17.2. Масштабы пространства

Масштаб геоизображения является функцией его назначения, технических средств съемки, обеспеченности фактическим мате­риалом. Одновременно сам он определяет наиболее существенные свойства геоизображения: от масштаба зависят пространственный охват и объем содержания геоизображения, его разрешение, под­робность и геометрическая точность. Масштаб задает уровень обоб­щения и абстрагирования показанной информации, степень ее интеграции и генерализации, определяет информативность гео­изображения, которая в конечном счете диктует выбор направле­ний использования и устанавливает пределы применения карт, снимков, анимаций и т.п.

С масштабом и степенью абстрагирования напрямую связаны и эвристические качества геоизображений как средства познания окружающего мира. Мелкомасштабные геоизображения, подобно телескопу, открывают взору исследователя обширные простран­ства и планетарные закономерности. При этом частности не вид­ны, а детали обобщены и сглажены.

Совсем иная картина наблюдается на крупномасштабных гео­изображениях. Они, словно микроскоп, показывают лишь малую часть пространства, но зато с большой подробностью, множеством деталей и микроформ. По картам и снимкам крупного масштаба прослеживают локальные закономерности.

Классифицируя любые геоизображения по масштабам, чаще всего называют три группы: крупно-, средне- и мелкомасштаб-

20*

308

Глава XVII. Геоиконика

Масштабы пространства 309

ные, однако характерно, что градации, принятые для основных видов геоизображений: карт, аэро- и космических снимков, нео­динаковы.

В России используется следующая классификация топографи­ческих и тематических карт: крупномасштабные — 1:100 000 и круп­нее, среднемасштабные — от 1:200 000 до 1:1 000 000 и мелкомас­штабные — мельче 1:1 000 000 (см. разд. 1.5 и 3.2).

Масштабные классификации имеют прямое отношение к про­странственному охвату. Это особенно хорошо видно на примере карт иных планет. Масштаб, который для большой планеты явля­ется крупным, для другой, меньшей по размерам, окажется мел­ким, ибо «у каждой планеты свой метр». На Земле метр равен од­ной десятимиллионной части ¹А длины меридиана, а значит, соот­ношение «метров» разных планет равно соотношению их размеров. Если экваториальный радиус Земли принять за 1, то радиус Мер­курия составит 0,38; Венеры — 0,97; Марса — 0,53; Луны — 0,27. Отсюда нетрудно подсчитать, что земной карте масштаба 1:1 000 000 соответствует (округленно) карта Меркурия масштаба 1:400 000, Венеры - 1:1 000 000, Марса - 1:500 000, Луны — около 1:250 000. Соотношение крупно-, средне- и мелкомасштабных карт для пла­нет земной группы представлено в табл. 17.1.

Таблица 17.1 Масштабы карт планет земной группы

Планета	Масштабы карт			Масштабы планов
	мелкие	средние	крупные
Земля	Мельче 1:1 000 000	1:1 000 000-1:200 000	1:100 000-1:5 000	1:2 000 и крупнее
Меркурий	Мельче 1:400 000	1:400 000-1:80 000	1:40 000-1:8000	1:400 и крупнее
Венера	Мельче 1:1 000 000	1:1 000 000-1:200 000	1:100 000-1:5 000	1:2 000 и крупнее
Марс	Мельче 1:500 000	1:500 000-1:100 000	1:50 000-1:1 000	1:500 и крупнее
Луна	Мельче 1:250 000	1:250 000-1:50 000	1:25 000-1:500	1:250 и крупнее

Эти соотношения полезно иметь в виду при сравнении форм рельефа планет (например, кратеров) и вообще при любых срав-нительно-планетологических исследованиях.

Что касается аэрофотоснимков, то их масштабные классифи­кации более всего связаны с высотой фотографирования: при про­чих равных условиях масштаб снимка тем мельче, чем выше под­нят 'аэрофотоаппарат. Съемки с вертолетов выполняются в основ­ном в крупных и иногда в средних масштабах, с самолетов — в средних и мелких масштабах, а с высотных самолетов получают мелкомасштабные и сверхмелкомасштабные аэрофотоснимки. При­нимая трехступенное деление, выделяют аэроснимки: крупномас­штабные — 1:5 000 и крупнее, среднемасштабные — от 1:5 000 до 1:100 000 и мелкомасштабные — мельче 1:100 000.

Масштаб космических снимков также тесно связан с высотой съемки. Так, автоматические межпланетные станции, пролетаю­щие на расстоянии в десятки тысяч километров от Земли, дают весьма мелкомасштабные изображения видимой ее части — полу­шария. Метеоспутники и пилотируемые космические станции, облетающие Землю на орбитах высотой в несколько тысяч кило­метров, обеспечивают получение в основном среднемасштабных снимков, охватывающих отдельные континенты, океаны и круп­ные их части. А с орбит высотой в несколько сотен километров и с применением длиннофокусных объективов получают весьма де­тальные крупномасштабные изображения, покрывающие терри­тории площадью около 100 тыс. км². Трехступенная классификация для космических снимков выглядит так: крупномасштабные сним­ки — крупнее 1:1 000 000, среднемасштабные — от 1:1 000 000 до 1:10 000 000, мелкомасштабные — от 1:10 000 000 до 1:100 000 000.

Приведенные масштабные подразделения для трех основных видов геоизображений отражают важный, хотя, впрочем, доста­точно очевидный факт: карты по своей детальности и подробнос­ти занимают промежуточное положение между аэро- и космичес­кими снимками (см. табл. 17.2).

Практика применения геоизображений в науках о Земле сви­детельствует о том, что каждому пространственному уровню ис­следования соответствует некоторый оптимальный диапазон мас­штабов карт и снимков. Например, мелкомасштабные геоизобра­жения удобны для прослеживания природной зональности, изучения крупных горных систем и планетарных тектонических структур. Среднемасштабные карты и снимки пригодны для рай-

310 Глава XVII. Геоиконика

Масштабы пространства 311

1:М 1:100 000 000

1:10 000 000 1:1000 000

Таблица 17.2 Масштабные классификации геоизображений

Геоизображения	Крупномасштабные	Среднемасштабные	Мелкомасштабные
Аэрофото­снимки	Крупнее 1:5 000	1:5 000-1:100 000	Мельче 1:100 000
Карты	1:100 000 и крупнее	1:200 000-1:1 000 000	Мельче 1:1 000 000
Космические снимки	Крупнее 1:1 000 000	1:1 000 000-1:10 000 000	Мельче 1:10 000 000

онирования регионов, анализа глобальных линеаментов и кольце­вых структур, а по крупномасштабным картам и аэрофотосним­кам удобно изучать строение ландшафтов, микрорельеф и микро­климат территории, отдельные геологические структуры и т.п.

Соотношения масштабов, охвата пространства и уровня ис­следования для основных геоизображений показаны в табл. 17.3.

Таблица 17.3

Масштабы карт, аэро- и космических снимков и основные пространственные уровни исследования

Уровень исследования	Охват простран­ства, км2	Диапазоны масштабов для
		карт	космических снимков	аэрофото­снимков
Глобальный	108	1:60 000 000-1:10 000 000	1:100 000 000-1:20 000 000	-
Континентальный/ океанический	107	1:15 000 000-1:1 000 000	1:50 000 000-1:5 000 000	-
Региональный	105-106	1:2 500 000-1:200 000	1:10 000 000-1:1 000 000	1:100 000-1:20 000
Субрегиональный	103—10*	1:500 000-1:50 000	1:2 000 000 и крупнее	1:50 000-1:5 000
Локальный	102	1:100 000-1:5000	—	1:10 000-1:1 000
Фациальный	10—Ю-2	1:10 000 и крупнее		1:5 000 и крупнее

1:100 000 1:10 000

1:1000

Уровни исследования

Рис. 17.2. Поле масштабов геоизображений.

На локальном уровне исследования космические снимки при­меняют нечасто, а на фациальном — практически не используют. Напротив, аэрофотоснимки не применяют на глобальном уровне и крайне редко — на континентальном/океаническом уровне.

Конечно, выбор геоизображений того или иного масштаба во многом определяется их качеством (цвет, разрешение, спектраль­ный диапазон и т.п.) и характером решаемых задач. Известно, что аэроснимки привлекаются тогда, когда ставится задача повысить детальность исследований, выявить подробности, отсутствующие на картах и космических снимках. Поэтому при исследовании все­гда стараются взять снимки более крупного масштаба, чем карты. На фациальном уровне диапазоны масштабов аэроснимков и де­тальных карт сближаются, а далее они все больше расходятся. На субрегиональном и региональном уровнях различия масштабов весьма ощутимы.

На рис. 17.2 представлен график, на котором жирными линия­ми показаны главные соотношения масштабов и пространствен-

312 Глава XVII. Геоиконика

Временные диапазоны геоизображений 313

ного охвата, а заштрихованная эллипсообразная область — поле мас­штабов геоизображений— очерчивает возможные пределы колеба­ния в выборе масштабов. График отражает ряд закономерностей:

• связь уровня исследования и масштабов геоизображений;

• целесообразные (возможные) диапазоны колебания масшта­бов геоизображений на разных пространственных иерархи­ческих уровнях;

• сближение масштабов карт и аэроснимков на (радиальном уровне и сближение карт с космическими снимками на гло­бальном уровне;

• оптимальные сочетания геоизображений, их масштабную со­вместимость.

Например, для изучения территории России в целом наилуч­шим окажется сочетание карт масштаба 1:10 000 000 и космичес­ких снимков масштаба около 1:40 000 000, причем колебания мо­гут находиться в интервале от 1:1 000 000 до 1:100 000 000 — это зависит от целевых установок, детальности конкретного исследо­вания, особенностей самого изучаемого объекта, допустимой тру­доемкости и других подобных факторов. Для исследования Мос­ковской области целесообразно взять карты масштаба 1:300 000, аэроснимки — 1:30 000 и космические изображения — 1:2 500 000. При этом диапазон возможного разброса масштабов от 1:10 000 до 1:8 000 000. Опыт показывает, что, выбирая масштаб геоизображе­ния, пользователь интуитивно ищет компромисс между обзорно­стью и детальностью карты. На уровне глобальных исследований наиболее важна обзорность, а по мере приближения к локальному уровню все более ценится детальность. Несмотря на приблизитель­ность этих соотношений, их полезно иметь в виду при планирова­нии научных исследований, формировании ГИС, составлении новых карт — словом, в любых ситуациях, когда приходится соче­тать разные геоизображения.