36. Космическая съемка

36.Космическая съемка. Виды съемок. Способы определения масштаба космического снимка.

Космическая съёмка, съёмка Земли, небесных тел, туманностей и различных космических явлений, выполняемая приборами, находящимися за пределами земной атмосферы. Снимки земной поверхности, полученные таким путём , отличаются тем, что при целостном характере изображения местности они охватывают огромные площади (на одном снимке от десятков тысяч км2 до всего земного шара). Это позволяет изучать по космическим снимкам основные структурные, региональные, зональные и глобальные особенности атмосферы, литосферы, гидросферы, биосферы и ландшафты нашей планеты в целом. При Космической съёмке возможна повторная съёмка местности в течение одного и того же полёта носителя, т. е. через краткие промежутки времени, что позволяет изучать динамику как природных явлений, периодических (суточных, сезонных и др.) и эпизодических (извержения вулканов, лесные пожары и др.), так и различных проявлений хозяйственной деятельности (уборка урожая, заполнение водохранилищ и др.). 

 Первые снимки из космоса были сделаны с ракет в 1946, с искусственных спутников Земли — в 1960, с пилотируемых космических кораблей — в 1961 (Ю. А. Гагариным). Космическая съёмка вначале ограничивалась фотографированием в видимом диапазоне спектра электромагнитных волн с непосредственной доставкой снимков на Землю (преимущественно в контейнерах с парашютом). Наряду с черно-белой и цветной фото- и телесъёмкой применяются инфратепловая, микроволновая, радарная, спектрометрическая и др. фотоэлектронные съёмки. Съёмочная аппаратура принципиально та же, что и при аэросъёмке.

Методами Космической съёмки  нашей планеты являются:

1) съёмки с высот 150—300 км с недолговременных носителей и возвращением экспонированных плёнок и регистрограмм на Землю;

2) съёмки с высот 300—950 км с долговременных носителей (на орбитах, при которых спутник находится как бы постоянно над освещенной стороной Земли) и передачей изображений на Землю с помощью радиотелевизионных систем;

3) съёмки с высоты примерно 36 тыс. км с т. н. стационарных спутников с доставкой фотоинформации на Землю путём применения тех же систем;

4) съёмки с межпланетных автоматических станций с ряда последовательно увеличивающихся высот (например, со станции «Зонд» с 60 и 90 тыс. км и т. д.);

5) съёмки Земли с поверхности Луны и ближайших планет, автоматически выполняемые доставленной туда регистрирующей фотоэлектронной и передающей радиотелевизионной аппаратурой;

6) съёмки с пилотируемых космических кораблей и пилотируемых орбитальных станций (первая — советская станция «Салют»).

Средние масштабы космических снимков 1: 1000000 — 1: 10000000. Детальность изображения земной поверхности на снимках из космоса довольно значительна. Например, при рассматривании с 10-кратным увеличением фотографий масштаба 1:1500000, полученных с борта «Салюта», на открытой местности видны основная гидрографическая и дорожная сеть, контуры полей, селения средних размеров и все города с их квартальной планировкой.

Современные области использования Космической съёмки:

• метеорология (изучение облачности, снежного покрова и др.),

• океанология (течений, дна мелководий и др.),

• геология и геоморфология (в особенности образований большой протяжённости),

• исследования ледников, болот, пустынь, лесов, учёт культурных земель, природно-хозяйственное районирование территорий, создание и обновление мелкомасштабных тематических и общегеографических карт.

Ближайшие перспективы практического применения Космической съёмки  для изучения, освоения и охраны географической среды и естественных ресурсов Земли связаны с выполнением с орбитальных научных станций-лабораторий т. н. многоканальных съёмок (одновременно в нескольких спектральных диапазонах при одинаковой освещённости местности). Это увеличивает разнообразие и объём получаемой информации и обеспечивает возможность её автоматической обработки, в частности при дешифрировании космических снимков. Носители и космические комплексы.

Космические системы (комплексы) мониторинга окружающий среды включают в себя (и выполняют):

1.  Спутниковые системы на орбите (центр управления полетами и съемкой),

2.  Прием информации наземными пунктами приема, спутниками-ретрансляторами,

3.  Хранение и распространение материалов (центры первичной обработки, архивы снимков). Разработана информационная поисковая система, обеспечивающая накопление и систематизацию материалов, получаемых с искусственных спутников Земли.

Виды съемок.

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

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.

Космическая съемка различается по: масштабам, пространственному разрешению, обзорности, спектральным характеристикам.

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

Типы снимков подразделяются по обзорности, по масштабу, по пространственному разрешению.

Масштаб и обзорность (форма, размер) космических снимков позволяют выявить объекты разного ранга, снятые в одно время и в одном режиме съемки. Обзорность снимка зависит от размеров участков земной поверхности, отображенной на космоснимке, и измеряется в единицах площади.

Масштабы космоснимков разные: от 1:1000 до 100 000 000, т.е. он может меняться в сто тысяч раз. Самые распространенные масштабы космических снимков:  от 1:200 000 до 1:10 000 000.

Масштабы космоснимков зависят от:

•        высоты фотографирования,

•        фокусного расстояния аппарата,

•        коэффициента увеличения,

•        углов наклона,

•        кривизны земной поверхности.

Распознавание объектов на снимках зависит от масштаба съемки и разрешающей способности. По соотношению масштабного ряда космических снимков с масштабным рядом геологических карт, принятых в России, космические снимки разделяются по уровням естественной генерализации на:

•        глобальные, с высот 20—30 тыс. км Масштаб: 1:5 000 000.

•        континентальные, имеют малое разрешение

•        региональные, среднее разрешение, Масштаб: 1:1 000 000 и 1:500 000

•        локальные, Эта съемка использует цифровые сканеры, дающие высокое трехмерное изображение. Получаемые снимки пригодны для кадастра и инвентаризации, для изготовления среднемасштабных и крупномасштабных карт. Масштаб: 1:200 000 и 1:100 000

•        детальные, по своим свойствам близки к высотным аэрофотоснимкам и снимкам мелкого масштаба. Проводится с орбит высотой около 200 км. Масштаб: 1:50 000 и 1:25 000.

Определение масштаба КС путем сравнения длины идентичных отрезков, измеренных на снимке и на топографической карте.

Достоинства космосъемки. Летящий спутник не испытывает вибраций и резких колебаний, поэтому космические снимки удается получать с более высокой разрешающей способностью и высоким качеством изображения, чем аэроснимки. Снимки могут быть переведены в цифровую форму для последующей компьютерной обработки.

Недостатки космосъемки: информация не поддается автоматизированной обработке без предварительных преобразований. При космофотосъемке происходит смещение точек (под влиянием кривизны Земли), их величина на краях снимка достигает 1,5 мм. В пределах снимка нарушено постоянство масштаба, различие которого на краях и в центре снимка может составлять выше 3%.