ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.09.2020
Просмотров: 1955
Скачиваний: 4
Ïðè ñïåêòðîìåòðè÷åñêîé ñúåìêå èç êîñìîñà ñóùåñòâåííûì
ïðåïÿòñòâèåì ÿâëÿåòñÿ àòìîñôåðà, êîòîðàÿ ñåëåêòèâíî (âûáîðî÷-
íî) ðàññåèâàåò ñîëíå÷íóþ ðàäèàöèþ è îñëàáëÿåò îòðàæåííîå çåì-
íîé ïîâåðõíîñòüþ èçëó÷åíèå, èñêàæàÿ òåì ñàìûì ïîëó÷åííûå
äàííûå. Äëÿ âûÿâëåíèÿ ñòåïåíè âëèÿíèÿ àòìîñôåðû îäíîâðåìåí-
íî ïðîâîäÿòñÿ íàçåìíûå íàáëþäåíèÿ, à òàêæå ñ ñàìîëåòà è ñ êîñ-
ìè÷åñêèõ ëåòàòåëüíûõ àïïàðàòîâ.
Êðîìå òîãî, çíàíèå îòðàæàòåëüíûõ è èçëó÷àòåëüíûõ ñâîéñòâ
ðàçëè÷íûõ îáúåêòîâ ïîçâîëÿåò íàèáîëåå ýôôåêòèâíî ïîäáèðàòü
ôîòîìàòåðèàëû êàê äëÿ ñúåìîê, òàê è äëÿ äåøèôðèðîâàíèÿ îïðå-
äåëåííûõ îáúåêòîâ.
Ñ èñïîëüçîâàíèåì ñïåêòðîìåòðè÷åñêîé ñúåìêè ìîæíî ðåøàòü
ñëåäóþùèå çàäà÷è:
=
îïðåäåëåíèå êîíöåíòðàöèè îçîíà è óãëåêèñëîãî ãàçà â àò-
ìîñôåðå, íàëè÷èå íåôòÿíîé ïëåíêè íà âîäíîé ïîâåðõíîñòè;
=
èçó÷åíèå ñíåæíîãî ïîêðîâà è ëüäà;
=
îïðåäåëåíèå ñîäåðæàíèÿ ïàðîâ â àòìîñôåðå;
=
èçó÷åíèå âëàæíîñòè ïî÷âîãðóíòîâ.
6.8. Ëàçåðíàÿ ñúåìêà
Ñîçäàíèå ëàçåðà ïîëîæèëî íà÷àëî ðàçðàáîòêàì ðàçëè÷íûõ ëà-
çåðíûõ ñèñòåì äèñòàíöèîííîãî çîíäèðîâàíèÿ, êîòîðûå ïîëó÷èëè
ðàçëè÷íûå íàçâàíèÿ. Íàèáîëåå øèðîêîå ïðèìåíåíèå ïîëó÷èëî
íàçâàíèå ëèäàð, êîòîðûé ñîñòîèò èç ïåðåäàò÷èêà è ïðèåìíèêà.
Ëàçåðíîå çîíäèðîâàíèå îòíîñèòñÿ ê àêòèâíûì âèäàì ñúåìîê,
êîòîðîå ìîæåò âåñòèñü îò óëüòðàôèîëåòîâîãî äî áëèæíåãî èí-
ôðàêðàñíîãî äèàïàçîíà. Ââèäó ïîãëîùåíèÿ àòìîñôåðîé êîðîòêèõ
âîëí, èñïîëüçóåìûõ â ëèäàðå, îí ýôôåêòèâíî ðàáîòàåò òîëüêî ïðè
ÿñíîì íåáå.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ñîçäàíû ëèäàðû òðåõ òèïîâ: âûñîòîìåð,
êîòîðûé ïîçâîëÿåò ñòðîèòü ïðîôèëè; ñêàíèðóþùèé ëèäàð, êîòî-
ðûé ìîæíî èñïîëüçîâàòü êàê èíñòðóìåíò äëÿ êàðòîãðàôèðîâà-
íèÿ, è òðåòèé òèï ëèäàðà — äëÿ ñïåêòðîñêîïè÷åñêèõ èññëåäîâà-
íèé è ñîçäàíèÿ êàðòû ðàñïðåäåëåíèÿ çàãðÿçíÿþùèõ àòìîñôåðó
âåùåñòâ.
Îñíîâíûå îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ ëàçåðíîé ñúåìêè ñëåäóþùèå:
=
èçìåðåíèå êîíöåíòðàöèè âåùåñòâ, ñîäåðæàùèõñÿ â àòìîñ-
ôåðå è ñâÿçàííûõ ñ åå çàãðÿçíåíèåì;
82
=
îïðåäåëåíèå òåðìè÷åñêèõ, ñòðóêòóðíûõ è äèíàìè÷åñêèõ
õàðàêòåðèñòèê àòìîñôåðû, îêåàíà è ïîäñòèëàþùåé ïîâåðõíîñòè;
=
îáíàðóæåíèå ïîðîãîâîãî (êðèòè÷åñêîãî) ñîäåðæàíèÿ ðàç-
ëè÷íûõ âåùåñòâ â àòìîñôåðå (óãëåêèñëîãî ãàçà, îêèñè àçîòà è
äâóîêèñè ñåðû);
=
íàáëþäåíèå çà äèíàìèêîé øëåéôîâ ïðîìûøëåííûõ âû-
áðîñîâ;
=
ðàñïîçíàâàíèå è âûäåëåíèå â îêåàíå çîí ðàñïðîñòðàíåíèÿ
ôèòîïëàíêòîíà ñ öåëüþ îáíàðóæåíèÿ êîñÿêîâ ðûá, à òàêæå îáíà-
ðóæåíèå íåôòÿíûõ ïÿòåí.
6.9. Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ìàòåðèàëîâ
äèñòàíöèîííûõ ñúåìîê
Ìàòåðèàëû äèñòàíöèîííûõ ñúåìîê, èñïîëüçóåìûõ â ðàçëè÷-
íûõ íàó÷íî-ïðàêòè÷åñêèõ öåëÿõ, îáëàäàþò ðàçëè÷íîé äåòàëüíî-
ñòüþ. Íà îäíèõ ñíèìêàõ äåðåâüÿ ìîæíî ðàñïîçíàòü ïî âèäîâîìó
ñîñòàâó, íà äðóãèõ — ñ òðóäîì ðàçëè÷àåòñÿ êóñòàðíèêîâàÿ ðàñòè-
òåëüíîñòü îò ëåñíîé. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ðàçìåð îáúåêòîâ çåì-
íîé ïîâåðõíîñòè íà ñíèìêàõ óìåíüøàåòñÿ â òûñÿ÷è è ìèëëèîíû
ðàç. Âåëè÷èíà óìåíüøåíèÿ èõ çàâèñèò îò ðàçðåøàþùåé ñïîñîá-
íîñòè ñúåìî÷íîé ñèñòåìû, ò. å. åå ñïîñîáíîñòè âîñïðîèçâîäèòü
ìåëü÷àéøèå äåòàëè, ðàçìåðû êîòîðûõ íà ñíèìêå èçìåðÿþòñÿ äå-
ñÿòûìè è ñîòûìè äîëÿìè ìèëëèìåòðà.
Ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ñúåìî÷íûõ ñèñòåì (îáúåêòèâ, ôî-
òîïëåíêà) îïðåäåëÿåòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì ñïåöèàëüíûõ ïðèáî-
ðîâ — ðåçåëüâîìåòðîâ è òåñò-îáúåêòîâ (ìèð). Ïðÿìîóãîëüíàÿ
øòðèõîâàÿ ìèðà ñîñòîèò èç ýëåìåíòîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ ñîäåð-
æèò ðàçëè÷íîå êîëè÷åñòâî øòðèõîâ ðàçëè÷íîé øèðèíû, ïðèõî-
äÿùèõñÿ íà åäèíèöó äëèíû (ìèëëèìåòð).
Èçâåñòíî, ÷òî ñúåìî÷íàÿ ñèñòåìà âîñïðîèçâîäèò äåòàëè îäè-
íàêîâîé ÿðêîñòè, íî ðàçíîãî ðàçìåðà è ñ ðàçëè÷íûì êîíòðàñòîì.
Ñ óìåíüøåíèåì ðàçìåðà îáúåêòîâ ïàäàåò êîíòðàñò èõ èçîáðàæå-
íèÿ è ïðè äîñòèæåíèè ïîðîãîâîé âåëè÷èíû îáúåêò óæå íå âîñïðî-
èçâîäèòñÿ íà ñíèìêå.
Åñëè ïðîàíàëèçèðîâàòü ïîñëåäîâàòåëüíî îòäåëüíûå ýëåìåí-
òû ìèðû, ñîñòîÿùèõ èç ÷åðíûõ øòðèõîâ è áåëûõ ïðîìåæóòêîâ,
øèðèíà êîòîðûõ ïîñòîÿííî óìåíüøàåòñÿ, òî ìû óâèäèì, ÷òî ñ
óâåëè÷åíèåì êîëè÷åñòâà øòðèõîâ è ïðîìåæóòêîâ ìåæäó íèìè
êîíòðàñò ìåæäó òåìíûìè è ñâåòëûìè øòðèõàìè ïîñòåïåííî
83
ñíèæàåòñÿ. Åñëè æå ýòè îòäåëüíûå ýëåìåíòû ìèðû ïîî÷åðåäíî
ôîòîãðàôèðîâàòü ñ ïîìîùüþ ñúåìî÷íîé ñèñòåìû (îáúåêòèâ, ôî-
òîïëåíêà), òî ïðè îïðåäåëåííîì ñî÷åòàíèè ÷åðíûõ è ñâåòëûõ
øòðèõîâ îíè ñîëüþòñÿ, ò. å. êîíòðàñò áóäåò ðàâåí íóëþ, à êîëè-
÷åñòâî øòðèõîâ áóäåò ðàâíî ïîðîãîâîé âåëè÷èíå, êîòîðàÿ áóäåò
ñîîòâåòñòâîâàòü
ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè
ôîòîïëåíêè, èçìå-
ðÿåìîé ÷èñëîì ëèíèé, ðàçäåëüíî ïåðåäàâàåìûõ íà îäíîì ìèë-
ëèìåòðå èçîáðàæåíèÿ.
Ðàçðåøàþùàÿ
ñïîñîáíîñòü
îáû÷íûõ
ïëåíîê
ñîñòàâëÿåò
35—40 ëèí/ìì, ïàíõðîìàòè÷åñêîé — 90 ëèí/ìì, ïëåíîê, èñïîëü-
çóåìûõ äëÿ ìíîãîçîíàëüíîé ñúåìêè — 150—180 ëèí/ìì. ×åì
âûøå ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü îáúåêòèâà êàìåðû è ôîòîïëåí-
êè, òåì âûøå ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ñíèìêîâ.
Ïðè ïðàêòè÷åñêîé ðàáîòå âàæíî çíàòü ðàçìåð òîãî ìèíèìàëü-
íîãî îáúåêòà (èëè åãî äåòàëè), êîòîðûé èçîáðàæàåòñÿ íà ñíèìêå,
ò. å. çíàòü ðàçðåøåíèå ñíèìêà. Ñëåäîâàòåëüíî, åñëè ìû çíàåì,
÷òî ðàçðåøåíèå ñíèìêà ñîñòàâëÿåò 10 ì, ýòî çíà÷èò, ÷òî íà ýòîì
ñíèìêå ìîæíî ðàñïîçíàòü îáúåêòû ðàçìåðîì â 10 ì è êðóïíåå.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî âåëè÷èíà ðàçðåøàåìîãî îáúåêòà òàêæå çà-
âèñèò îò åãî êîíòðàñòà è ôîðìû.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàçðàáîòàíû ñúåìî÷íûå ñèñòåìû, â êîòî-
ðûõ ñî÷åòàíèå äëèííîôîêóñíûõ îáúåêòèâîâ (3000 ìì) è âûñîêî-
÷óâñòâèòåëüíûõ ôîòîïëåíîê ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ñíèìêè ñ ðàçðå-
øåíèåì â íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ñàíòèìåòðîâ. Ñíèìêè âûñîêîãî ðàç-
ðåøåíèÿ ìîæíî ïîäâåðãíóòü ìíîãîêðàòíîìó óâåëè÷åíèþ áåç ïî-
òåðè èçîáðàçèòåëüíûõ è èíôîðìàöèîííûõ ñâîéñòâ.
Àíàëèç ãèñòîãðàììû (ðèñ. 20)
ïîêàçûâàåò,
÷òî
äëÿ
ðåøåíèÿ
çíà÷èòåëüíîé
÷àñòè
çàäà÷
èñ-
ïîëüçóþòñÿ ìàòåðèàëû êîñìè÷åñ-
êîé ñúåìêè ñ ïðîñòðàíñòâåííûì
ðàçðåøåíèåì 5 ì.
Ñíèìêè âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ
(5—10 ì) ïîëó÷àþò ñ êàðòîãðàôè-
÷åñêèõ ñïóòíèêîâ «Ðåñóðñ Ô-1»,
«Ðåñóðñ Ô-2», ðåñóðñíîãî ñïóòíè-
êà SÐÎÒ è äð.
Ñíèìêè íèçêîãî ðàçðåøåíèÿ
(2—8 êì) ïîëó÷àþò ñ ìåòåîðîëî-
ãè÷åñêèõ ñïóòíèêîâ.
84
Ðèñ. 20
. Ãèñòîãðàììà ðàñïðåäåëå-
íèÿ ÷èñëà çàäà÷ ïî òðåáóåìîìó
ïðîñòðàíñòâåííîìó ðàçðåøåíèþ
7. ÃÅÎÌÅÒÐÈ×ÅÑÊÈÅ È ÑÒÅÐÅÎÑÊÎÏÈ×ÅÑÊÈÅ
ÑÂÎÉÑÒÂÀ ÑÍÈÌÊÎÂ
Èçó÷åíèåì ìåòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñíèìêîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì
èõ â öåëÿõ èçìåðåíèé çàíèìàåòñÿ ôîòîãðàììåòðèÿ. Ôîòîãðàììåò-
ðè÷åñêèå ñïîñîáû îáðàáîòêè ñíèìêîâ ïîçâîëÿþò îïðåäåëÿòü ïðî-
ñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå îáúåêòîâ, ïîëó÷àòü èõ ãåîìåòðè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè è ïðîñëåæèâàòü èçìåíåíèÿ.
 ïðîöåññå ðàáîòû ñ ïëàíîâûìè ñíèìêàìè ãåîãðàô èñïîëüçóåò
èõ íå òîëüêî äëÿ âûÿâëåíèÿ è ïðîñëåæèâàíèÿ ëèíåéíûõ ãðàíèö
îáúåêòîâ, íî èçó÷àåò è èõ îáúåìíûå ôîðìû, è ïðîñòðàíñòâåííîå
ïîëîæåíèå. Äëÿ ýòîãî ïðèõîäèòñÿ ïðèáåãàòü ê ðÿäó èçìåðåíèé è
äàëüíåéøèõ ïîñòðîåíèé, êàê ýòî äåëàåòñÿ ïðè ñîñòàâëåíèè òåìà-
òè÷åñêèõ êàðò íà òîïîãðàôè÷åñêîé îñíîâå. Îäíàêî ìåæäó ñíèì-
êîì è òîïîãðàôè÷åñêîé êàðòîé èìåþòñÿ ñóùåñòâåííûå è ïðèíöè-
ïèàëüíûå ðàçëè÷èÿ. Ïîýòîìó çíàíèå îñíîâíûõ ãåîìåòðè÷åñêèõ è
ôîòîãðàììåòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ àýðîêîñìè÷åñêèõ ñíèìêîâ íåîáõî-
äèìî êàæäîìó ãåîãðàôó, äëÿ òîãî ÷òîáû èçáåæàòü ãðóáûõ îøèáîê
ïðè ðàáîòå ñ íèìè. Òàê êàê ôîòîãðàôè÷åñêèå ñíèìêè îáëàäàþò
íàèáîëåå âûñîêèìè ãåîìåòðè÷åñêèìè è èçîáðàçèòåëüíûìè ñâîé-
ñòâàìè, â ýòîé ãëàâå áóäóò ðàññìîòðåíû èõ ãåîìåòðè÷åñêèå è ñòå-
ðåîñêîïè÷åñêèå ñâîéñòâà.
7.1. Öåíòðàëüíàÿ ïðîåêöèÿ ñíèìêà
Èçîáðàæåíèå çåìíîé ïîâåðõíîñòè íà àýðîñíèìêå ñòðîèòñÿ ñ
ïîìîùüþ ïðÿìîëèíåéíûõ ëó÷åé, èäóùèõ îò ðàçíûõ òî÷åê çåì-
íîé ïîâåðõíîñòè ÷åðåç îáùèé öåíòð ïðîåêòèðîâàíèÿ
S
(ðèñ. 21),
êîòîðûì ÿâëÿåòñÿ óçëîâàÿ òî÷êà îáúåêòèâà àýðîôîòîàïïàðàòà.
Òàêàÿ ïðîåêöèÿ íàçûâàåòñÿ öåíòðàëüíîé â îòëè÷èå îò îðòîãî-
íàëüíîé, ïðè êîòîðîé âñå òî÷êè ìåñòíîñòè ïðîåêòèðóþòñÿ íà
ïëîñêîñòü íåïîñðåäñòâåííî ïðÿìûìè ëèíèÿìè, ïåðïåíäèêóëÿð-
íûìè ê ýòîé ïëîñêîñòè (ðèñ. 21). Ïî ïðèíöèïó îðòîãîíàëüíîé
ïðîåêöèè ñòðîÿòñÿ òîïîãðàôè÷åñêèå êàðòû. Èç ðèñóíêà âèäíî,
÷òî ïðè ïåðåìåùåíèè ïëîñêîñòè ïðîåêöèè ïàðàëëåëüíî ñàìîé ñå-
áå (íàïðèìåð, èç
Ð
â
Ð
1
) ïîëîæåíèå òî÷åê ìåñòíîñòè â îðòîãîíàëü-
íîé ïðîåêöèè íå èçìåíèòñÿ. Â óñëîâèÿõ æå öåíòðàëüíîé ïðî-
åêöèè ïîëîæåíèå îäíèõ è òåõ æå òî÷åê ìåñòíîñòè áóäåò ìåíÿòüñÿ
â çàâèñèìîñòè îò èçìåíåíèÿ âûñîòû öåíòðà ïðîåêöèè íàä ïîâåðõ-
íîñòüþ Çåìëè è îò ïîëîæåíèÿ ïëîñêîñòè ïðîåêöèè
Ð
.
85
Ðàññìîòðèì ýëåìåíòû öåíòðàëüíîé ïðîåêöèè è ââåäåì îáîçíà-
÷åíèÿ õàðàêòåðíûõ ëèíèé è òî÷åê (ðèñ. 22). Öåíòðîì ïðîåêöèè
ÿâëÿåòñÿ öåíòð îáúåêòèâà —
S
, à ïëîñêîñòü
Ð
ÿâëÿåòñÿ êàðòèííîé
ïëîñêîñòüþ, êîòîðîé ïðèíàäëåæèò ïëîñêîñòü ñíèìêà. Ãëàâíûé
ëó÷, èëè îïòè÷åñêàÿ îñü îáúåêòèâà,
SO
ðàñïîëàãàåòñÿ ïåðïåíäè-
êóëÿðíî ïëîñêîñòè ñíèìêà, à
SÎ
=
f
, ò. å. ãëàâíîìó ðàññòîÿíèþ
êàìåðû, èëè ôîêóñíîìó ðàññòîÿíèþ îáúåêòèâà ÀÔÀ. Òî÷êà
Î
—
ãëàâíàÿ òî÷êà ñíèìêà, åãî ãåîìåòðè÷åñêèé öåíòð. Ïëîñêîñòü
Å
åñòü íåêîòîðàÿ óðîâíåííàÿ ïîâåðõíîñòü Çåìëè, èëè ïðåäìåòíàÿ
ïëîñêîñòü. Ïðåäìåòíàÿ è êàðòèííàÿ ïëîñêîñòè ïåðåñåêàþòñÿ ïî
ëèíèè
ÒÒ
, êîòîðàÿ íàçûâàåòñÿ îñüþ ïåðñïåêòèâû. Ïðîâåäåì ïåð-
ïåíäèêóëÿð
SN
ê ïëîñêîñòè
Å
— ýòî ðàññòîÿíèå íàçûâàåòñÿ âûñî-
òîé ñúåìêè è îáîçíà÷àåòñÿ
H
. Ïëîñêîñòü
V
ïðîõîäèò ÷åðåç ãëàâ-
íûé ëó÷
SO
è íàçûâàåòñÿ ïëîñêîñòüþ ãëàâíîãî âåðòèêàëà. Ëèíèÿ
ïåðåñå÷åíèÿ ïëîñêîñòè
V
ñ ïëîñêîñòüþ ñíèìêà
Ð
íàçûâàåòñÿ ãëàâ-
íîé âåðòèêàëüþ
vv
.
Ëèíèÿ
h
0
h
0
, ïðîõîäÿùàÿ ÷åðåç ãëàâíóþ òî÷êó ñíèìêà ïåðïåí-
äèêóëÿðíî ê ãëàâíîé âåðòèêàëè, íàçûâàåòñÿ ãëàâíîé ãîðèçîí-
òàëüþ. Ïàðàëëåëüíàÿ åé ëèíèÿ
h
i
h
i
, êîòîðàÿ ïîëó÷àåòñÿ â ïåðåñå-
÷åíèè ïëîñêîñòè ñíèìêà
Ð
ñ ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñêîñòüþ, ïðîâå-
86
Ðèñ. 21
. Öåíòðàëüíàÿ ïðîåêöèÿ àýðîñíèìêà è îðòîãîíàëüíàÿ
ïðîåêöèÿ êàðòû:
à
è
b
— öåíòðàëüíàÿ ïðîåêöèÿ òî÷åê
À
è
Â
íà ïëîñêîñòü
Ð
ïðè ïîëîæåíèè öåíòðà ïðîåêöèè â òî÷êå
S
;
à
0
è
b
0
— îðòîãîíàëüíàÿ ïðîåêöèÿ òåõ æå òî÷åê íà ïëîñêîñòü
Ð