленування, характер шорсткості. Під час зйомки океанів добре видно хвилювання водяної поверхні. Радіолокація дозволила вперше докладно картографувати рельєф далеких планет.

Серед нових видів локаційних зображень відзначимо знімки, що отримуються в ультрафіолетовому івидимому діапазонах за допомогою лазерних локаторів - лідарів. Безперервне технічне вдосконалення сканерних та локаційних систем, множинність знімальних діапазонів, можливості їх широкого комбінування - все це створює воістину невичерпну різноманітність джерел для тематичного картографування.

Особливого значення для картографування має багатозональна зйомка. Суть її в тому, що та сама територія (або акваторія) одночасно фотографується або сканується в декількох порівняно вузьких зонах спектру. Комбінуючи зональні знімки, можна отримувати так звані синтезовані зображення, на яких найкраще проявлені ті чи інші об'єкти. Наприклад, підбираючи різні поєднання, можна досягти найкращого зображення водних об'єктів, геологічних відкладень певного мінералогічного складу, різних порід лісу, сільськогосподарських угідь під тими чи іншими культурами тощо. Тому матеріали багатозональної зйомки - цінне джерело, особливо упорядкування тематичних карт.

Дистанційні методи – методи вивчення Землі та інших космічних тіл з повітряних або космічних літальних апаратів. До складу дистанційних методів входять аерозйомка, космічна зйомка, дешифрування знімків та візуальні спостереження: огляд території спостерігачем з борту літального апарату.

Аерозйомка - зйомка земної поверхні з літальних апаратів з використанням знімальних систем (приймачів інформації), що працюють у різних ділянках спектра електромагнітних хвиль. Розрізняють: -Фотографічну аерозйомку (аерофотозйомку); - телевізійну аерозйомку; - теплову аерозйомку; - радіолокаційну аерозйомку; і - багатозональну аерозйомку.

Отримані в результаті аерознімки (аерофотознімки) можуть бути: - плановими, якщо вісь апарата, що знімає, розташовувалася прямовисно; або - перспективними, якщо вісь апарата, що знімає, розташовувалася похило.

Залежно від висоти зйомки та апаратури, що застосовується, знімки мають різні масштаб, подробиця і оглядовість.

Дешифрування знімків - дослідження аеро- та космічних знімків, визначення об'єктів, які на них зображені, встановлення між ними взаємозв'язків. Дешифрування знімків – найважливіший дистанційний метод вивчення Землі.

Початок форми

Космічна зйомка – фотографічна, телевізійна тощо. зйомка Землі, небесних тіл і космічних явищ апаратурою, яка знаходиться за межами атмосфери Землі (на штучних супутниках Землі, космічних кораблях тощо) і дає зображення в різних галузях електромагнітного спектру.

Отримані в результаті космічної зйомки космічні знімки відрізняються від аероснімків набагато більшою оглядовістю, величезним охопленням території: на знімку середнього масштабу 3-4 тис.кв.км, на знімку дрібного масштабу - десятки тисяч кв.км. Середній масштаб космічних знімків Землі 1:1000000, 1:10000000.

Залежно від положення осі апарата, що знімає, розрізняють планову і перспективну космічні зйомки.

Для спостереження Землі з космосу використовують дистанційні методи: дослідник має можливість на відстані отримувати інформацію про об'єкт, що вивчається.

Дистанційні методи, зазвичай, є непрямими, тобто. з їх допомогою вимірюють параметри об'єктів, що не цікавлять нас, а деякі пов'язані з ними величини. Наприклад, нам необхідно оцінити стан сільськогосподарських посівів. Але апаратура супутника реєструє лише інтенсивність світлового потоку цих об'єктів у кількох ділянках оптичного діапазону. Щоб "розшифрувати" такі дані, потрібні попередні дослідження, що включають різні експерименти з вивчення стану рослин контактними методами; з вивчення відбивної здатності листя у різних ділянках спектра і за різному взаємному розташуванні джерела світла (Сонця), листя і вимірювального приладу. Далі необхідно визначити, як виглядають ті ж об'єкти з літака, і лише після цього судити про стан посівів за супутниковими даними.

Дистанційні методи ділять на активні та пасивні. При використанні активних методів супутник посилає Землю сигнал власного джерела енергії (лазера, радіолокаційного передавача), реєструє його відбиток. Радіолокація дозволяє "бачити" Землю крізь хмари. Найчастіше застосовують пасивні способи, коли реєструється відбита поверхнею енергія Сонця чи теплове випромінювання Землі. Головними перевагами космічних засобів, при використанні їх для вивчення природних ресурсів та контролю навколишнього середовища є: оперативність, швидкість отримання інформації, можлива доставка її споживачеві безпосередньо в ході прийому з КА, різноманітність форм наочності результатів, економічність.

Таблиця №1 Діапазони хвиль електромагнітних випромінювань.

Методи вивчення Землі із космосу не випадково відносять до високих технологій. Це пов'язано не тільки з використанням ракетної техніки, складних оптико-електронних приладів, комп'ютерів, а й з новим підходом до інтерпретації результатів вимірювань. І хоча трудомісткі підсупутникові дослідження проводяться на невеликій площі, вони дають можливість узагальнювати дані на величезні простори і навіть на всю земну кулю. Широта охоплення є характерною рисою супутникових методів дослідження Землі. До того ж ці методи, як правило, дозволяють отримувати результат за порівняно короткий інтервал часу.

Початок форми

Фотографічну зйомку Землі з висот понад 150 - 200 км прийнято називати космічною. Відмінною рисою КС є високий рівень оглядовості, охоплення одним знімком великих площ поверхні. Залежно від типу застосовуваної апаратури та фотоплівок, фотографування може проводитися у всьому видимому діапазоні електромагнітного спектру, в окремих його зонах, а також у ближньому інфрачервоному інфрачервоному діапазоні.

Масштаби зйомки залежать від двох найважливіших параметрів: висоти зйомки та фокусної відстані об'єктива. Космічні фотоапарати в залежності від нахилу оптичної осі дозволяють отримувати планові та перспективні знімки земної поверхні. В даний час для зйомок з космосу найчастіше використовуються багатоспектральні оптико-механічні системи - сканери, встановлені на ШСЗ різного призначення. За допомогою сканерів формуються зображення, що складаються з багатьох окремих, послідовно одержуваних елементів. Термін "сканування" означає розгортку зображення за допомогою скануючого елемента (качається або обертового дзеркала), що поелементно переглядає місцевість поперек руху носія і посилає променистий потік в об'єктив і далі на точковий датчик, що перетворює світловий сигнал електричний. Цей електричний сигнал надходить на приймальні станції каналами зв'язку. Зображення місцевості отримують безперервно на стрічці, що складається зі смуг - сканів, складених окремими елементами - пікселями. Сканерні зображення можна отримати у всіх спектральних діапазонах, але особливо ефективним є видимий та ІЧ-діапазони.

Радіолокаційна (РЛ) або радарна зйомка – найважливіший вид дистанційних досліджень. Використовується в умовах, коли безпосереднє спостереження поверхні планет утруднено різними природними умовами: щільною хмарністю, туманом тощо. Вона може проводитись у темний час доби, оскільки є активною. Для радарної зйомки зазвичай використовуються радіолокатори бічного огляду (ЛПВ), встановлені на літаках та ШСЗ.

За допомогою ЛПВ радіолокаційна зйомка здійснюється в радіодіапазоні електромагнітного спектра. Сутність зйомки полягає в посилці радіосигналу, що відображається по нормалі від об'єкта, що вивчається і фіксується на приймачі, встановленому на борту носія. Радіосигнал виробляється спеціальним генератором. Час повернення їх у приймач залежить від відстані до об'єкта, що вивчається. Цей принцип роботи радіолокатора, що фіксує різний час проходження зондувального імпульсу до об'єкта та назад, використовується для отримання РЛ-знімків. Зображення формується світловою плямою, що біжить по рядку. Чим далі об'єкт, тим більше часу треба на проходження сигналу, що відображається до його фіксації електронно-променевою трубкою, поєднаною зі спеціальною кінокамерою.

Інфрачервона (ІЧ), або теплова, зйомка ґрунтується на виявленні теплових аномалій шляхом фіксації теплового випромінювання об'єктів Землі, обумовленого ендогенним теплом або сонячним випромінюванням. 0на. широко застосовується у геології. Температурні неоднорідності Землі виникають у результаті неоднакового нагрівання різних її ділянок.

Спектрометрична (СМ) зйомка проводиться з метою вимірювання відбивної спроможності гірських порід. Знання значень коефіцієнта спектральної яскравості гірських порід розширює можливості реологічного дешифрування, надає йому більшої достовірності. Гірські породи мають різну відбивну здатність, тому відрізняються величиною коефіцієнта спектральної яскравості.

Лідарна зйомка є активною і заснована на безперервному отриманні відгуку від поверхні, що відбиває, що підсвічується лазерним монохроматичним випромінюванням з фіксованою довжиною хвилі. Частота випромінювача налаштовується на резонансні частоти поглинання сканованого компонента (наприклад, приповерхневого метану), так що у разі його помітних концентрацій співвідношення відгуків у точках концентрування і поза ними будуть різко підвищеними. Фактично - лідарна спектрометрія це геохімічна зйомка приповерхневих шарів атмосфери, орієнтована виявлення мікроелементів чи його сполук, концентрованих над сучасно активними геоекологічними об'єктами.