Фотографическое зондирование Земли из космоса

Сложность задач, решаемых космической фотосъемкой вызывают необходимость использования комплексных технических средств для их решения (слайд 6) (рис.3)

Пучок проектирующих лучей может занимать различное положение от­носительно местной вертикали, поэтому различают плановую, перспектив­ную или конвергентную съемки (рис. 3).

Плановая съемка, выполняемая при практическом совпа­дении оптической оси фотокамеры с местной вертикалью или при незначительном отклонении от нее. Перспек­тивное фотографирование обеспечивает расширение полосы обзора земной поверхности. Конвергентная стереокосмическая съемка позволяет повысить точность измерений высот рельефа и размеров объектов местности.

Для регистрации световых сигналов фотоприемник применяется черно-белые, цветные и в спектрозональные пленки, для длин волн от 450 до 950 нм.

Для повышения избиратель­ной способности изображений были созданы многозональ­ные аппараты, производящие фотографирование в нескольких достаточно узких интервалах спектра.

Метод многозонального фотографирования Земли был создан при участии русского астронома Г.А. Тихова (1911г.) и В.А.Фааса (1939г.г) В 1940 г. В.А. Фаас установил, что наиболее целесообразно фотографировать летний природный ландшафт в двух зонах: при λ = 650 нм и в ближнем ИК-диапазоне, для чего следует использовать комбинацию панхроматического и инфрахроматического материалов.

В 1955-1956гг. А.Н. Иорданским был предложен метод двухзонального цветного фотографирования, получивший название спектрозональной фотографии. Он заключается в изготовлении специальных двухслойных пленок с соответствующей сенсибилизацией эмульсионных слоев и получении при цветном проявлении в этих слоях разноцветных, по возможности дополнительных по цвету, изображений.

Принцип многозонального фотометрического фотографирования заключается в том (слайд 7), что одновременно с фотографированием объектов с неизвестным спектральным составом излучения на этот же кадр или фильм фотографируется эталон.

Энергетическая яркость может быть представлена в относительных единицах, например в виде коэффициента спектральной яркости, который характеризует отношение яркости объекта к яркости поверхности, идеально отражающей излучение соответствующего спектрального состава.

Стратегия формирования многозональных фотосистем и использования материалов их съемки состоит в том, что для каждой задачи исследований и конкретных физико-географических условий выбирается один профилирующий канал, дающий наибольший объем информации. Другие каналы съемки служат для получения недостающих сведений и повышения надежности дешифрирования изучаемых объектов, процессов или явлений изучаемых объектов (слайд 8) (рис.4).

Число условных цветных изображений, которые могут быть синтезированы по многозональным съемкам, определяется числом каналов по многозональным съемкам и применяемых фильтров. При этом можно синтезировать позитивные и негативные изображения, варьировать резкость каждого канала, применять как сложение, так и вычитание цветов.

При фотографировании в ближнем ИК-диапазоне (слайд 9) 0,7 - 0,9 мкм в основном фиксируется собственно земная поверхность, а изображение растительного покрова, включая леса, сильно ослаблено. В то же время отчетливо реги­стрируются береговые линии водоемов и водотоков, прослежи­ваются окна болот, ручьи и реки, скрытые пологом деревьев. Снимки в ближнем ИК-диапазоне могут эффективно использо­ваться для дешифрирования тектонического строения террито­рии, картографирования гидрографической сети, тепловых ано­малий, изучения геокриологической обстановки и др.

Фотоизображения, полученные в диапазоне волн 0,45—0,6 мкм, больше чем в других диапазонах содержат сведения о подвод­ном рельефе.

Определяющими моментами при выборе спектрального диапа­зона фотографирования являются: спектральные отражательные характеристики объекта, фона и спектрального пропускания атмосферы.

Анализ кривых (cлайд 10) (см. рис.5) показывает, что для более четкого выделения леса на фоне песка при фотографировании из космоса лучше всего использовать зону 600-700нм, а для разделения лиственного и хвойного лесов могут быть два решения: фотографирование в ИК-диапазоне 700-800 нм или в зоне 500-600 нм.

По спектральным характеристикам коэффициент пропускания слоя воды τ толщиной 10 м можно составить представление и методах фотографирования сквозь толщину воды при изучении.