Кронберг П.
Дистанционное изучение Земли: Основы и методы дистанционных исследований в геологии

Предисловие

Предисловие

С начала 70-х годов нашего столетия дистанционное зондирование Земли стало быстро развиваться как единое многодисциплинное направление исследований в науке и практике. Основанное более чем на полувековом опыте аэрофотосъемки и тематическом использовании ее результатов (классические методы дистанционного зондирования), оно применяется сегодня при решении многих задач геологии, в том числе при поисках в разведке месторождений полезных ископаемых и подземных вод, в географии, лесном и сельском хозяйстве, океанологии и океанографии, при планировке местности под строительство. Непрерывно увеличивается роль его при решении экологических проблем.
Однако классические методы составили только малую часть разработанных и применяемых в настоящее время методов дистанционного зондирования, даже фотографических, таких, как многозональная (мультиспектральная) фотография и различные фото-способы обработки снимков, часть которых ранее применялась только в кино или художественной фотографии. Постоянно растет значение принципиально новых видов дистанционного зондирования – радарных и сканерных съемок, технические возможности которых совершенствуются и приспосабливаются к растущим и изменяющимся требованиям, предъявляемым к дистанционному зондированию различными практическими направлениями использования его данных. Например, при одновременной съемке местности в нескольких спектральных диапазонах видимого и длинноволнового электромагнитного излучения получаются принципиально новые изображения поверхности Земли. Такие съемки проводились, например, с ресурсних спутников «Лэндсат» и космического корабля многоразового использования «Спейс шаттл Колумбия». Они предполагают возможность наблюдений и измерений принципиально иных параметров и соответственно иной интерпретации. Повторные съемки одной и той же местности, например, способствуют новым взглядам на ежегодное течение или динамику процессов, происходящих на поверхности Земли. Возможность ускоренной синхронной съемки многочисленных спектральных характеристик объектов и запись этого огромного множества данных на магнитную ленту потребовали внедрения компьютерной (с помощью ЭВМ) обработки результатов. Это открыло другую полезную сторону новых методов зондирования – получение и обработку числовых, так называемых кодированных, т. е. улучшенных для решения тематических задач, изображений.
Для понимания и правильного использования данных дистанционного зондирования потребителю и интерпретатору необходимо по крайней мере минимальное знание основ техники съемки и, прежде всего, знание зависимостей спектральных яркостей интересующих его объектов от частоты электромагнитного излучения, величин отражения, поглощения, пропускания, рассеяния электромагнитных волн выбранного диапазона на поверхности объекта и в атмосфере, а также проявлений этих процессов в различных ландшафтных зонах Земли. При этом необходимо обращать внимание на динамику ежегодного изменения ландшафта, вероятностные связи или переменные величины взаимодействия между геологическим субстратом и развивающимися на нем почвами и растительностью, выработанным на нем рельефом, вносимыми в ландшафт антропогенными изменениями, т. е. всеми теми изменениями, которые естественны для лика Земли и фиксируются в момент съемки на изображений. Наконец, надо учитывать естественные и техногенные помехи, возникающие при съемке и искажающие спектральные сигналы объектов, а иногда и полностью маскирующие их.
Основные положения дистанционного зондирования, возможности и проблемы его тематического применения в геологии и других вышеназванных направлениях космического землеведения широко обсуждались в последние годи на симпозиумах разного ранга и освещались в многочисленных публикациях.
В предлагаемой вниманию читателя книге кратко изложены основи дистанционного зондирования и его методы, применяемые для геологических исследований на уровне современных знаний, обращено внимание на наиболее важные вопросы, касающиеся возможностей и границ применения этих методов. За обзором и введением в существо и состояние проблемы следует раздел о физических основах дистанционного зондирования, после которого идут разделы о спектральных характеристиках природных сред и материалов (горных пород, почв, растительности, водоемов) и о применяемых в настоящее время различных методах съемок. Последующие разделы представляют собой изложение основных способов обработки изображений. В последнем разделе на наглядных примерах обсуждаются информационное содержание, применение и практическая эффективность изображений Земли из космоса. В конце книги приведен список литературы.
Выход в свет этой книги был невозможен без критики и советов коллег, особенно специалистов в смежных областях космического землеведения. За критические замечания и просмотр рукописи автор сердечно благодарит проф. Лабуша из Технического университета в Клаустхале (разд. «Физические основы дистанционного зондирования»), д-ров Дёрффера и Фишера из компании «GKSS-Geesthacht» (разд. «Спектральные характеристики водоемов»), проф. Кенневега из Гёттингенского университета (разд. «Спектральные характеристики растительности»), д-ра Лампа из Кильского университета и д-ра Квиля из Университета в Карлсруэ (разд. «Спектральные характеристики почв»), проф. Мюленфельда из Технического университета в Клаустхале и д-ра Ломанна из Технического университета в Ганновере (разд. «Телевизионные и сканерные методы»), д-ра Зибера, сотрудника DVFLR в Оберпфаффенхофене (разд. «Радарные методы»), проф. Листа из Свободного университета Западного Берлина (разд. «Применение и обработка изображений»).
Публикация отдельных примеров изображений стала возможной благодаря любезности многочисленных институтов в стране и за рубежом, которым автор приносит благодарность в соответствующих местах книги. Изготовители отдельных иллюстраций указаны в подписях к ним. Особую благодарность автор выражает техникам-чертежникам Геологического института при Техническом университете в Клаустхале Бёму и Ризену, а также фотографу института Розе за их помощь в изготовлении иллюстраций. Автор весьма признателен издательству «Фердинанд Энке» за предоставленную возможность публикации книги и оказанную помощь при редактировании текста и рисунков.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом