Аэрокосмические методы создания карт

Главные достоинства аэроснимков, космических снимков и цифровых данных, получаемых в ходе дистанционного зондирова­ния, — их большая обзорность и одномоментность. Они покрыва­ют обширные, в том числе труднодоступные, территории в один момент времени и в одинаковых физических условиях. Снимки дают интегрированное и вместе с тем генерализованное изображение всех элементов земной поверхности, что позволяет видеть их струк­туру и связи. Очень важное достоинство — повторность съемок, т.е. фиксация состояния объектов в разные моменты времени и воз­можность прослеживания их динамики.

Существует несколько основных направлений применения ма­териалов дистанционного зондирования в целях картографирования:

♦ составление новых топографических и тематических карт;

♦ исправление и обновление существующих карт;

♦ создание фотокарт, фотоблок-диаграмм и других комбини­рованных фотокартографических моделей;

♦ составление оперативных карт и мониторинг.

Составление топографических карт. Возможности топографи­ческого картографирования по космическим снимкам определя­ются прежде всего их разрешением, доступностью для стереоско­пической обработки и дешифрируемостью (распознаваемостью) объектов местности. Отечественные спутники системы «Ресурс-Ф» имеют разрешение черно-белых снимков — 2-5 м, а цветных спек-трозональных — 10—12 м. Американская съемочная система «Тема­тический картограф», установленная на спутнике «Ландсат», дает 30-метровое (новейшие съемочные системы имеют канал с 15-мет­ровым разрешением), а аппаратура французского спутника СПОТ — 10—20-метровое разрешение. Такие материалы считают пригодны­ми для составления крупномасштабных топографических карт, начиная с масштабов 1:25 000-1:50 000. При этом бывает необхо­димо частичное наземное дешифрирование. Для составления об­зорно-топографических и обзорных карт используют съемки с мень-

шим разрешением. Например, многоспектральные снимки с «Ланд-сата» с разрешением около 80 м широко применяют для изготов­ления карт в масштабе 1:1 000 000.

Материалы космической съемки — основной источник для создания топографических карт малоизученных и труднодоступ­ных территорий: высокогорий, заболоченных местностей, пустын­ных районов.

Составление тематических карт. Принципиальная новизна ме­тодики картографирования состоит в том, что использование косми­ческих материалов позволяет составлять мелкомасштабные тема­тические карты, минуя этап крупномасштабного картографирова­ния. Так, в России по материалам космических съемок составляют мелкомасштабные геологические, тектонические, геоботанические, ландшафтные и другие карты (1:2 500 000, 1:5 000 000, 1:10 000 000), хотя территория страны еще не полностью покрыта наземными съемками в крупных масштабах.

Обновление карт. Повторные аэрокосмические съемки создают хорошие условия для регулярного обновления топографических и тематических карт всего масштабного ряда, начиная с крупных мас­штабов (1:10 000). При обновлении карт выделяют районы и объек­ты, которые быстрее устаревают. Например, карты территорий сель­скохозяйственного освоения, интенсивной добычи полезных иско­паемых, городского, дорожного и гидротехнического строительства приходится обновлять раз в один-два года, тогда как малообжитые районы могут обновляться раз в пять—десять лет и даже реже.

Применение космических снимков для обновления карт снижа­ет продолжительность и трудоемкость составительских и редакцион­ных процессов. Сокращается время на подбор источников, ознаком­ление со спецификой территории, упрощается процесс генерализа­ции. Одновременно повышаются детальность и точность карт.

Изготовление фотокарт. Фотокартографические изображения все шире используются в научной и практической деятельности. Для их создания снимки преобразуют в картографическую проекцию, уст­раняя геометрические искажения, проводят фотограмметрическую обработку и монтирование соответственно разграфке топографичес­ких карт крупных, средних и мелких масштабов (1:10 000-1:1 000 000). Затем наносят координатные сетки, горизонтали, населенные пун­кты, объекты местности, надписи, а также элементы зарамочного оформления. Потребность в фото картах, составленных по аэро- и космическим снимкам, высока. Если немного упростить их, отка-

200 Глава XI. Проектирование, составление и издание карт

Издание карт 20 1

 

завшись от изображения рельефа, то изготовить такие карты мож­но довольно быстро, что особенно ценно для малоизученных и труднодоступных территорий.

Наряду с топографическими, создают мелкомасштабные тема­тические фотокарты и так называемые фотопортреты обширных территорий (в масштабах 1:2 000 000 и мельче). На них цветное изображение местности, приближенное к натуральному виду, до­полнено элементами тематического содержания, например конту­рами геологических структур, ландшафтов, обозначениями эко­логически значимых объектов и т.п.

Составление оперативных карт — еще один важный вид ис­пользования космических материалов. Для этого проводят быструю автоматическую обработку поступающих дистанционных данных и преобразование их в картографический формат. Наиболее известны оперативные метеорологические карты. В оперативном режиме и даже в реальном масштабе времени можно составлять карты лесных по­жаров, наводнений, развития неблагоприятных экологических си­туаций и других опасных природных явлений. Космофотокарты при­меняют для слежения за созреванием сельскохозяйственных посевов и прогноза урожая, наблюдения за становлением и сходом снежного покрова на обширных пространствах и тому подобными ситуация­ми, сезонной динамикой морских льдов.

Оперативное слежение и контроль за состоянием окружающей среды и отдельных ее компонентов по материалам дистанцион­ного зондирования и картам называют аэрокосмическим (или картографо-аэрокосмическим) мониторингом.

Мониторинг предполагает не только наблюдение за процессом или явлением, но также его оценку, прогноз распространения и развития, а кроме того — разработку системы мер по предотвра­щению опасных последствий или поддержанию благоприятных тенденций. Таким образом, оперативное картографирование ста­новится средством контроля за развитием явлений и процессов и обеспечивает принятие управленческих решений.

Издание карт

Подготовка карты к изданию начинается с изготовления изда­тельских оригиналов, отвечающих принятым требованиям и тех­нологиям и предназначенных для получения печатных форм. Эти

оригиналы готовят способом фоторепродукции. Они должны в точ­ности соответствовать содержанию составительских оригиналов и обладать высоким качеством графического оформления всех штри­ховых, цветовых, полутоновых элементов и шрифтов. Существуют разные издательские оригиналы.

Штриховые издательские оригиналы создают по числу штрихо­вых элементов, печатаемых разными цветами. Их называют рас­члененными штриховыми оригиналами и готовят отдельно для каждого элемента, например оригинал гидрографии — для печати синим цветом, оригинал рельефа — коричневым и т.д. На совме­щенном оригинале воспроизводят все штриховые элементы, име­ющиеся на составительском оригинале.

Оригиналы фоновых окрасок содержат изображение площадей, которые при издании будут показаны сплошными заливками или сетками. Для каждого цвета нужен отдельный оригинал, например лес показывается зеленой краской, водная поверхность — синей и т.д.

Оригиналы надписей содержат все надписи, помещаемые на карте, причем для разного цвета могут быть изготовлены отдель­ные оригиналы.

Полутоновые оригиналы передают изображение элементов, имеющих плавные переходы одного и того же цвета. Обычно такие оригиналы создают для воспроизведения отмывки рельефа или теней вдоль границ.

Перечисленные издательские оригиналы выполняют черчени­ем на прозрачных основах, гравированием на непрозрачном плас­тике либо путем электронного вывода слоя на фотопленку. Число оригиналов и последовательность их изготовления зависят от кра­сочности карты и принятой технологии печати. Однако при этом основной проблемой становится множественность издательских оригиналов. Для сложных карт их число достигает 20 и более. Реше­ние проблемы состоит в применении фоторепродукционного про­цесса, основанного на электронном цветоделении. Цветоделенные растровые печатные пленки высокого качества получают путем сканирования многокрасочного оригинала карты с помощью элек­тронных цветоделителей-цветокорректоров. Такая технология вклю­чает три последовательных процесса.

Фоторепродукция — преобразование изображения оригинала карты в фотоформы.

Изготовление печатных форм на основе фотоформ.

Печатание — тиражирование оттисков с печатных форм.

202 Глава XI. Проектирование, составление и издание карт

При электронном цветоделении достаточно получить всего три негатива, откорректированных по цвету и тону для голубой, жел­той и пурпурной красок. При печати благодаря сложению цветов с этих негативов воспроизводятся штриховые, фоновые и полуто­новые элементы любого цвета и оттенка. Четвертый негатив гото­вят для элементов черного цвета. Электронные лазерные цветоде-лительные системы полностью исключают ручную подготовку из­дательских оригиналов и позволяют в автоматическом режиме быстро и надежно получать фотоформы с цветных карт и фото­карт достаточно большого формата (1 м² и более).

Для тиражирования карты изготавливают печатные формы. Для этого рисунок с оригинала переносят на поверхность металличес­кой, резиновой, пластмассовой пластины или цилиндра. На пе­чатных формах имеются печатающие элементы, дающие оттиск на бумаге, и пробельные (непечатающие). Существуют разные спосо­бы печати.

Глубокая печать — картографический рисунок углубляют (вре­зают) в печатную форму, а углубления заполняют краской. Это обеспечивает самое высокое полиграфическое качество карты.

Высокая печать — рисунок на печатной форме делают выпук­лым, рельефным, и на него «накатывают» краску, а пробельные участки вытравливают.

Плоская печать — печатающие и пробельные элементы находят­ся на печатной форме на одном уровне, но в результате химической обработки краска наносится только на печатающие элементы, а про­бельные — ее не принимают. Такой способ печати используют для простых текстовых карт.

В процессе издания карты печатают штриховую пробу, а затем красочную пробу. По совмещенным оттискам проверяют совпаде­ние всех элементов содержания, напечатанных разными краска­ми, качество и точность воспроизведения штриховых элементов, подбор фоновых окрасок, градации шкал и отмывок, правиль­ность надписей и т.п. Пробы нужны для корректуры карты и ис­правления ошибок в процессе ее издания.

При тиражировании карты вначале делают контрольные от­тиски, по ним проверяют режим работы печатного станка, рав­номерность подачи и совмещение красок, а затем печатают весь тираж. При издании атласов отпечатанные листы-оттиски карт под­резают, фальцуют (сгибают в тетради и проглаживают), затем скреп­ляют в блоки и вставляют в мягкий или твердый переплет.

Глава XII

Методы использования карт