Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

На сегодняшний день наиболее широко применяется геоинформационные системы ГИС в сфере информационного обеспечения и автоматизации землеустроительных работ, земельного кадастра и оценке земельных ресурсов. Особое значение для мониторинга земель и пространственного отображения негативных процессов и явлений играет картографическая информация. Специалистам в области ГИС принадлежит важная роль в информационной поддержке принятий решений по организации продуктивного использования земельных ресурсов, их улучшению и охране. Они должны уметь создавать и дополнять базу геоданных, использовать в своей работе данные дистанционного зондирования, материалы наземной инструментальной съемки, векторных и растровых моделей представления пространственных данных при геоинформационном картографировании земельных ресурсов.

Но прежде чем разрабатывать научное обоснованные мероприятия по проведению картографирования необходимо всесторонне изучить современное состояние окружающей природы, возможные изменения при хозяйственном использовании. Важно сохранить уникальные ландшафты, растительный и животным мир для будущих поколений. В наше время территория, измененная в результате хозяйственной деятельности достигает до 85% от площади всей суши, и эта территория постоянно изменяется. Изучение столь огромных площадей практически невозможно при использовании только традиционных методов. Продуктивное решение данных вопросов требует определения точного пространственного местоположения земель при составлении карт. В данной ситуации на помощь приходит метод изучения земельных ресурсов дистанционным зондированием из космоса. Эта процедура представляет собой комплекс разных способов фиксирования природной обстановки при помощи фотографической, сканерной, телевизионной, радиолакционной и другой специальной аппаратурой, и также визуальных наблюдений .

Космические снимки служат основой для проработки традиционных карт природы по материалам фотоснимков из космоса, помогают при создании карт, отражающих современное состояние окружающей природы. Появление космической съемки помогла удешевить и упростить процесс картографирования.

Сегодня картографические материалы представлены в цифровом виде на базе ГИС, которая является системой для обеспечения сбора данных, его сохранности, обработки, отображения и передачи отработанных данных.

В моей курсовой работе будут рассмотрены такие важные вопросы:

Образование и развитие ГИС-методов картографирования земельных ресурсов;

Задачи и цели картографирования земельных ресурсов;

Рассмотрение программных средств для ГИС-картографирования земель;

Изучение основных характеристик космических снимков;

Рассмотрение методов дешифрования космических снимков;

Рассмотрены преимущества использования космических снимков при картографировании земель;

Определены перспективы для дальнейшего развития данного направления;

- на конкретном примере освещен вопрос особенностей картографирования растительности для кадастровой оценки земли на примере Лапландского заповедника;

Будет в заключении сделаны выводы ко всей работе, о важности развития данного метода в будущем.

Глава 1. Геоинформационное картографирование земельных ресурсов

1.1 Образование и развитие ГИС- методов картографирования земельных ресурсов

В образовании и развитии ГИС-методов картографирования земельных ресурсов можно определить три основных этапа:

1. пионерные период (1960-е годы);

2. эпоха государственных инициатив (1970-е годы);

3. период коммерческого развития (1980-е и по наши дни).

Пионерный период развивался на фоне появления электронных вычислительных машин, плоттеров, цифрователей и другой периферийной аппаратуры, при создании программных алгоритмов и способов графического отображения информации на экранах, возникновения формальных способов пространственного анализа. Образование и стремительное развитие ГИС было обусловлено огромным опытом топографического и тематического картографирования, автоматизацией процесса составления карт и прорывом в развитии компьютерных технологий .

Впервые в 1960 г. В Канаде была создана база ГИС картографирования земель. Главной задачей было проанализировать многочисленные данные, накопленные Канадской службой земельного учета, и в добыче статистических данных, которые можно было бы применять при разработке планов землеустройства больших площадей, в основном к землям сельского хозяйства. Чтобы реализовать данный проект необходимо было создать классификацию земель, выявить и показать устоявшуюся структуру применения земель. Наиболее остро стоял вопрос об обеспечении продуктивного ввода данных имеющихся картографических и тематических знаний. Чтобы это достичь специалистами было разработано решение о применении таблиц атрибутивных данных, что разрешило поделить файлы геометрической геоинформации о местоположении объектов и файлы с тематическим содержанием об исследуемых объектах. Для введения крупномасштабных земельных планов ученые спроектировали уникальное сканирующее устройство.

В Швеции специалисты уделяли внимание ГИС-земельно-учетной специализации, так был создан Шведский земельный банк данных, позволяющий автоматизировать учет землевладений и недвижимости. Карты в тот период строились виде грубых алфавитно-цифровых распечаток, состоящих из букв и чисел с разной плотностью отображения, что создавало эффект полутоновых изображений.

Во второй половине 1960-х годов были представлены уникальные разработки Гарвардских ученых, в их лабораториях были спроектировано программное обеспечение, которое стало классическим при в области картографирования.

Так была заложен фундамент и определена ведущая роль картографических моделей данных, картографический способ исследований, способы представления информации в геоинформационных системах.

Следующий период государственных инициатив ГИС были направлены на инвентаризацию земельных ресурсов, земельног окадастра и учета для совершенствования системы налогооблажения, при автоматизации земельных ресурсов в системе учетного документооборота в виде баз данных по соответусвующим разделениям. Важным шагом в развитии ГИС было в введении в число атрибутов операционных объектов признака пространства, бонитировка почв или признака пространства.

В это время появилось понятие протсранственных объектов, которые описывались с помощью позиционных и непозиционных атрибутов. Были сформировано два противоположных направления в представлении: растровые и векторные структуры, включаятопологические линейно-узловые представления. Были решены задания, образующие основу основ геоинформационных технологий, такие как наложение разноименных слоев, генерация буферных зон, полигонов Тиссена и другие действия управления пространственными данными, такими как определение принадлежности точки полигону, действия вычислительной геометрии и т.д. Определены эффективные решения иных геометрических вопросов,порядок действия оценочных операций и графоаналитических построений.

Период коммерческого развития приходит в 1980-е годы при сформировании единой системы путем объединения компьютерного обеспечения по обработке данных, по подготовке текстов и карт. Этот союх дает возможность человеку принять правильное решение в ответственных мероприятиях. В это время очень большими темпами развивается ГИС, новые возможности вычислительных средств, персональных ЭВМ существенно меняет все геоинформационное направление. Теперь программные продукты достаточно универсальны для оценивания и анализа проблем в вопросах ГИС. Так именно в этот период появляется прогаммное обеспечение ARC/INFO в институте изучения систем окружающей среды в США, основой для создания которой явились объединение стандартной реляционной системы управления базами данных (INFO) с программой (ARC). Cегодня прогаммное обеспечение переросло в комплекс ArcGIS - солидное решение при ГИС - картографировании, в частности и земельных ресурсов.

В этот период времени в нашей стране происходит введение ГИС для картографирования земельных ресурсов. Была основана земельная информационная структура подразделяющаяся на локуальную, региональную и центральную, начинают накапливаться земельно-кадастровые данные. Проведена ГИС в процесс регистрации земельных наделов, мониторинг и охрану земельного фонда, получают свое развитие серверные фонды.

1.2 Задачи и цели ГИС-картографирования земельных ресурсов. Классификация земельных ресурсов России

Сотрудничество геоинформатики и картографии стало базой для формирования нового направления - геоинформационного картографирования, суть которого составляет автоматизированное информационно-картографическое моделирование природных и социально-экономических геосистем на основе ГИС и баз знаний .

Применение карт при планировании и управлении в науке и других спектрам жизни доказывает о важности ГИС-картографирования в масштабах государства.

Для развития данной области стоят такие важные задачи и цели:

Создание тематических карт и атласов и доступность их потребителям, особенно, это актуально при учете природных ресурсов земли и карт, связанных с охраной окружающей среды;

Рост объемов выпуска картографических материалов и оптимизация сроков ее выдачи;

Применение ЭВМ техники для автоматизации картографических процессов, проработке цифровых карт;

Создание информационно- поисковой системы, обеспечивающей сбор, хранение и применение информации;

Разработка карт специалистами с фундаментальными знаниями в науке.

Рассмотрим более подробно сущность и цели картографирования земельных ресурсов. Для правильного создания карт земельных ресурсов необходимо при изучении объекта решить ряд первоочередных задач:

Изучить земельные возможности страны, ее ресурсы, их расположение, состояние, перспективы использования и охраны, индивидуальные черты и общие характеристики как объекта картографирования;

Провести оценку имеющихся научных публикаций и опыт этого течения тематического картографирования для выявления содержания, тенденций, способов осуществления и возможности использования в работе;

Выполнить следуя разработанным концепциям работы проектирование карт, при этому учесть назначение каждой из них, принцип формирования, обоснование структуры, математических, общеографических и тематических элементов их содержания;

При разработке карт стремится унифицировать программные средства соответственно современной технической оснащенности государственной и ведомственной картографических служб;

- создать детальные авторские макеты атласа, стенных карт, содержащие фрагменты основных и врезных карт, диаграммы, графики, таблицы.

Для того чтобы понимать о картографировании земельных ресурсов, необходимо в первую очередь понимать, а что значит само понятие земельные ресурсы в масштабах государства, видеть классификацию.

Российская Федерация имеет самые большие земельные ресурсы в мире, площадь России занимает 12,5% мировой территории, что равняется 1709 млн. га земли. При наличии такого количества ресурсов государственная политика обеспечивает жесточайший контроль за ее характеристиками, состоянием.

При этом управление земельными ресурсами является важной функцией органов власти, они принимают правила управления земельными ресурсами, осуществляют это управление и надзирают за законностью принимаемых правил.

Классификация земельных ресурсов в России выделяет следующие группы:

Земли сельскохозяйственных предприятий, а также земли используемые для нужд сельского хозяйства, фермерские угодья;

Земли лесного фонда;

Земли водного фонда;

Земли, состоящие на учете городских, поселковых и сельских органов управления

Земли промышленного назначение, транспорта, связи, непосредственно участвующие в производственном процессе;

Земли природоохранного назначения, имеющие природоохранное, научное, эстетическое, оздоровительное значение;

Земли запаса, не предоставляемые юридическим и физическим лицам во владение.

Особенностью земельного фонда Российской Федерации является то, что более 90% земель принадлежит государству. Это еще раз подтверждает важность правильного проведения ГИС-картографирования.

1.3 Программные средства для ГИС-картографирования земель

Развитие геоинформационных технологий привело к созданию фирм, распространяющих программное обеспечение ГИЧ, необходимое для целей ГИС-картографирования земель. Различают несколько классов программного обеспечение, отличающиеся по функциональным возможностям и этапам обработки материалов.

программные средства ГИС- картографирования земель по функциональным возможностям делят на следующие пять классов.

Рассмотрим первый из них, это инструментальные ГИС.

Они предназначены для организации ввода картографической и атрибутивной информации, ее хранения, отработки сложных информационных запросов, решения пространственных, аналитических задач, построения производных карт и планов, и в конечном итоге для подготовки к выводу на носитель оригиналов-макетов картографического изображения. В основном ГИС поддерживают работу как с растровыми, так и с векторными изображениями, имеют встроенную базу данных или используют такие базы как Paradox, Access, Oracle и другие. Помимо этого ГИС-картографирование земель возможно в AutoCAD Map, MapInfo Professional, ГИС- карта 2011, GeoDraw и другие .

Ко второму классу относят ГИС-вьюверы, программные продукты, которые позволяют пользование созданными при помощи инструментальных ГИС базами геоданных. Во все ГИС-вьюверы включен инструментарий запросов к базам данных, выполнение операции позиционирования и зуммирования картографических изображений. Вьюверы являются составной частью в средние и крупные проекты, что позволяет сэкономить затраты. ГИС-вьюверы позволяют выводить картографический материал (планшеты) на твердый носитель. Наиболее распространены следующие программные продукты: Arc Reader, Vista Map, Win Map.

К третьему классу относят программные средства предобработки и дешифрования ДДЗ Земли. К ним относят пакеты обработки изображений, оснащенным математическим аппаратом, позволяющим производить манипуляции со сканированными или записанными в цифровом виде снимками поверхности Земли. Сюда входит большой набор операций, включающие все виды коррекции через географическую привязку снимков, до автоматизированного дешифрования земель. Среди данных продуктов ГИС отмечают ERDAS Imagine, ERDAS ER Mapper, Image Analyst for ArcGis, Stereo Analyst for ArcGis, ENVI, MultiSpec, PHOTOMOD.

К четвертому классу относят программы-векторизаторы. Эти ГИС-пакеты специализируются на сканировании, сшивке и коррекции бумажных планово-картографических данных с последующей векторизацией их содержимого в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Это обеспечивается следующими программами: AutoCAD Raster Design, Easy Trace, Arc Scan for ArcGIS, Map EDIT, Панорама-редактор и другие.

К пятому классу относят программные средства обработки полевых геодезических наблюдений, предусматривающие импорт информации с GPS-приемников, электронных тахометров, нивелиров и иной геодезической аппаратуры. Этот продукт проводит обработку и оценку данных, вычисление координат точек поворота границ земельных участков, создание планов границ земельных участков своим средствами, или экспорт информации с инструментальные ГИС. Используют такие программные продукты: Trimble Geomatics Office, CREDO_DAT и CREDO ТОПОПЛАН, Survey Analyst for ArcGIS, Комплекс геодезических расчетов и др.

1.4 Перспективы развития при ГИС-картографировании

Развитие картографирования определяется ростом потребления карт и увеличении их ценности в народном хозяйстве, строительстве и научно-исследовательской работе. Причины возросшего интереса объясняется в потребности более подробной и точной пространственной информации о земной поверхности, о развитии космических исследований, природных условиях и ресурсах, роста уровня образования среди населения, выработке стратегии в планировании народного хозяйства и строительства, при принятии решений об охране и защите окружающей среды. То есть внедрение картографического метода исследования природных и социально-экономических процессов.

Одни из этих факторов влияют на рост количества выпускаемых географических карт, некоторые ведут к детализации и уточнению содержания, к регулярному обновлению, другие порождают потребность создания новых видов карт и основание новых отраслей картографирования.

Для развития картографии требуются поиски более оптимальных способов исследования, получения данных, новых способов разработки и использования карт, которые повышают эффективность и продуктивность труда, что приводит к облегчению понимания карт, расширяет горизонты их применения.

Так, увеличение туристических стран ведет к росту объемов изготавливаемых карт для туристов, рост населения в свою очередь приводит к большему выпуску для учебных заведений атласов. Примеров можно приводить бесконечное множество, суть остается в том, что все вышеперечисленные факторы ведут к каким- либо изменениям для картографирования.

Так можно наблюдать рост тематического картографирования Мирового океана, значимость которого трудно переоценить в масштабах всей планеты. Решены вопросы комплексного картографирования Мирового океана, который рассматривается как сфера деятельности человечества, связанного с ростом использования биологических, минеральных и энергетических ресурсов как на поверхности, таки в толщах его воды. Это решено путем картографирования природных ресурсов шельфов.

Представляет большой интерес науке внедрение картографии в космос ради изучения Луны, планет, создание карт небесных тел.

При разработке земных, топографических карт работа не ограничивается лишь уточнением и обновлением, а ведет к появлению таких новых карт с фотоизображением земной поверхности, карты передающие застройку и городское хозяйство на различных уровнях.

Создание новых карт и атласов способствует накоплению огромного объема информации о расположении природных и социальных процессов, дает возможность оценить их состояние, взаимодействие, изменение..

Главные задачи которые ставят перед собой картографы:

Рост эффективности труда;

Совершенствование карт;

Расширение сфер использования карт в практике и науке.

Решение трудностей при выполнении поставленных задач были решены во многом благодаря развитию компьютерных технологий, вычислительной техники, автоматики и дистанционного зондирования, опытных исследований по картографии.

Но наряду с этим существует ряд карт и процессов, которые практически не поддаются математической задаче из-за большого количества критериев, значимость которых трудно применить к определенной мере, закону. И именно новейшая техника дает доступ картографу включаться в работу автоматической системы и индивидуально решать вопросы в режиме диалога "человек-машина".

Именно такой симбиоз человеческой мысли и безграничных возможностей новейшей техники числится как представляющая огромную перспективу последующего развития картографии.

Космические съемки, которые дают огромный пространственный обзор и отражают закономерности географии, позволяют картографу избежать процессов поэтапного уменьшения крупномасштабных источников и удаления множества лишних данных, в связи с этим определенно убыстряют процессы получения среднемасштабных и мелкомасштабных тематических карт. Большое значение имеет то, что автоматика разрешает преобразование в картографическую форму данных, полученных при космических съемках.

Таким образом, изучая перспективы картографии можно выделить две основные цели:

Создание новых карт, направленное к кругу картографов и иных специалистов, принимающих участие в проектировании, съемках, составлении карт;

Применение карт в науке и практике, служащее для интересов потребителей.

Хочется подчеркнуть, что именно применение карт формирует будущее данного течения науки и поэтому требует беспрерывного совершенствования.

Глава 2 Космические снимки при картографировании земель

2.1 Основные виды и характеристики космических снимков

Космическая съемка занимает ведущее место среди других способов дистанционного зондирования, представляющего собой собрание способов неконтактной съемки для изучения Земли и ее частей методом регистрации и оценки их собственного и отраженного излучения с летательных и космических аппаратов.

Космическая съемка происходит при помощи искусственных спутников Земли, межпланетных автоматических станций, долговременных автоматических станций, пилотируемых космических кораблей. Основной характеристикой космических снимков служит пространственное разрешение, делящиеся на следующие классы:

Космические снимки очень низкого разрешения 10000-100000 м.;

Космические снимки низкого разрешения 300-1000 м;

Космические снимки среднего разрешения 50-200 м.;

Космические снимки относительно высокого разрешения 20-40 м.;

Космические снимки высокого разрешения 10-20 м.;

Космические снимки очень высокого разрешения 1-10 м.;

Космические снимки сверхвысокого разрешения 0,3-0,9 м.

По особенностям покрытия земной поверхности можно выделить следующую группу снимков:

Одиночное фотографирование, выполняется космонавтами ручными камерами, снимки получаются перспективными со значительными углами наклона;

Маршрутное фотографирование, оно производится вдоль трассы полета спутника, в данном случае ширина полосы съемки зависит от высоты полета и угла обзора аппаратуры;

Прицельное фотографирование, предназначается для получения снимков заданных участков земли в стороне от трассы;

Глобальное фотографирование, которое производится с геостационарных и полярно-орбитальных спутников, обеспечивающих получение мелкомасштабных обзорных снимков всей Земли, кроме полярных шапок.

Существует ряд параметров определяющие возможность дешифрования космических снимков, это масштаб, пространственное разрешение, обзорность и спектральные характеристики.

Масштаб и обзорность космических снимков позволяют выявить объекты разного уровня, заснятые в одно время и в одном режиме съемки.

Обзорность снимков космических снимков охватывает большую площадь по сравнению с аэроснимками. Для сравнения один снимок с космоса перекрывает площадь как 10000 аэрофотоснимков. При этом большие площади охватываются одновременно при одинаковых условиях, что позволяет изучать региональные и зональные закономерности, глобальные явления, вести исследования с мировом масштабе.

Комплексное отображение компонентов геосферы.

При совместном отображении разных компонентов геосферы (литосферы, гидросферы, биосферы, атмосферы) позволяет изучить их связи. Благодаря большой высоте съемок на снимках отображены облачные покровы планеты, в следствии обобщения изображения на них находят отображение глубинные геологические структуры. Исходя из этого космические снимки обеспечивают:

Изучение процессов в атмосфере;

Взаимодействие атмосферы и океана;

Проявление гидродинамики течений.

Все это дает ряд преимуществ при комплексном методе показаны взаимосвязи объектов, что облегчает дешифрование и дает возможность применение снимков для создание тематических карт.

Регулярная повторяемость космических снимков обеспечивают регулярную повторяемость съемки с заданным интервалом (годы, месяцы, дни и т.д.), что невозможно реализовать при других способах .

Также космические снимки могут использоваться как модель местности. Снимки представляют собой пространственно-временные модели, позволяя на их базе изучить временные изменения, используя принцип пространственно-временных рядов.

2.2 Методы дешифрования космических снимков при картографировании земельных ресурсов

После проведения необходимых этапов на основе данных дистанционного зондирования выполняется ГИС- картографирование земельных ресурсов путем дешифрования.

Дешифрованием называют способ изучения объектов, явлений и процессов на земной поверхности, заключающийся в распознавании объектов по их признакам, определении характеристик, установлении взаимосвязей с другими объектами. Дешифрование различают по содержанию на топографическое, при котором со снимков получают информацию о земной поверхности и расположенных на ней объектах; и специальное, при котором информацию по тематике сельского хозяйства, геологического и т.д..

Процесс дешифрования начинают с постановки общей задачи, которая определяется, учитывая реальные возможности получения материалов съемки, наличия соответствующей аппаратуры, опыта дешифровщиков и т.д.

При любом из видов дешифрования обязательно проводится подготовительный этап, включающий в себя подготовительные работы, обработку материалов снимков и создание растровой пространственной базы.

Обработка материалов космической съемки состоит из следующих этапов:

Формирование проекта цифровой фотограмметрической системы и загрузку в проект данных космических снимков;

Выполнение планово-высотной привязки космоснимков;

Фотограмметрические работы по внешнему ориентированию космоснимков;

Уравнивание результатов фототриангуляции.

На данном этапе используют программный продукт Photomod и фотограмметрические сканеры .

Существуют три основных способов проведение дешифрования космических снимков: полевой, камеральный и комбинированный.

При полевом дешифровании сопоставляется изображение на снимках с местностью, в результате чего опознаются объекты и определяются и их свойства. Основными преимуществом этого способа является наибольшая полнота и достоверность результатов, при существенном недостатке, заключающемся в высокой трудоемкости, больших временных и денежных затратах.

При камеральном дешифровании происходит логический анализ изображений и применением всего комплекса дешифровочных признаков, с привлечением специальных программных устройств в лаборатории. стоит отметить плюсы данного метода:

Экономия времени и денежных средств;

Хорошие условия труда;

Применение различных средств автоматизации;

Использование вспомогательных источников информации.

При всем этом возможно допущение погрешностей, что в итоге скажется на достоверности и потребует доработки данных полевым способом.

При комбинированном дешифровании применяют процессы и технологические методы полевого и камерального способов, что обеспечивает высокую экономическую продуктивность и достоверность полученных данных.

Благодаря таким очевидным достоинствам именно этот метод наиболее распространен.

2.3 Преимущества недостатки использования космических снимков

При изучении космических снимков при картографировании для ГИС выделила ряд достоинств их применения:

Спутник не испытывает вибраций и резких колебаний, поэтому космоснимки удается получать с высокой разрешающей способностью и высоким качеством изображения;

Снимки могут быть переведены в цифровую форму для последующей компьютерной обработки;

- получение целостности окружающей среды;

Многозональность и многофакторность космических данных обеспечивает комплексность оценки ситуации;

Оперативность, возможность получения повторных изображений;

Относительно низкая стоимость съемки единицы площади;

Возможность использования полученных документов съемки в делопроизводстве.

Однако следует отметить и ряд недостатков данного вида исследования:

При работе на орбите не удается получить съемки чаще чем раз в 6-12 часов;

Возникновение трудностей для модернизации систем, так новые образцы датчиков могут работать только при новых запусках аппаратов;

В космосе трудно реализовать размещение некоторых средств зондирования;

Недостаточная оперативность при выполнении заявок, объясняющееся строгой зависимостью выхода космических аппаратов на район съемки баллистическими параметрами рабочей орбиты;

Высокие затраты на создание и развертывание космических аппаратов.

Проанализировав эти данные можно заключить что использование космических снимков для ГИС-картографирвания хоть и имеет недостатки, но является предпочтительным по сравнению с другими видами исследований.

2.4 Перспективы развития использования космических снимков при картографировании земельных ресурсов для Российской Федерации

Развитие отечественных космических технологий выступает неотъемлемой частью курса на инновационное развитие, выбранного нашей страной. Данные съёмки Земли из космоса и специализированные продукты, полученные на её основе, находят всё более широкое применение для решения повседневных практических задач. Оценка хода строительства, экологической обстановки в регионе, ведения сельского хозяйства, оценка инвестиционной привлекательности территорий и т.д. Широкий спектр вопросов требует для продуктивного решения объективной и актуальной информации, единственным источником которой нередко выступают данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

Увеличить оперативность работы со спутниковой информацией позво- ляют связанные с приёмными станциями геосервисы, которые на основе технологии ScanEx Web GeoMixer® обеспечивают быструю визуализацию космической и аналитической информации и передачу готовых продуктов. Геопортальные технологии подтвердили свою продуктивность при проведении оперативного спутникового мониторинга экологического состояния и судовой обстановки в морских акваториях, наблюдении за ходом половодья и паводков и др. .

Базовой технологией увеличения доступности космической информации выступает разработка Центра «СканЭкс» -- универсальные аппаратно-программные комплексы «УниСкан», которые в настоящее время принимают данные от 17 современных спутников данных земельного зондирования.

Расширяется применение данных космической съёмки в сельскохозяй- ственной отрасли для решения задач инвентаризации угодий, контроля со- стояния посевов, выделения участков эрозии, слежения за качеством и своевременностью проведения различных агротехнических мероприятий. Повторяемость съёмок позволяет наблюдать за динамикой развития сельскохозяйственных культур, прогнозировать урожайность.

Технология ScanNet может быть использована для контроля нелегальной хозяйственной деятельности, несанкционированного рыболовства, загрязнения суши и водной среды и других задач. Её адаптация и организация спутникового мониторинга проводится с учётом индивидуальных требований заказчика .

Для достижения действительно мирового конкурентоспособного уровня в отрасли, являющейся катализатором современных геоинформационных процессов во всех развитых странах, требуются скоординированные действия всех заинтересованных участников: как органов государственной власти, так и представителей частного сектора. |

Глава 3 Картографирование растительности для кадастровой оценки земли на примере Лапландского заповедника

3.1 Особенности кадастровой оценки земельных ресурсов

С появлением поручения Президента России о проведении кадастровой оценки всех земель России весьма остро стал вопрос об анализе земель особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Кадастровая оценка стоимости земель ООПТ необходима при расчете ущерба землям этой группы, оценке экономических решений, связанных с переводом земель из этой группу или в эту группу, а также для сравнения с экономическими затратами, возникающими при отказе от хозяйственного использования земли.

Статьей 390 НК РФ определено, что кадастровая стоимость земельного участка определяется в соответствии с земельным законодательством России. Во исполнение п.2 ст. 66 ЗК РФ для определения кадастровой стоимость проводится государственная кадастровая оценка земельных ресурсов. Постановлением Правительства РФ от 08.04.2000 N 316 утверждены Правила проведения государственной кадастровой оценки земель, определяющие порядок проведения государственной кадастровой оценки земель всех категорий на территории Российской Федерации для целей налогообложения и иных целей, установленных законом. Для проведения указанных работ привлекаются оценщики или юридические лица, имеющие право на заключение договора об оценке, в соответствии с требованиями, установленными Федеральным законом от 21.07.2005 N 94-ФЗ "О размещении заказов на поставки товаров, выполнение работ, оказание услуг для государственных и муниципальных нужд" (ред. от 11.07.2011) .

Государственная кадастровая оценка земель основывается на классификации земель по целевому назначению и виду функционального использования, проводится для определения кадастровой стоимости земельных участков различного целевого назначения не реже одного раза в пять лет. Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации по представлению территориальных органов Росреестра утверждают результаты государственной кадастровой оценки земель. Методические указания по государственной кадастровой оценке земель и нормативно-технические документы, необходимые для проведения государственной кадастровой оценки земель, разрабатываются и утверждаются Минэкономразвития России по согласованию с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти.

Методические рекомендации по государственной кадастровой оценке земель особо охраняемых территорий и объектов, утвержденные приказом Минэкономразвития России от 23.06.05 г. № 138, применяются только для определения кадастровой стоимости земельных участков рекреационного назначения в составе ООПТ и земель лечебно-оздоровительных местностей и курортов.

Эффективная экономическая оценка стоимости земель ООПТ усложняется разнообразием причин, по которым необходима организация ООПТ. Они могут быть подразделены на функционально- биосферные, ресурсно-экономические и морально-этические.

Методы к оценке стоимости земель ООПТ с заповедным режимом принимают во внимание эффективность экосистем, ценность и уникальность разнообразия экосистем и другие показатели. Анализ земель заповедников дается с учётом капитализации объема недополученной продукции затрат на восстановление нарушенных экосистем на период средней длительности периода восстановления экосистем в естественных условиях. ценности. Чёткая формулировка природоохранной ценности дана С.Е. Журавлевой , предложившей на основе синтаксономического анализа учитывать редкость, естественность, уязвимость, флористико-фитоценотическую значимость растительных сообществ, их близость к границе ареала. Методические подходы к оценке природоохранной значимости лесных сообществ подробно рассмотрены в работе Л. Андерсена и др. .

Кадастровая оценка земель предполагает их картографирование с учётом их типологической принадлежности, определяющей стоимостную оценку конкретных участков. Таким образом, кадастровая оценка земель ООПТ предполагает картографирования растительности ООПТ с учетом динамического состояния, продуктивности, редкости, естественности, уязвимости, флористико-фитоценотической значимости растительных сообществ, их близости к границе ареала. Динамические категории растительности нарушенных экосистем должны характеризоваться средней длительностью периода восстановления, что является необходимым условием расчета стоимости земель с учетом капитализации.

3.2 Особенности картографирования растительности на примере Лапландского заповедника при использовании космической съемки

В своей курсовой работе остановила свой выбор на исследовании картографирования при использовании космических снимков такого объекта Российской Федерации, как Лапландский заповедник, потому как он являет собой уникальный шедевр, созданный самой природой, и потому представляет огромную ценность для нашего государства, и его изучение более, чем обосновано.

Расположен Лапландский заповедник на территории горных массивов Мончетундра и Чунатундра, на берегах озера Имандра в Мурманской области Через заповедник проходит водораздел Белого и Баренцева морей. Площадь заповедника огромна и равняется 278438 гектар, 8574 из которых составляет водная территория озер и рек. На рисунке 1 показан снимок из космоса на этот уникальный заповедник.

Рисунок 1- Лапландский заповедник. Снимок из космоса

Ландшафт заповедника очень разнообразен от лесов до тундр и горных вершин. Самая высокая точка - 1140 метров над уровнем моря, средняя высота горного массива 470 м.

Заповедник занимает четвертое место по величине в европейской части России, его уникальная особенность в том, что не его территории никогда не проживали люди, не занимались производственной деятельностью, поэтому территория заповедника сохранила свою целостность.

Основная цель и направление научной деятельности заповедника это поддержание и увеличение популяции северного оленя на территории Кольского полуострова. Также работники следят и изучают влияние расположенных поблизости промышленных предприятий на окружающую среду, климатические изменения. Богатый животный и растительный мир делает этот заповедник интересным для изучения и сбора данных местом.

Объектом картографирования для курсовой работы являлась растительность Лапландского государственного заповедника. Площадь территории для создания карты составляет- 161241 га.

Способ изучения растительности основан на использовании данных, которые получаются с топографических карт и оценке коэффициентов спектральной яркости (КСЯ) космических снимков (КС), полученных спутником Landsat-7 с разрешением 30 м на местности. Для определения взаимосвязи между коэффициентом яркости и единицами растительного покрова, точности картографирования экологических систем использовали данные постоянных опытных площадей, основанных в 1986 году и описанные более широко в 2008 г.

Основной характеристикой взаимодействия излучения в оптическом диапазоне с зондируемой средой является коэффициент спектральной яркости (КСЯ), так как экспериментально измеряют именно коэффициенты яркости, а не коэффициенты отражения. Коэффициент спектральной яркости с - величина, характеризующая пространственное распределение спектральной яркости отражающей поверхности, равная отношению яркости данной поверхности в заданном направлении В(л) к яркости идеально рассеивающей поверхности В0(л) с единичным коэффициентом отражения и освещенной так же, как и данная поверхность

с(л)= В(л)/В0(л)

В качестве идеального рассеивателя обычно принимают поверхности, обладающие равномерно рассеивающим отражением для всех длин волн спектра, например пластинки покрытые барием .

Поверхность суши отличается большим разнообразием типов подстилающей поверхности, характеризующихся различными интегральными коэффициентами яркости, и, в еще большей степени, различными спектральными зависимостями КСЯ, обусловленными, в первую очередь, специфическими спектрами поглощения различных объектов. Однако для ряда различных типов подстилающей поверхности значения интегральных КЯ могут практически совпадать, поэтому надежная идентификация таких объектов возможна лишь на основе использования:

- структурных дешифровочных признаков;

Многозональной съемки.

Отражательные характеристики растительного покрова зависят от:

Оптических свойств фитоэлементов (листьев, стеблей, веток, стволов, цветов, плодов);

- архитектуры растительного покрова (формы, взаимного расположения и ориентации фитоэлементов);

Коэффициента проективного покрытия (количества растительности на единицу площади).

Основной вклад в формирование КСЯ сплошного растительного покрова вносит отражение света листьями.

Применяя космические снимки в инфракрасном диапазоне, определили значения КСЯ, соответствующие пяти классам степени увлажнения почв. С помощью нормализованного вегетационного индекса (NVI), учитывающего соотношение КСЯ в красном и зеленом диапазонах, выделили 6 типов категорий растительности:

Водная растительность акваторий;

Еловые леса;

Лиственные и сосновые леса;

Редколесья и кустарники;

Моховая, кустарничковая, травяная растительность

Разреженный растительный покров.

Отличие КСЯ лиственных и хвойных лесов в ближнем инфракрасном диапазоне позволило создать карту хвойных лесов. Для обработки космических снимков использовали графический пакет ImagePals2Go, оригинальные программы на языке C++. В результате обработки космических снимков получены следующие растровые изображения:

Карта увлажнения;

Карта типов структур растительного покрова;

- карта хвойных лесов.

Компьютерное совмещение этих трёх карт позволяет построить геоботаническую карту. Геоботаническая интерпретация контуров, возникающих при совмещении всех трёх карт, представлена в таблице 1.

Таблица 1- Признаки дешифрования растительности

Структура растительного покрова	Степень увлажнения почв по результатам космических снимков
еловые леса		ельники фагновые, болотнотравные	ельники чернично-вороничные	ельники бруснично-вороничные	ельники зелемномошно-лишайниковые
сосновые леса и редколесья	сосново-кустарничково-сфагновые сообщества	сосновые редколесья сфагновые	сосняки чернично-вороничные	сосняки зеленомошно-лишайниковые, воронично-брусничные	Сосняки, сосновые редколесья лишайниковые
лиственные леса	березняки травяно-сфагновые, болотнотравные	березняки долгомошные, чернично-сфагновые	Березняки чернично-вороничные	березняки зеленомошно-лишайниковые, воронично-брусничные	березняки, березовые редколесья лишайниковые
криволесья и кустарники лиственные	ивняки болотнотравные, березовые криволесья болотнотравные	березовые криволесья долгомошеные, дереные	березовые чернично-вороничные	березовые криволесья зеленомошно-лишайниковые	березовые криволесья
моховая, кустарниковая, травяная растительность	травяно-сфагновые, травяные гирофильные сообщества болот	кустарничково-сфагновые сообщества болот	кустарничково зеленомошные тундры и пустоши луга	лишайниково-кустарничковые тундры и пустоши	лишайниково-кустарничковые тундры и пустоши в сочетании с эпилитнолишайни-ковыми агрегациями
разреженный растительный покров	гигрофитые агрегации на болотах	гигрофитые агрегации заболоченных гарей	мезофитные агрегации на потенциально лесных землях	Эпилитнолишайни-ковые и моховые агрегации	Эпилитнолишайни-ковые агрегации

Точность результатов картографирования оценивали по проценту совпадения единиц растительности на карте и в тех же точках на земной поверхности. При несовпадении данных карты и контрольного наземного обследования применяли коэффициент, принимающий значения от 0 до 1 для оценки значимости ошибки:

Р=100*(N - S(Ki))/N, i=1, …., N

где Р - точность картографирования, %; N - количество точек контрольного обследования, S - сумма, Ki - безразмерный коэффициент значимости ошибки на i-ой точке контрольного обследования. Коэффициент значимости ошибки Ki равен относительной Евклидовой дистанции между центроидом единицы растительности на карте и в той же точке на земной поверхности.

Относительная Евклидова дистанция определена как Евклидова дистанция между центроидами картируемого и наблюдаемого синтаксонов, нормированная по максимальному значению Евклидовой дистанции:

Ki = Еотн = Еij / Е макс

Для расчета Евклидовой дистанции использовали средние покрытия видов, максимальной оказалась дистанция между ельниками травяными и сосняками лишайниковыми. Точность картографирования составила 72 %. Для улучшения точности картирования до 98 % классы увлажнения корректировали по данным топографической карты. На топографической карте масштаба 1:25000 определяли участки склонов и вершины холмов с сильным дренажом, ровные и слабонаклонные поверхности с нормальным дренажом, ложбины с проточным увлажнением, ровные и слабонаклонные поверхности покрытые ле- сом со значками заболоченности, болота облесённые, проходимые и непроходимые .

3.3 Анализ эффективности проведенного картографирования. Выводы

Применение комбинированного метода с использованием автоматического дешифрирования типов структуры растительности, степени увлажнения почв по космическим изображениям и топографическим картам с последующим совмещением результатов дешифрирования и их полным анализом дает допустимые результаты. Картографирование растительности горной тундры и пояса березового криволесья позволило различать с точностью 98 %: лишайниково-кустарничковая тундру, березовое криволесье зеленомошное, березовое криволесье, лишайниковое.

Оценка картографирования растительности болот данным методом позволили хорошо отличать в автоматическом режиме болота от лесов, однако для детального установления типологической принадлежности болотных комплексов необходимо использовать данные текстурного анализа космических снимков высокого разрешения.

Оценка результатов применения рассматриваемого способа картографирования позволила выявить причины погрешностей и найти пути их устранения. Так при выявлены различия коэффициента спектральной яркости (КСЯ) одинаковых объектов в различных частях космических снимков, что устраняется про проработке снимка по частям в сравнении с эталонными участками в различных частях снимка. Для установление лучшего соответствия классам увлажнения почвы при спектральном анализе требуется большее количество точек наземного изучения на разных участках территории.

Для устранения светотеневых эффектов, появляющиеся вследствие участков сильно затененных возвышенностями, существует ряд специальных программ, которые требуют построения математической модели рельефа, типы освещенности местности для последующей спектральной правки космических снимков. Применяется данный метод при наличии горной местности. Для других участков земли более дешевым и целесообразным является применение космических снимков полученных в разное время суток.

Картографирование растительности и анализ архивных материалов показал, что 25 % лесных земель пострадало от пожаров. Наземные же исследования показали, что на всех 98 изучаемых участках сосновых лесов были пожары. С помощью космических снимков хорошо распознаются основные этапы послепожарной динамики сосновых лесов, направленной к смене сосны и берёзы елью и лишайников мхами.

Исходя из вышесказанного можно заключить, что применение комбинированного метода геоботанического картографирования с ис- пользованием автоматического дешифрирования типов структуры растительного покрова, хвойных лесов, степени увлажнения почв по КИ и топографическим картам с последующим совмещением результатов дешифрирования и их содержательным анализом дало возможность достаточно точно выявлять синтаксономическую принадлежность картируемых единиц. Полученные рассмотренным методом карты позволяют анализировать редкость, уязвимость, флористико-фитоценотическую значимость, близость к границе ареала компонентов растительного покрова, определять их площадь и давать кадастровую оценку земель конкретной ООПТ.

Заключение

В результате проведенной работы, анализа изученной информации можно сделать ряд выводов относительно изученного материала.

В настоящее время все больше интереса вызывает получение космических снимков, так как расширяются возможности практического использования результатов данной деятельности. Активное введение космических и геоинформационных технологий в информационную структуру способствует:

Росту эффективности регионального управления;

Дает толчок современному развитию экономики Российской Федерации.

Геоинформационные технологии необходимы в области управления сельским и лесным хозяйством, в городском управлении, социально-экономическом планировании развития регионов и при решении экологических задач.

Благодаря инновационным космическим технологиям превратились в жизнь такие возможности:

Оперативность получения и достоверность информации;

Возросла точность расчетов и оценки регулярного мониторинга;

Снижение затрат на картографирование;

Рост качества при принятии управленческих решений на поставленные задачи;

Повышение инвестиционной привлекательности и конкурентоспособности территории за счет публикации в сети Интернет перспективных инвестиционных площадок и проектов.

Самое главное, появились организационно-административные предпосылки для широкого внедрения технологий комплексного космического мониторинга в регионах:

У руководителей регионов пришло понимание необходимости серьезной работы в данном направлении, что, в том числе, связано с активной позицией высшего политического руководства страны по этому вопросу;

В большинстве регионов созданы организационные структуры, отвечающие за информатизацию. Они имеют организационно-правовую форму, сферу полномочий и отвечают за развитие современных информационных технологий;

- идет процесс создания федеральных систем на базе технологий космического мониторинга, появляется возможность организации межведомственного взаимодействия на федеральном и региональном уровнях.

Появился положительный опыт от внедрения технологий комплексного космического мониторинга в целом ряде регионов, стал очевидным экономический эффект от создания таких систем.

Список использованной литературы

1. Андерссон Л., Алексеева Н.М., Кольцов Д.Б., Куксина Н. В., Кутепов Д.Ж., Мариев А.Н., Нешатаев В.Ю. Выявление и обследование биологически ценных лесов на Северо-Западе Европейской части России. Т.1. Методика выявления и картографирования. Учебное пособие. / Отв. ред. Андерссон Л.,. Алексеева Н.М. СПб, 2009.

2. Берлянт А.М. Геоинформационное картографирование, М., 2010.

3. Геоинформатика: учебник для вузов: в 2-х кн.// под редакцией Тикунова В. С., М., 2010.

4. Журавлева С. Е. Синтаксономическое обоснование выбора охраняемых растительных сообществ. На примере некоторых сообществ Республики Башкоростан. Автореф. канд. дисс.03.00.05. Уфа, 1999, 20с.

5. Ильинский Н. Д.,Обиралов А. И., Фостиков А. А. Фотограмметрия и дешифрование снимков: учебник для вузов. М., 2009.

6. Кашкин В. Б. Сухинин А. И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изабражений: учебное пособие. М., 2011.

7. Клебанович Н.В. Земельный кадастр: учебное пособие для вузов по специальности "География". Мн., 2010.

8. Кутепов Д. Ж., Мариев А. Н., Нешатаев В.Ю. Выявление и обсследование биологически ценных лесов на Севро-Западе Европейской части Росси. Т.1. Методика выявления и картографирования. Учебное пособие./ Отв. Ред. Анлерссон Л., Алексеева Н. М.,Кузнецова Е. С. СПб, 2009.

9. Кравцова В.И. Космические методы исследования почв: учебное пособие для студентов вузов. М., 2011.

10. Лабутина А.И. Дешифрование аэрокосмических снимков: учебное пособие для студентов вузов. М., 2010.

11. Мясникович М.В. Космические технологии в системе управления. М., 2012.

12. Ольшевский А. Выбор оптимального метода классификации космоснимков для целей автоматизированного дешифрования видов земель. М., 2012.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Характеристика источников для создания карт. История аэрокосмического картографирования. Дешифрирование аэроснимков и космических снимков, их применение в тематическом и оперативном картографировании. Составление и обновление топографических карт.

реферат , добавлен 20.12.2012


Основные цели использования экологического картографирования. Классификация экологических карт по научно-прикладной направленности и содержанию. Способы картографирования загрязнения атмосферы и вод суши. Анализ геоинформационных систем, их применение.

курсовая работа , добавлен 24.04.2012


Роль экологического картографирования в науке и практике. Экологическое и эколого-географическое картографирование. Источники информации для создания экологических карт, особенности составления. Картографирование проблем на примере загрязнения атмосферы.

курсовая работа , добавлен 08.04.2012


Задачи физической географии. Взаимодействие природных и природно-антропогенных геосистем с глобальными факторами. Работа с топографическими, аэрофото- и космическими материалами, описание растительности, ландшафтное профилирование и картографирование.

курс лекций , добавлен 21.01.2010


Суть социально-экономического картографирования, его виды (аналитическое, синтетическое, комплексное) и роль в реализации государственной региональной политики. Принципы создания карт. Социально-демографический мониторинг на базе геоинформационных систем.

презентация , добавлен 25.03.2015


Изучение методологических и методических проблем экономической оценки биологических и земельных ресурсов. Экономическая оценка ресурсов регионов России. Комплексная характеристика системы природопользования. Интегральный потенциал и его использование.

курсовая работа , добавлен 11.10.2014


Технология создания ортофотопланов по материалам космической съемки с использованием ПО "ЦФС-Талка". Предварительная обработка снимков, создание проекта, внешнее ориентирование снимков. Исправление яркости снимков с "проявлением" изображений в тенях.

реферат , добавлен 14.12.2011


Первоначальные практические задачи геодезии. Методы геодезии, их применение при решении различных инженерных задач. Первое в истории определение размеров Земли, как шара. Развитие современной геодезии и методов геодезических работ. Теория фигуры Земли.

реферат , добавлен 07.03.2010


Сущность концепций природно-ресурсного потенциала территории. Классификация и социально-экономический анализ мировых природных ресурсов, а именно минеральных, земельных (почвенных) и водных ресурсов. Значение экономической оценки природных ресурсов.

реферат , добавлен 07.04.2010


Мировые тенденции роста загрязнения планеты в ходе нерационального использования природных ресурсов. Преимущества и недостатки альтернативных источников энергии. Процессы, связанные с добычей, переработкой и хранением ресурсов, с точки зрения географии.

Вид Земли из космоса . 12 апреля 1961 года гражданин Советского Союза Юрий Алексеевич Гагарин впервые в мире облетел земной шар на космическом корабле «Восток». Это была крупная победа советской науки и техники. Весь мир был восхищен небывалым полетом в космос.

Выход человека в космос позволил еще лучше узнать нашу планету. С высоты 200 тыс. км Земля похожа на гигантский глобус с затуманенными из-за наличия атмосферы краями с поперечником, в несколько раз превосходящим поперечник Луны. С приближением к Земле сияющий шар постепенно вырастает; все яснее различаются материки и острова с озерами и реками, моря и заливы. Вид родной Земли из космоса произвел на первого космонавта Ю. Гагарина яркое впечатление. Он рассказывал: «Отчетливо вырисовываются горные хребты, крупные реки, большие лесные массивы, пятна островов... Земля радовала сочной палитрой красок».

Описания земной поверхности, сделанные космонавтами, и особенно фотоизображения ее, полученные путем фотографирования со спутников, внесли много нового в представление о Земле.

На рисунке 57 помещен космический снимок земного шара. Облачные образования на этом снимке закрывают значительную часть земной поверхности, но во многих местах она хорошо просматривается. Здесь мы видим Африканский материк, Красное море и многие другие географические объекты.

Что и как можно узнать по космическим фотоснимкам? Каждый новый виток спутника вокруг Земли приносит новую «дорожку» фотографий, по которым ученые получают богатейшую информацию о нашей планете. Снимки, полученные из космоса, используют в решении многих научных и народнохозяйственных задач. По ним можно следить за образованием и перемещением облаков, оценивать ледовую обстановку в арктических морях, предсказывать погоду. Они помогают ученым в поиске полезных ископаемых, изучении характера перемещения песков, решении сельскохозяйственных и лесных проблем и многих других задач.

Дешифрирование космических снимков, так же как и аэрофотоснимков, основано на дешифровочных признаках, по которым опознаются местные предметы. При фотографировании горных стран хорошо читаются подробности рельефа. Они выделяются резкими контрастными тонами, которые получаются на фотографии в результате различной освещенности противоположных склонов. Населенные пункты и дороги также можно опознать по своим дешифровочным признакам, то только на оригинальных снимках и под большим увеличением. На типографских оттисках этого сделать нельзя.

Особенно большую информацию дает спектрозональное фотографирование. Для этого специалистами ГДР и СССР был разработан и изготовлен в ГДР специальный космический фотоаппарат МКФ-6, позволяющий вести съемку в шести диапазонах спектра электромагнитных колебаний. В результате получается серия фотографий, на каждой из которых видны только те объекты, которые отражают электромагнитные волны определенной длины. Если эти фотографии сопоставить, то скрытое изображение на одном снимке будет отчетливо видно на другом. Обычно их в разных цветах накладывают один на другой и получают цветной снимок. На таких снимках цветопередача не соответствует реальным цветам природных объектов, а используется для увеличения контрастности между объектами. Вот почему спектрозональные снимки позволяют получить сведения о влажности и составе почвы, солености воды, ее загрязненности; увидеть геологические разломы, поля, засеянные различными культурами, и т. п.

Привязка снимков к карте. Вам, конечно, не раз приходилось рассматривать космические снимки, помещенные в журналах, книгах; атласах. Заметили ли вы, что они оторваны от действительности? В самом деле, рядом со снимком мы не видим общегеографической карты, на которой была бы показана сфотографированная территория. Другими словами, космические снимки не привязаны к карте. В лучшем случае в тексте указывают снятый район или прилагают картосхему, составленную по самим снимкам в том же масштабе. Но этого недостаточно! Каждому из вас хочется сличить снимок с настоящей картой и узнать, что и как изображено на снимке, как это показано на карте и какие дополнительные к карте сведения дает фотоизображение земной поверхности из космоса.

Выход есть: надо самим привязать снимок к карте, и сделать это нетрудно. Возьмем космический снимок озера Иссык-Куль, помещенный в школьном атласе (рис. 58, а), и сличим его с картой, вырезка из которой приводится ниже, на рисунке 58, б. Масштаб этой карты 10 000 000 (в 1 см 100 км). Определим масштаб фотоснимка. Для этого измерим длину озера на карте и снимке и сравним их. Результаты получаются соответственно 17 и 68 мм, т. е. размер на снимке в 4 раза больше, чем на карте. Следовательно, и масштаб снимка будет в 4 раза крупнее карты и составит 1:2 500 000 (в 1 см 25 км).

Нанесение на карту участка местности, изображенной на снимке, или, как говорят специалисты, привязку снимка к карте, выполняем в следующем порядке. От крайних точек озера измерим на снимке кратчайшие расстояния до его сторон (a, b, c, d). Они получаются равными 8, 12, 64 и 10 мм. Уменьшим их в 4 раза и получим соответственно 2, 3, 16 и 2,5 мм. Эти расстояния отложим на карте и через точки отложения проведем стороны снимка, ориентируя их по соответствующим направлениям относительно местных предметов (реки Тарим, северного берега озера Иссык-Куль). Таким образом у нас на карте определились границы территории, изображенной на снимке. Это дает возможность более детально сличить снимок с картой и получить дополнительную информацию о местности. На данном снимке с большой подробностью просматривается береговая линия озера, горные кряжи и хребты, заснеженные гребни гор, долины рек и даже небольшие лощины.

Составление карт по космическим снимкам . Особенно широкое применение фотоснимки, сделанные из космоса, нашли в картографии. И это понятно! Космический снимок точно и с достаточной подробностью запечатлевает лик Земли, и его можно легко перенести на карту.

Составление карт по космическим снимкам выполняют, так же, как и по аэроснимкам. В зависимости от точности и назначения карт применяют различные методы их составления с использованием соответствующих приборов. Наиболее легко изготовить карту в масштабе снимка. Именно такие карты и помещают обычно рядом со снимками в альбомах и книгах. Для их составления достаточно скопировать со снимка на кальку изображения местных предметов, а затем перенести их на бумагу. Проделаем и мы такую работу. Наложим на снимок кальку и вычертим на ней береговую линию озера Иссык-Куль. Обратную сторону кальки зачерним простым мягким карандашом. Затем наложим кальку зачерченной стороной на лист бумаги, обведем береговую линию остро отточенным карандашом, и на бумаге получится изображение озера (рис. 58, в). Такие картографические чертежи называют картосхемами. Они отображают только контурную часть местности (без рельефа), имеют произвольный масштаб и не привязаны к картографической сетке.

В картографии космические снимки используют прежде всего для создания мелкомасштабных карт. Достоинство космического фотографирования в этих целях заключается в том, что масштабы снимков сходны с масштабами создаваемых карт, а это исключает ряд довольно трудоемких процессов составления карт. Кроме того, космические снимки как бы прошли путь первичного обобщения. Например, береговая линия озера Иссык-Куль хотя и получилась на снимке довольно подробной, но в то же время оказалась в некоторой степени обобщенной. Это происходит в результате того, что фотографирование выполняется в мелком масштабе.

Съемка Луны, Марса и Венеры. Фотосъемка из космоса применяется не только для картографирования земной поверхности. С помощью космических снимков составлены карты Луны и Марса.

Карта Марса, составленная по космическим снимкам, менее подробна по сравнению с картой Луны, но все же она очень наглядно и достаточно точно отображает поверхность планеты (рис. 59).

Основой для карты Марса, как и для карты Луны, послужили космические фотоснимки, на которых поверхность планеты изображена при боковой освещенности, направленной под определенным углом. Получилась фотокарта, на которой рельеф изображен комбинированным способом - горизонталями и естественной теневой отмывкой. На такой фотокарте хорошо читается не только общий характер рельефа, но и отдельные неровности, особенно кратеры, которые нельзя отобразить горизонталями, так как высота сечения рельефа составляет 1 км.

Карта сделана на 30 листах в масштабе 1:5 000 000 (в 1 см 50 км). Два околополюсных листа составлены в азимутальной проекции, 16 околоэкваторных листов - в цилиндрической, а остальные 12 листов - в конической проекции. Если все листы склеить между собой, то получится почти правильный шар, т. е. глобус.

Значительно сложнее обстоит дело со съемкой Венеры. Ее нельзя сфотографировать обычным способом, потому что она укрыта от средств оптического наблюдения плотным облачным одеялом. Тогда появилась мысль сделать ее портрет не в световых лучах, а в радиолучах, для которых облачность не помеха. В этих целях разработали чувствительный радиолокатор, которым как бы прощупывается поверхность планеты.

Чтобы разглядеть ландшафт Венеры крупным планом, надо было приблизить радиолокатор к планете. Это и сделали автоматические межпланетные станции «Венера-15» и «Венера-16». На них установили радиолокаторы, которые высылают отраженные радиосигналы в центр обработки информации, а здесь специальное электронно-вычислительное устройство преобразует их в радиоизображение.

Это устройство можно сравнить с объективом фотоаппарата, создающим из светового потока видимое изображение на фотопленке.

Виток за витком скользили над планетой автоматические межпланетные станции «Венера-15» и «Венера-16», отмечая детали ее поверхности. А на Земле опять же с помощью ЭВМ все это точно накладывалось на картографическую сетку. Одновременно с изображением поверхности планеты автомат строил профиль высот, по которым картографы показали рельеф с помощью горизонталей. Изучение и съемку Венеры продолжили в 1986 году межпланетные станции «Вега-1» и «Вега-2».

Рис. 60. Съемка Венеры

На рисунке 60 помещен фрагмент радиолокационного изображения района горы Максвелла, переданного «Венерой-16» 20 января 1984 года, а ниже - профиль рельефа по трассе, обозначенной на верхнем рисунке извилистой (за счет рельефа) линией.

Человек еще не оставил своих следов на пыльных тропинках далеких планет. Но он нашел другой, более доступный способ изучения небесных соседей, посылая в разведку «обученные» им автоматические межпланетные станции.

Выход человека в космос позволил еще лучше узнать нашу планету. Сведения о ней, доставляемые , многочисленны и разнообразны. Но нас, конечно, интересуют те из них, которые касаются как места обитания человека, - воздушного бассейна и недр, растительного покрова и почв.

Использование снимков из космоса в картографии

По мере усиления потока космической расширяется сфера ее применения. В настоящее время в той или иной степени она используется почти во всех отраслевых и комплексных географических исследованиях. Что касается картографии, то здесь космические снимки еще только начинают изучаться. Тем не менее уже можно указать направления, где она найдет применение в ближайшем будущем. Это прежде всего в изображении береговой зоны морей и озер, затопляемых территорий и прибрежной растительности, а также населенных пунктов, путей сообщения и т. п.

Подсчитано, что использование космических снимков в этих целях дает существенную экономию средств, трудовых затрат и времени.

За рубежом, например в США, есть опыт создания по космическим снимкам общегеографических карт на малоисследованные территории, в частности на . По космическим снимкам сделана карта масштаба 1: 250 000.

Космические снимки нашли применение при изготовлении промежуточных картографических документов - фотокарт. На них может быть и только фотографическое (из космоса) изображение земной поверхности, и дополненное элементами с традиционных карт: общегеографических, геологических, геоморфологических и др.

Фотокарты имеют самостоятельное значение как источники изучения земной поверхности для разных целей ее хозяйственного использования. Они служат для обновления и совершенствования традиционных карт природы, но сами их заменить не могут.

Хотя космические снимки в настоящее время широко используются в различных исследованиях природных явлений и процессов, однако экспериментальные работы не доводятся до создания фундаментальных карт большого пространственного охвата. Для этого, видимо, еще не созрели условия. И тем не менее некоторый опыт составления карт природы с использованием космических снимков имеется. Известно, что телевизионная программа «Время» заканчивается сообщением Гидрометцентра России о прогнозе погоды. Часто при этом показываются синоптические карты, которые составляются с учетом данных, поступающих со спутников.

Сегодня метеорологические исследования в нашей стране проводятся при широком использовании информации, получаемой с метеорологических спутников Земли. В Гидрометцентре России составляются мировые карты облачности на разные даты. А анализ облачного покрова по картам помогает изучать многие атмосферные процессы: струйчатые течения в субтропиках, воздушные течения в верхней тропосфере, тропические штормы и т. п. По картам облачного покрова предложена методика оценки месячных сумм осадков. За рубежом по космическим снимкам составлены карты температуры поверхности океана.

Однако все эти работы относятся к так называемому оперативному картографированию, т. е. к получению карт для непосредственного и кратковременного использования в интересах той или иной государственной службы или ведомства.

Что же касается составления по космическим снимкам фундаментальных тематических карт большого территориального охвата, то в ещё в СССР по инициативе советских геологов велись работы по созданию карты разломов СССР и сопредельных стран масштаба 1: 2 500 000. Это, по существу, был первый опыт использования космической информации в тематической картографии. Работа эта проводилась в Государственном научно-исследовательском и производственном центре «Природа».

Карта Гугл – это один из популярнейших сервисов на сегодняшний день. Он предоставляет пользователям возможность наблюдать нашу планету (и не только) со спутника онлайн при высоком качестве и в реальном времени (достопримечательности планеты в ). В какой-то момент все-таки первенство схематического вида карт перехватило приложение «Open Street Maps». Где каждый осведомленный может редактировать карту в стиле Википедии, но это ничего не меняет и на сегодня Гугл Карты самый популярный сервис карт онлайн. Популярность карт этой компании располагается на первом месте долгие годы из-за хорошего качества снимков со спутника в любом уголке планеты, даже Яндекс не смогла обеспечить такое качество на своей родине.

Гугл Карты онлайн

Google продолжает усовершенствовать свое детище в виде визуализации нашей планеты, улучшая качество и детализацию поверхностей. Совсем недавно компания улучшила свои сервисы, используя новый спутник Landsat 8, который может фотографировать поверхность планеты Земля с разрешением 15/30/100 метров на одну элементарную точку. База спутниковых снимков в реальном времени была до этого обновлена лишь в 2013г. В то время приложение использовало снимки, которые делал спутник Landsat 7, он известен еще тем, что привносил в работу карт некоторые баги и сбои. Для сравнения качества сделанных снимков разными спутниками, обратите внимание на скрин ниже.

Изображения, сделанные разными спутниками

В приведенных примерах на скрине можно увидеть, что на снимке нового спутника видно не только улучшенная детализация земных объектов, но и естественнее цвета. Представители компании Google объявили, что на собирание мозаики поверхности земли нового поколения затрачено около 700 триллионов пикселей графических данных. Практически 43 тысячи мощнейших вычислительных машин в Google облаке трудились неделю над склеиванием картинок.

Как пользоваться Google Maps онлайн

В любом месте мира вы можете воспользоваться Гугл Картами онлайн в высоком качестве, используя для этого планшет, мобильный телефон или компьютер. Просто перейдите по ссылке https://google.com/maps/ или воспользуйтесь встроенной картой ниже и вы сможете найти страну, город и даже дорогу к музею, указав нужные параметры поиска. А для мобильных устройств вы можете скачать специальное приложение, которое более удобно в использовании.

Чтобы найти дорогу к прачечной или кафе, которое вы часто посещаете – просто укажите адреса в строке программы и вам больше не нужно будет вводить эти данные каждый раз. При этом вы можете не только просматривать проложенную дорогу к заведению, но и ознакомиться с информацией, которая относится к этому заведению, например, часы работы, контактные данные и т.д.

Давайте на примере попробуем воспользоваться картой от Google со спутника 2018.

1. Перейдите на сайт или откройте приложение на мобильном устройстве.
2. Вам достаточно просто указать курсором или прикосновением на сенсорном экране, и вы сможете просмотреть сведения об этом участке.
3. Для того, чтобы узнать расстояние между городов, нажмите на одном из них правой кнопкой мыши и выберите из выпадающего меню «Измерить расстояние». Теперь вторую точку можно указать левой кнопкой мыши. Если нужно, точку можно перетянуть мышью в другое место, информация о расстоянии обновится.
4. Чтобы выбрать режим «Рельеф», «Велодорожки», «Пробки» — выберите знак меню (три полоски) и нажмите нужный вариант. Если вы используете устройства Apple, нажмите значок ромбика со слоем и также на нужный вариант.
5. Чтобы воспользоваться высоким качеством изображений в 3D, нажмите на четырехугольник в нижнем левом углу. На нем будет написано «Спутник», если необходимо вернуться в режим карты, снова нажмите его.
6. Для того, чтобы выбрать режим «Просмотр улиц», перетащите желтого человечка на нужную область карты или просто введите в строке запроса точное местоположение, желательно с указанием домашнего адреса.
7. Гугл Карты высокого разрешения позволяют просматривать улицы в историческом режиме, т.е. как они менялись со временем. Для этого выбросьте человечка на нужное место карты. Выберите пиктограмму часов и двигайте временной ползунок, чтобы выбрать нужную дату.

Удивительные факты о Гугл Картах

Возможности и преимущества онлайн карт в реальном времени

С первых дней Google Maps стали открытием для всех пользователей. Они дали возможность по-новому посмотреть на карты, по-новому обратить внимание на этот инструмент вообще. Каждый, кто заходил в Интернет в далеком 2005 году стремились сразу же воспользоваться онлайн картами и увидеть свой город или страну со спутника.

Это кажется немыслимым, но сегодня есть возможность просмотреть и другие планеты солнечной системы в приложении Google Maps!

Планеты в Google Maps

Чтобы это сделать перейдите на web версию программы и отдалите на максимум изображение Земли колесиком мышки. Слева в блоке появятся другие планеты, которые вы можете выбрать для просмотра. Здесь есть все планеты солнечной системы и еще дополнительно несколько их спутников. Например, Каллисто – спутник Юпитера. Правда снимки не позволяют рассматривать другие планеты настолько близко и детально, как это происходит с Землей.

Карты Гугл со спутника в 2018 году позволят просматривать поверхность земли и населенных пунктов в отличном качестве, чего нельзя сделать, используя обычную карту. При составлении бумажных и других версий карт натуральные цвета, четкие контуры берегов рек, озер, расцветка областей земли и прочие цветовые схемы опускаются, из-за чего мы плохо ориентируемся. Просмотрев пустынную местность на обычной карте можно только гадать, что там за растительность или рельеф. Обратившись же к Гугл Картам в реальном времени, вы сможете увидеть даже цвет и форму забора по любому адресу на другом континенте.

Вконтакте

Взгляд из космоса

XX век стал веком запуска первого искусственного спутника Земли, первого полета человека в космос, высадки на Луне и полетов к планетам Солнечной системы. Если полет в космос Ю. А. Гагарина был мировой сенсацией, то сегодняшние полеты уже стали чем-то обыденным, само собой разумеющимся. Взгляд на Землю из космоса, космическая съемка поверхности планеты – это часть рабочих моментов космонавтов.

По снимкам из космоса можно отслеживать форму материков и океанов, можно увидеть в каком состоянии находится природа, можно сказать о предстоящей погоде, проследить течения океанов, зарождающиеся вихри, можно непосредственно наблюдать всё то, что раньше не удавалось сделать.

Таким образом, сегодня уже можно говорить о рождении новой науки – космической географии. Первый полет человека в космос явился началом формирования знаний космической географии.

К сегодняшнему дню накоплен огромный фонд снимков из космоса, имеющих разную детальность и масштаб, накоплены разные видео- и фотоматериалы.

Замечание 1

Надо признать, что эти материалы понятны только специалистам и используются для решения узких профильных задач, в геологии, например, для уточнения структурно-геологического строения и поисков полезных ископаемых, в образовании для получения навыков дешифрирования.

Искусственные спутники Земли выполняют очень важные задачи, они помогают определять распространение снежного покрова, запасы воды в ледниках. С помощью космической географии изучается вечная мерзлота.

С её помощью собран большой материал о разнообразии типов и форм рельефа, особенно очень крупных форм, которые нельзя охватить с Земли.

Снимки из космоса позволили обнаружить изогнутые дугообразные полосы в пустынях Северной Африки, протянувшиеся на десятки километров в направлении дующих ветров.

Взгляд из космоса позволил ученым выяснить, что вся планета изрезана глинистыми разломами и среди них есть «просвечивающие» сквозь мощную толщу рыхлых отложений. Другие снимки оказывают помощь в определении полезных ископаемых. Безусловно, проделать такую работу, находясь на Земле, очень сложно, а порой просто невозможно.

Метеорологические спутники обозревают огромную территорию и следят за всеми явлениями, происходящими в атмосфере, что важно при составлении прогноза погоды.

Информацию об энергетике планеты, т.е. сколько солнечной энергии получают разные участки Земли и чему равна потеря теплового излучения в космосе, тоже дают спутники. На основании этих данных ученые выяснили, что планета теплее и темнее, а прежде наука располагала другими данными.

Вполне успешно используется космическая география при изучении флоры Земли. Из космоса можно значительно точнее определить границы растительных зон, а это значит, что можно отслеживать и их изменение.

Замечание 2

Таким образом, сегодня стало возможным из космоса определять все изменения, происходящие в природе и принимать соответствующие меры уже на Земле. Космическая география помогает ученым следить за динамикой природных процессов и их периодичностью, предоставляет фотографии одних и тех же районов в разные промежутки времени.

Космическая география и современные науки

Снимки поверхности Земли из космоса представляют большой интерес для науки и народного хозяйства. Они дают новую информацию о планете.

Изображениями Земли из космоса первыми воспользовались метеорологи. Фотографии облачности убедили их в правильности гипотез о физическом состоянии атмосферы, о наличии ячеек с восходящими и нисходящими потоками воздушных масс. На основании космических снимков и их использования метеорологи решают сложнейшую задачу науки – составление 2-3-х недельных прогнозов погоды.

Успешно и эффективно используются космические фотоснимки и в геологии. Они помогают дополнять и уточнять геологические карты, помогают разрабатывать новые методы поиска полезных ископаемых. Например, наблюдения из космоса помогли обнаружить крупные разломы на территории Казахстана и Алтая, а это говорит об их рудоносности. Ученые, имея такую информацию, составили генеральный план поисковых работ.

Изучая земную кору по космическим фотоснимкам, были обнаружены скрытые глубинные разломы, огромные кольцевые образования. Ученые продолжают изучать геологическое строение океанических мелководий и материкового шельфа.

Обзор Земли с высоты дает информацию об особенностях регионов, позволяет уточнять имеющуюся информацию или составлять новые геологические карты.

Космические наблюдения оказывают помощь в решении проблем сельского хозяйства – по снимкам можно следить за:

• запасами влаги в почве,
• состоянием посевов,
• использованием пастбищ.

В аридных районах удается обнаруживать на небольших глубинах грунтовые воды.

С помощью космической информации появляется возможность ведения учета и оценки земель, возможность определения зон, пораженных сельскохозяйственными вредителями. В лесном хозяйстве космические съемки помогают разработать метод учета лесов, это проблема, стоящая перед лесным хозяйством. С помощью снимков не только проводят инвентаризацию лесных ресурсов, но, даже подсчитывают запасы древесины.

Космические методы используют при исследовании Мирового океана, на снимках хорошо видны океанские течения и скорость их движения, наличие морских волнений в океане. Составленные по снимкам ледовые карты, используются в навигации, карты поверхности океана помогают в организации рыбного лова.

Не остались в стороне и археологи, извлекающие из снимков ценную для науки информацию. Следы прошлого, погребенные от глаз ученых, помогают обнаружить тоже космические снимки, так, например, в калмыцком Заволжье благодаря фотографиям с орбиты были обнаружены многочисленные древние поселения, находящиеся под землей. На снимках видны когда-то проложенные дороги и протекающие реки.

Сегодня для съемок из космоса широко используется многозональный космический фотоаппарат МКФ-6, в разработке которого принимали участие специалисты ещё СССР и ГДР.

Аппарат имеет 6 фотокамер и ведет спектрозональную съемку в 6-ти диапазонах спектра электромагнитных колебаний. На фотографиях, снятых этим аппаратом видны только те объекты, которые отражают электромагнитные волны определенной длины.

Космическая картография

Снимки из космоса нашли применение в картографии и это совершенно естественно, потому что они очень подробно запечатлевают поверхность Земли, а специалисты достаточно легко переносят эти изображения на карту.

Замечание 3

Космические снимки дешифрируются с помощью опознавательных признаков, основными из которых является форма объекта, её размер и тон.

Например, водные объекты – озера, реки, на снимках изображаются темными (черными) тонами, с четким выделением берегов. Лесная растительность имеет менее темные тона мелкозернистой структуры, а горный рельеф выделяется резкими контрастными тонами из-за различной освещенности склонов. Дороги и населенные пункты имеют свои дешифровочные признаки.

Сравнивая карту и снимок из космоса, можно узнать дополнительную информацию о местности – информация с космического снимка более подробная и свежая.

Карты по фотоснимкам составляют так же, как и по аэрофотоснимкам, применяя при этом различные методы с использованием фотограмметрических приборов.

Более простым вариантом является изготовление карты в масштабе снимка – объекты сначала копируют на кальку, а затем с кальки переносят на бумагу. Они, правда, показывают только контуры местности, не привязаны к картографической сетке и масштаб у них произвольный, поэтому называют их картосхемами.

Космические снимки используют в картографии для создания мелкомасштабных карт и сегодня уже созданы разнообразные тематические карты.

Информация карт постепенно устаревает, потому что облик Земли постоянно меняется. Снимки из космоса дают возможность исправлять карты, обновлять информацию, поскольку она достоверная и самая свежая.

Космические фотоснимки используются не только для картографирования поверхности Земли, с их помощью составляются карты Луны и Марса. Несмотря на то, что лунная карта более подробная, карта Марса достаточно наглядно и точно отображает марсианскую поверхность.