Основные виды дешифрирования: мифологическое, мировоззренческое, концептуальное, гипотетическое, теоретическое, терминологическое, картографическое, инструментальное.

Основные виды дешифрирования: мифологическое, мировоззренческое, концептуальное, гипотетическое, теоретическое, терминологическое, картографическое, инструментальное.

Наиболее древним видом дешифрирования как метода активного познания может, вероятно, считаться м и ф о л о г и ч е с к и й. Пример мифологического дешифрирования связан со знаменитым Потопом. Из библейского мифа имеется немало информации, по которой можно дешифрировать и длительность процесса (сорок дней), и его масштаб (вода поднялась над горами на пятнадцать локтей) и даже «размер» социального ущерба (погибло все живое на Земле - и птицы, и скот, и звери, и люди). Классическим примером м и р о в о з з р е н ч е с к о г о вида дешифрирования могут считаться древнегреческие представления о с т и х и я х или п е р в о н а ч а л а х, лежащих в основе всех вещей: – Фалес (6 в. до н.э.) первоначалом всего считал в о д у: из воды все происходит, в воду все превращается; – Ферекид (5 в. до н.э.) отдавал предпочтение в о з д у х у, при разрежении которого образуется огонь, а при сгущении - ветер, облака, вода и земля и тд.

ХVIII век - к о н ц е п т у а л ь н ы й вид дешифрирования: – н е п т у н и с т ы (лидер Вернер) в развитии Земли первостепенное значение придавали внешним (экзогенным) процессам, особенно, воде; – п л у т о н и с т ы (Джеймсом Геттон) главную роль отводили внутренним (эндогенным) процессам; – э в о л ю ц и о н и с т ы (Ламарк), полагали, что Земля и ее животный мир развиваются медленно, без каких-либо скачков и катастроф; – к а т а с т р о ф и с т ы (Кювье), напротив, объясняли смену фауны именно катастрофами на поверхности Земли.

ХIХ – ХХ век появление г и п о т е т и ч е с к ого дешифрирования. Бух и Гумбольдт сформировали первую геотектоническая гипотеза – гипотеза «кратеров поднятий», согласно которой все явления вблизи поверхности Земли (поднятия слоев) вызваны воздействием на них внедряющихся магматических пород. В середине ХIХ-го века гипотезу «кратеров поднятий» сменила гипотеза «контракции» Бомона, объяснявшая образование горноскладчатых сооружений именно сжатием земной коры вследствие ее остывания и уменьшения объема внутренних оболочек Земли

В конце ХIХ – начале ХХ-го вв. Холл, Дэна, Эмиль Ог разработали учение о «геосинклиналях», то есть о крупных линейных прогибах земной коры, на месте которых и развивались затемгорноскладчатые сооружения. Одновременно начали формироваться представления об их антиподах – платформах - Д.И.Соколов, Г.П. Гельмерсен, А.П.Карпинский и др. И другие гипотезы: гипотеза подкоровых течений, гипотеза дрейфа материков, пульсационная гипотеза, гипотеза с п р е д и н г а или разрастания океанского дна и другие. Т е р м и н о л о г и ч е с к о е дешифрирование. Появление терминов: геология, разлом, аллювий, экология и многие др.

Сейчас важно к а р т о г р а ф и ч е с к о е дешифрирование. Большинство первых «картографов» пытались отразить на своих картах весь мир. Научная картография, зародившаяся в ХIХ веке, испытала в ХХ веке три качественных скачка, связанных с активным внедрением в ее технологию сначала аэрофотоснимков (с 30-х годов), затем (с начала 70-х годов) космических снимков и компьютерных систем.

Инструментальный уровень – уровень дешифрирования строения Земли: от простейших портативных стереоскопов через сложные стационарные приборы – стереокомпараторы к автоматизированном – компьютерному.

 

Физические основы МДЗ

Фундаментальной основой дистанционного зондирования является взаимодействие электромагнитных волн солнечной радиации с геосистемой. Следствием такого взаимодействия является пропускание и рассеяние солнечной радиации в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне, а в области тепловой радиации - собственное излучение и пропускание. Таким образом, основой для полноценного решения задач дистанционного исследования объектов техносферы из космоса является измерение различных количественных характеристик поля электромагнитного излучения. Для дистанционных методов зондирования практический интерес представляет область приблизительно 300 нм - 20 м, так как коротковолновая часть излучения Солнца (~ 300 нм) рассеивается и поглощается в верхних слоях атмосферы, а радиоволны длиной 20-30 м экранируются атмосферой. Распределение солнечной радиации в диапазонеОсн.пар-рыЭл.магн.излучения-частота, длина волны, скорость распр-я Эл.магн.волн. Электромагнитный спектр – последовательность эм волн, классификация по их длинам. Картографические проекции – мат. Определенный способ изображения пов-сти земного шара на плоскости. Пространственное разрешение съёмки - размер наименьшего из различаемых объектов на местности (в м, км) в дистанционном зондировании. Зависит от освещённости снимаемых объектов, их яркости, спектральных характеристик и технических параметров съёмки. При высок Солнце: маленькая S теней, очень плотные тени(лучше для леса); при низк Солнце: больш S теней, тени прозрачные(лучше для степей). Плотн излучения – лучистый поток, изл с ед поверхности. Видимый диапазон 0,38-0,78мкм, ик – 0,78 – 14 мкм, уф- менее 0,2 – 0,38 мкм, микроволновый – 0,3 – 10 см, радиоволны высоких частот – более 10см. Энергетическая яркость – сила излучения с ед излучающей поверхности в заданном направлении. Коэффициент яркости – отношение энергетической яркости к яркости белой идеально рассеивающей поверхности(1 снег – 0,03 вода,чернозем) Альбедо – способность поверхности отражать солнрадиац(80% снег – 5% вода,чернозем). Методы дист зонд: активные – спутник посылает на Землю сигнал собственного источника энергии, регистрирует его отражение. Пассивные – регистрация отраженной от поверхности объектов Солнечной энергии либо терлового излучения Земли.

 

Понятие цифрового снимка.

Цифровым снимком называют изображение земной поверхности, которое записано в виде цифровых значений на магнитном носителе и может быть визуализировано на экране монитора. Цифровой снимок состоит из дискретных элементов изображения — пикселов. Формат записи данных должен быть удобен для их считывания и анализа. В дистанционном зондировании в основном применяют следующие три формата: Формат BIP- запись идет по пикселям (L1P1B1; L1P2B1; L1PnB1) BIL -запись идет по линиям (L1P1B1; L2P1B1; LnP1B1;) BSQ -по емкостной характеристике (L1P1B1; L2P2B1; LnPnB1). Существует два формата, определяющих структуру файлов:1 Упрощенный формат записи данных: записываются два файла:- Файл заголовка (текстовый файл ASCII-формата, в котором содержится информация о картографической проекции, параметрах дискретизации и расположении рисок) - и файл цифрового снимка (данные съемки — в каждой отдельной записи нет никакой дополнительной информации). 2 Формат LGSOWG— в формате BSQ или BIL: помимо данных самой съемки, содержит также информацию о сцене, ее местоположении, параметрах датчика и спутника, а также сведения, относящиеся к обработке данных. Обработка цифровых снимков – важнейшая составляющая ДЗ. В процессе обработки используют численные методы, основанные только на анализе яркостных и спектральных характеристик, проявляющихся на снимке в виде вариаций тона и цвета пикселов. Результатом обработки является новый снимок, который можно вывести на экран монитора и сохранить в цифровом формате для последующего использования. Для обработки цифровых снимков используют методы камерального дешифрирования: Визуальное дешифрирование: Анализ изображения выполняется на уровне объектов, размеры которых, как правило, в несколько раз больше разрешения (пиксела); приблизительная колич. оценка(площадей, длин и т.д.); анализ яркостей на черно-белых изображениях возможен в пределах 7-12 ступеней, при этом преобладают относительные оценки (сопоставление яркостей). Автоматизированное дешифрирование: Анализ изображения выполняется на уровне отдельных пикселов; точная колич. оценка (с учетом размера пиксела); детальный и точный анализ яркостных различий ограничен лишь свойствами цифрового снимка, возможны яркостные преобразования, направленные на улучшение дешифрируемости объектов (увеличение контраста, квантование, цветокодирование).

 

Географические индикаторы

Ландшафтные – резкие ограничения различных форм рельефа (например, граница типа горы - равнина), лесных массивов или форм различных растительных сообществ и т.д. Эрозионные (речные и овражно-балочные) – коленообразные изгибы долин любого масштаба; – слепые окончания ложбин стока; – резкое изменение ширины речных террас; – линейное расположение верховий рек, оврагов и балок; – прямолинейность водоразделов, и т.д. Почвенные – границы резкого изменения почвеного покрова (разреза), например, в «крыльях» разрывов, на границе платформенных областей (равнин) и орогенных сооружений (горных поясов). Климатические – зоны первого промерзания (сезон осень-зима) и первого протаивания (зима-весна). Географические предпосылки природной индикации линеаментов и других объектов дешифрирования (индикатов) базируются на их ландшафтных особенностях или, точнее, на особенностях их отражения в ландшафтной оболочке земной коры – в рельефе – гидрографии – растительности – почвах, а также в некоторых климатических особенностях. Геологические индикаторы Глобальные – планетарные: границы континентальной и океанической коры; – зоны сочленения платформ (плит) и горноскладчатых поясов; – вулканические и сейсмические пояса и т.д. Региональные – внутриплитные и внутриорогенные: – зоны повышенной трещиноватости и дислоцированности; – флексуры, валы, линии выклинивания геологических, тектонических, минерагенических и прочих зон; – ограничения грабенов и рифтов, срединных массивов, межгорных впадин и проггибов, и т.д. Локальные – геологические границы и геологические контакты; – границы участков с различным структурным рисунком; - коленообразные изгибы слоев; - резкие линейные геохимические, гидро- и инженерно-геологические аномалии: повышенная обводненность, заболоченность закарстованность и пр. Геологические предпосылки природной индикации гетерогенных объектов земной коры и в первую очередь ее линейных составляющих – линеаментов и их систем – определяются: а) особенностями геологической эволюции и сложившейся в ее результате современной структурой изучаемого объекта, участка или региона;б) масштабом исходных анализируемых данных (материалов): карт, схем, разрезов и т.д. Геофизические индикаторы Границы областей с различной морфологией полей. Градиентные зоны (ступени). Зоны нарушения (или потери) корреляции аномалий. Оси положительных или отрицательных аномалий. Линии прерывания линейных аномалий. Геофизические предпосылки природной индикации изучаемых объектов, процессов или явлений основаны на отражении составляющими магнитного, гравитационного и других физических полей различных по природе геологических «аномалий»: – градиентные зоны, как правило, индицируют границы (контакты) блоков, отличающихся физическими свойствами, а значит – литологией и (или) структурой; – оси линейных аномалий «намечают» зоны тектонического дробления, цепочки интрузивных тел, простирание железистых кварцитов, углистых сланцев и т.п.; – линии потери корреляции линейных аномалий (иногда их называют «зонами затухания» линейных аномалий) часто «отвечают» зонам вертикальных или горизонтальных перемещений соседних геоблоков и т.д.

 

Методика линеаментного анализа земной коры: выявление (поиск и визуализация), трассирование (картирование), корреляция с имеющимися геологическими, геофизическими, геохимическими, экологическими и прочими данными, и интерпретация линеаментов и их систем.

Линеаменты — (лат. lineamentum — линия, контур), линейные и дугообразные элементы рельефа планетарного масштаба, связанные с глубинными разломами. В основных чертах методика линеаментного анализа любых исходных картографических или дистанционных материалов заключается: а) в визуализации линеаментов и их систем, т.е. в визуальном (ручном) и автоматизированном или комплексном (смешанном, интерактивном, человеко-машинном) дешифрировании (поиске, выделении, трассировании) по различным картографическим (физико-географическим, топографическим, геологическим, геофизическим и прочим картам и схемам) и дистанционным (АФС, КС, КФК) материалам линейных гетерогенных образований земной коры и литосферы в целом – линеаментов; б) в пространственной корреляции выделенных линеаментов и их систем с комплексом геолого-геофизических, геохимических и прочих материалов; в) в интерпретации генезиса, эволюции и современного состояния, т.е. степени современной тектонической активности (или возможной активизации) как отдельных линеаментов, так и их сообществ – зон, систем и полей.

Визуализация линеаментов и их систем В настоящее время в рамках методики поиска, выявления (визуализации) и изучения линеаментов и их систем достаточно хорошо развиты 4 группы способов:1. Эвристические или феноменографические, т.е. качественные или описательные, которые можно разделить на прямые и косвенные.2. Статистические, базирующиеся на различных количественных критериях линеаментов и их систем.3. Компьютерные (инструментальные), в основе которых лежат автоматизированные технологии.4. Комплексные, т.е. смешанные или интерактивные: человеко-машинные, существенно повышающие объективность поиска, достоверность выделения и всесторонность (объёмность) изучения линеаментов и их систем.

Корреляция линеаментов и их систем с комплексом геолого-геофизических, геохимических, геоэкологических и прочих материалов В процессе корреляции достигаются две цели: с одной стороны, с помощью корреляции идёт проверка достоверности выделенных линеаментов и их систем, с другой – готовится база для дальнейшей их интерпретации.

Интерпретация линеаментов и их систем Естественно, что в виде объектов интерпретации могут выступать как отдельные линеаменты, так и их совокупности: зоны, системы и даже поля. В процессе интерпретации используются в основном три подхода:1.Сравнительный, основанный на прямом и непосредственном пространственном сопоставлении выделенных линеаментов и их систем с элементами (параметрами) географической среды, геологической структуры и геофизических полей.2.Статистический, предполагающий геологическую интерпретацию различных параметров линеаментных систем и полей: простирание, шаг, прерывание и т.д.3.Собственно геологический, направленный на выяснение причин, порождающих образование и развитие линеаментов и их систем.

 

Мониторинг на основе МДЗ.

Мониторинг окружающей среды - это комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений ее состояния под воздействием природных и антропогенных факторов. Мониторинг предполагает процесс систематического или непрерывного сбора информации о параметрах окружающей среды для определения тенденций их изменения. Мониторинг можно проводить с помощью сети стационарных пунктов, однако наблюдения на отдельных точках или профилях не всегда отражают пространственные изменения. Поэтому использование аэро- и космических снимков (данных дистанционного зондирования Земли – ДДЗ) является необходимым условием проведения регулярных наблюдений за современным состоянием экосистем. Сравнение их с результатами съемок, выполненных в прошлые десятилетия, позволяет точно зафиксировать произошедшие изменения.

Использование оперативной глобальной космической информации позволяет успешно осуществлять мониторинг как быстро протекающих (пожары, наводнения и т. п.), так и протекающих достаточно медленно процессов (зарастание вырубок и гарей, пересыхание водоемов и т. п.), охватывающих большие территории. Географические исследования локального уровня, в первую очередь на особо охраняемых природных территориях (ООПТ), где они имеют целью выявление и оценку происходящих изменений, также опираются на ДДЗ.

Успех использования разновременных, разнотипных, с разной степенью детальности съемочных данных, а также всех доступных картографических материалов, зависит от привлечения современных геоинформационных технологий. Целесообразно создавать геоинформационные системы локального уровня, которые могут объединить подробные тематические и общегеографические данные, материалы аэро- и космических съемок разных лет, результаты стационарных наблюдений на тестовых площадках и другие дополнительные данные, имеющиеся на изучаемом участке ООПТ.

В области геологии: – определение регионов и структур, перспективных на месторождения полезных ископаемых, например, нефтяных и газовых; – уточнение сейсмического районирования и прогнозирования вулканической активности; В области гидрологии: – контроль и прогнозирование паводков и наводнений;– прогнозирование стока вод после весенних паводков; В области с/х и лесного: – обнаружение лесных пожаров, контроль их динамики и определение эффективности принимаемых противомер;– выявление заболоченных районов и участков и планирование дренажных и мелиорационных работ. В области геоэкологии: – оценка загрязненности воздуха, – контроль за уровнем заболеваемости населения в экологически неблагоприятных районах; – прогнозирование неблагоприятных участков (оползни, сели, карст).

 

Основные виды дешифрирования: мифологическое, мировоззренческое, концептуальное, гипотетическое, теоретическое, терминологическое, картографическое, инструментальное.

Наиболее древним видом дешифрирования как метода активного познания может, вероятно, считаться м и ф о л о г и ч е с к и й. Пример мифологического дешифрирования связан со знаменитым Потопом. Из библейского мифа имеется немало информации, по которой можно дешифрировать и длительность процесса (сорок дней), и его масштаб (вода поднялась над горами на пятнадцать локтей) и даже «размер» социального ущерба (погибло все живое на Земле - и птицы, и скот, и звери, и люди). Классическим примером м и р о в о з з р е н ч е с к о г о вида дешифрирования могут считаться древнегреческие представления о с т и х и я х или п е р в о н а ч а л а х, лежащих в основе всех вещей: – Фалес (6 в. до н.э.) первоначалом всего считал в о д у: из воды все происходит, в воду все превращается; – Ферекид (5 в. до н.э.) отдавал предпочтение в о з д у х у, при разрежении которого образуется огонь, а при сгущении - ветер, облака, вода и земля и тд.

ХVIII век - к о н ц е п т у а л ь н ы й вид дешифрирования: – н е п т у н и с т ы (лидер Вернер) в развитии Земли первостепенное значение придавали внешним (экзогенным) процессам, особенно, воде; – п л у т о н и с т ы (Джеймсом Геттон) главную роль отводили внутренним (эндогенным) процессам; – э в о л ю ц и о н и с т ы (Ламарк), полагали, что Земля и ее животный мир развиваются медленно, без каких-либо скачков и катастроф; – к а т а с т р о ф и с т ы (Кювье), напротив, объясняли смену фауны именно катастрофами на поверхности Земли.

ХIХ – ХХ век появление г и п о т е т и ч е с к ого дешифрирования. Бух и Гумбольдт сформировали первую геотектоническая гипотеза – гипотеза «кратеров поднятий», согласно которой все явления вблизи поверхности Земли (поднятия слоев) вызваны воздействием на них внедряющихся магматических пород. В середине ХIХ-го века гипотезу «кратеров поднятий» сменила гипотеза «контракции» Бомона, объяснявшая образование горноскладчатых сооружений именно сжатием земной коры вследствие ее остывания и уменьшения объема внутренних оболочек Земли

В конце ХIХ – начале ХХ-го вв. Холл, Дэна, Эмиль Ог разработали учение о «геосинклиналях», то есть о крупных линейных прогибах земной коры, на месте которых и развивались затемгорноскладчатые сооружения. Одновременно начали формироваться представления об их антиподах – платформах - Д.И.Соколов, Г.П. Гельмерсен, А.П.Карпинский и др. И другие гипотезы: гипотеза подкоровых течений, гипотеза дрейфа материков, пульсационная гипотеза, гипотеза с п р е д и н г а или разрастания океанского дна и другие. Т е р м и н о л о г и ч е с к о е дешифрирование. Появление терминов: геология, разлом, аллювий, экология и многие др.

Сейчас важно к а р т о г р а ф и ч е с к о е дешифрирование. Большинство первых «картографов» пытались отразить на своих картах весь мир. Научная картография, зародившаяся в ХIХ веке, испытала в ХХ веке три качественных скачка, связанных с активным внедрением в ее технологию сначала аэрофотоснимков (с 30-х годов), затем (с начала 70-х годов) космических снимков и компьютерных систем.

Инструментальный уровень – уровень дешифрирования строения Земли: от простейших портативных стереоскопов через сложные стационарные приборы – стереокомпараторы к автоматизированном – компьютерному.