49. Hemijski sastav, metode za proizvodnju prahova, svojstva i metode njihove kontrole Praškasti materijali - materijali dobijeni presovanjem metalnih prahova u proizvode potrebnog oblika i veličine i naknadnim sinterovanjem formiranih proizvoda u vakuumu.

№ 26. Metode daljinskog istraživanja u savremenoj geografiji

Podaci daljinske detekcije

Materijali za daljinsku detekciju dobijaju se kao rezultat beskontaktnog fotografisanja sa aviona i svemirskih letelica, brodova i podmornica i zemaljskih stanica. Neki tipovi daljinske detekcije su šematski prikazani na Sl. 10.1. Rezultirajući dokumenti su vrlo raznoliki u mjerilu, rezoluciji, geometrijskim, spektralnim i drugim svojstvima. Sve zavisi od vrste i visine snimanja, opreme koja se koristi, kao i prirodnih karakteristika prostora, atmosferskih uslova itd.

Glavne kvalitete slika daljinskog snimanja, posebno korisne za mapiranje, su njihova visoka detaljnost, istovremena pokrivenost ogromnih područja, mogućnost dobijanja ponovljenih slika i proučavanja teško dostupnih područja. Zahvaljujući tome, pronađeni su podaci daljinskog istraživanja

kartografija ima različite primjene: koriste se za sastavljanje i brzo ažuriranje topografskih i tematskih karata, mapiranje slabo proučavanih i nepristupačnih područja (na primjer, visoke planine). Konačno, zračni i satelitski snimci služe kao izvori za kreiranje općih geografskih i tematskih fotografskih karata (vidi Odjeljak 11.5).

Snimanje se vrši u vidljivoj, bliskoj infracrvenoj, termalnoj infracrvenoj, radiotalasnoj i ultraljubičastoj zoni spektra. U ovom slučaju slike mogu biti crno-bijele zonske i panhromatske, kolor, spektrozonalne u boji, pa čak i – radi bolje vidljivosti nekih objekata – lažne boje, tj. izrađene u konvencionalnim bojama. Vrijedi napomenuti posebne prednosti snimanja u radio dometu. Radio talasi, gotovo bez apsorpcije, slobodno prolaze kroz oblake i maglu. Noćni mrak takođe nije prepreka za fotografisanje, to se može raditi po svakom vremenu iu bilo koje doba dana.

Fotografije - ovo je rezultat snimanja frejmova po kadar vlastitog ili reflektovanog zračenja zemaljskih objekata na fotoosjetljivom filmu. Zračne fotografije se dobijaju iz aviona, helikoptera i balona, ​​svemirske fotografije se dobijaju sa satelita i svemirskih letelica, podvodne fotografije se dobijaju iz podvodnih plovila i tlačnih komora koje se spuštaju u dubinu, a zemaljske fotografije se dobijaju pomoću fototeodolita.

Pored jednoplanskih fotografija, kao izvori se koriste stereo parovi, montaže, fotografski dijagrami i fotografski planovi, panoramske fotografije i fotografske panorame, frontalne (vertikalne) fotografije itd.

Za razliku od fotografskih TV slike a televizijske panorame se dobijaju snimanjem slike na fotoosetljive ekrane predajnih televizijskih kamera (vidiconov). Snimanje iz aviona ili satelita pokriva prilično veliki dio terena - širok od 1 do 2 tisuće km, ovisno o visini leta i tehničkim karakteristikama sistema za snimanje. Sateliti u visokoj orbiti omogućavaju dobijanje slike cijele planete u cjelini i prenošenje u realnom vremenu na zemaljske udaljene tačke za primanje informacija. Stoga je televizijska fotografija pogodna za operativno mapiranje i praćenje (monitoring) zemaljskih objekata i procesa. Međutim, u pogledu rezolucije i količine geometrijskog izobličenja, televizijske slike su inferiorne u odnosu na fotografije.

Televizijske slike mogu biti usko- i širokopojasne, pokrivaju različite zone spektra, mogu imati različite skenirane slike itd. Posebna vrsta izvora su foto-televizijske slike, u kojima se detalji fotografija kombinuju sa efikasnošću prenošenja slike putem televizijskih kanala.

Najviše se koristi u mapiranju slike skenera, pruge, "scene" dobijene elemenat-po-elementom i red-po-linije registracijom zračenja objekata na površini zemlje. Sama riječ “skeniranje” znači kontrolirano kretanje zraka ili zraka (svjetlo, laser, itd.) u svrhu sekvencijalnog pregleda (inspekcije) bilo kojeg područja.

Tokom snimanja iz aviona ili satelita, uređaj za skeniranje (oscilirajuće ogledalo ili prizma) uzastopno, traku po traku, skenira teren preko pravca kretanja nosača. Reflektirani signal stiže do tačkastog fotodetektora, a rezultat su slike sa prugastom ili linijskom strukturom, a linije se sastoje od malih elemenata - piksela. Svaki od njih odražava ukupnu prosječnu svjetlinu male površine terena, tako da se detalji unutar piksela ne mogu razlikovati. Piksel je elementarna ćelija slike skenera.

Tokom leta, snimanje se vrši kontinuirano, te stoga skeniranje pokriva široku kontinuiranu traku (ili traku) terena. Pojedinačni dijelovi trake nazivaju se scene. Općenito, slike sa skenera su lošije kvalitete u odnosu na fotografije, ali brzo dobivanje slika u digitalnom obliku ima ogromnu prednost u odnosu na druge vrste snimanja.

Postoji veliki broj modifikacija snimanja skenera koje proizvode slike s različitim geometrijskim i radiometrijskim svojstvima. Tako uređaji za skeniranje sa linijama poluprovodničkih prijemnika omogućavaju snimanje čitave linije odjednom, a dobija se u projekciji bliskoj centralnoj, što značajno smanjuje geometrijska izobličenja. Na ovom principu se zasniva fotografija pomoću višeelementnih linearnih i matričnih prijemnika zračenja (charge-coupled device - CCD). Oni omogućavaju primanje slika vrlo visoke rezolucije na zemlji putem radio komunikacijskih kanala - do nekoliko metara.

Za mapiranje ogromnih teritorija koriste montaže slika skenera, pa čak i posebne „foto portrete“ skenera koji prenose izgled velikih područja planete, kontinenata i zemalja onako kako su vidljivi iz svemira.

Radarske slike primljeno sa satelita i aviona, i sonarne slike - za podvodno fotografisanje dna jezera, mora i okeana. Ugrađeni radari za bočno skeniranje postavljeni na aero-, svemirske i podvodne nosače vrše istraživanja na desnoj i lijevoj strani okomito na smjer kretanja nosača.

Zahvaljujući pogledu sa strane, teren je jasno vidljiv na fotografijama, jasno su vidljivi detalji njegove disekcije i priroda njegove hrapavosti. Prilikom fotografisanja okeana jasno se vidi poremećaj površine vode. Radar je po prvi put omogućio detaljno mapiranje reljefa udaljenih planeta.

Među novim tipovima lokacijskih slika bilježimo slike snimljene u ultraljubičastom zračenju I vidljivi rasponi pomoću laserskih lokatora - lidara. Kontinuirano tehničko usavršavanje sistema za skeniranje i lociranje, mnoštvo raspona snimanja, mogućnost njihove široke kombinacije - sve to stvara zaista neiscrpnu raznolikost izvora za tematsko mapiranje.

Od posebnog značaja za mapiranje je multispektralno snimanje. Njegova suština je da se ista teritorija (ili vodeno područje) istovremeno fotografiše ili skenira u nekoliko relativno uskih spektralnih zona. Kombinacijom zonskih slika mogu se dobiti tzv sintetizovane slike, na kojima su pojedini objekti najbolje prikazani. Na primjer, odabirom različitih kombinacija možete postići najbolju sliku vodnih tijela, geoloških naslaga određenog mineraloškog sastava, različitih šumskih vrsta, poljoprivrednog zemljišta pod određenim kulturama itd. Stoga su multispektralni materijali vrijedan izvor, posebno za sastavljanje tematskih karata.

Metode daljinskog otkrivanja su metode za proučavanje Zemlje i drugih kosmičkih tijela iz zraka ili svemirskih letjelica. Daljinske metode uključuju zračnu fotografiju, svemirsku fotografiju, dešifriranje slike, kao i vizualna zapažanja: inspekciju teritorije od strane posmatrača u avionu.

Aerofotografija je snimanje zemljine površine iz aviona pomoću sistema za snimanje (prijemnika informacija) koji rade u različitim dijelovima spektra elektromagnetnih valova. Postoje: - fotografsko snimanje iz zraka (aerofotografija); - televizijsko snimanje iz zraka; - termalno snimanje iz zraka; - radarsko snimanje iz zraka; i - multispektralno snimanje iz zraka.

Rezultirajuće aerosnimke (aerofotografije) mogu biti: - planirane, ako je osa aparata za snimanje bila postavljena okomito; ili - perspektiva, ako je os aparata za snimanje bila postavljena koso.

Ovisno o visini snimanja i korištenoj opremi, slike imaju različite razmjere, detalje i vidljivost.

Dešifriranje slika je proučavanje zračnih i svemirskih slika, identificiranje objekata prikazanih na njima i uspostavljanje odnosa između njih. Dešifrovanje slika je najvažnija metoda daljinske detekcije za proučavanje Zemlje.

Početak forme

Svemirska fotografija - fotografska, televizijska itd. fotografisanje Zemlje, nebeskih tijela i svemirskih fenomena korištenjem opreme smještene izvan Zemljine atmosfere (na umjetnim Zemljinim satelitima, svemirskim letjelicama, itd.) i stvaranjem slika u različitim područjima elektromagnetnog spektra.

Satelitski snimci dobijeni kao rezultat svemirske fotografije razlikuju se od fotografija iz zraka po mnogo većoj vidljivosti, ogromnoj pokrivenosti teritorije: na snimku srednje veličine 3-4 hiljade kvadratnih kilometara, na snimku manjeg obima - desetine hiljada sq. km. Prosječna skala satelitskih snimaka Zemlje je 1:1000000, 1:10000000.

U zavisnosti od položaja ose aparata za snimanje, razlikuju se planirana i perspektivna snimanja prostora.

Za promatranje Zemlje iz svemira koriste se daljinske metode: istraživač ima priliku dobiti informacije o objektu koji se proučava iz daljine.

Daljinske metode su obično indirektne, tj. uz njihovu pomoć ne mjere parametre objekata koji nas zanimaju, već neke veličine povezane s njima. Na primjer, potrebno je procijeniti stanje poljoprivrednih usjeva. Ali satelitska oprema bilježi samo intenzitet svjetlosnog toka ovih objekata u nekoliko dijelova optičkog raspona. Za „dešifrovanje“ takvih podataka potrebna su preliminarna istraživanja, uključujući različite eksperimente za proučavanje stanja biljaka kontaktnim metodama; za proučavanje refleksivnosti listova u različitim dijelovima spektra i na različitim relativnim položajima izvora svjetlosti (Sunce), listova i mjernog uređaja. Zatim je potrebno utvrditi kako isti objekti izgledaju iz aviona, pa tek nakon toga procijeniti stanje usjeva pomoću satelitskih podataka.

Daljinske metode se dijele na aktivne i pasivne. Kada se koriste aktivne metode, satelit šalje signal iz vlastitog izvora energije (laser, radarski predajnik) na Zemlju i registruje njegov odraz. Radar vam omogućava da "vidite" Zemlju kroz oblake. Pasivne metode se češće koriste kada se bilježi sunčeva energija reflektirana od površine ili toplinsko zračenje Zemlje. Glavne prednosti svemirskih sredstava kada se koriste za proučavanje prirodnih resursa i kontrolu životne sredine su: efikasnost, brzina dobijanja informacija, moguća dostava istih potrošaču direktno prilikom prijema iz letelice, raznovrsnost oblika, jasnoća rezultata, isplativost .

Tabela br. 1 Opsezi talasa elektromagnetnog zračenja.

Nije slučajno što se metode proučavanja Zemlje iz svemira smatraju visokim tehnologijama. To nije samo zbog upotrebe raketne tehnologije, složenih optičko-elektronskih uređaja i kompjutera, već i zbog novog pristupa u dobijanju interpretacije rezultata mjerenja. I iako se pod-satelitske studije koje zahtijevaju rad provode na malom području, one omogućavaju generalizaciju podataka na ogromnim prostorima, pa čak i na cijelom svijetu. Širina pokrivenosti je karakteristična karakteristika satelitskih metoda za proučavanje Zemlje. Osim toga, ove metode po pravilu omogućavaju dobijanje rezultata u relativno kratkom vremenskom intervalu. Kraj forme

Početak forme

Fotografska fotografija Zemljine površine sa visina većih od 150 - 200 km obično se naziva svemirska fotografija. Karakteristična karakteristika CS-a je visok stepen vidljivosti, pokrivajući velike površine jednom slikom. U zavisnosti od vrste opreme i fotografskih filmova koji se koriste, fotografisanje se može izvesti u čitavom vidljivom opsegu elektromagnetnog spektra, u njegovim pojedinačnim zonama, kao i u bliskom IR (infracrvenom) opsegu.

Skala snimanja zavisi od dva važna parametra: visine snimanja i žižne daljine objektiva. U zavisnosti od nagiba optičke ose, svemirske kamere omogućavaju dobijanje planskih i perspektivnih fotografija zemljine površine. Trenutno se za snimanje iz svemira najčešće koriste multispektralni optičko-mehanički sistemi - skeneri postavljeni na satelite različite namjene. Pomoću skenera formiraju se slike koje se sastoje od mnogo pojedinačnih, uzastopno dobijenih elemenata. Termin "skeniranje" znači skeniranje slike pomoću elementa za skeniranje (oscilirajuće ili rotirajuće ogledalo), koji element po element skenira područje preko kretanja korisnika i šalje fluks zračenja do sočiva, a zatim do senzora tačke koji pretvara svjetlosni signal u električni. Ovaj električni signal stiže na prijemne stanice putem komunikacijskih kanala. Slika terena dobija se kontinuirano na traci sastavljenoj od traka – skenova, sastavljenih od pojedinačnih elemenata – piksela. Slike skenera mogu se dobiti u svim spektralnim opsezima, ali su vidljivi i infracrveni opsezi posebno efikasni.

Radarska (RL) ili radarska slika je najvažnija vrsta daljinske detekcije. Koristi se u uslovima gde je direktno posmatranje površine planete otežano zbog različitih prirodnih uslova: gustih oblaka, magle itd. Može se vršiti noću, jer je aktivan. Za radarska istraživanja obično se koriste radari sa bočnim skeniranjem (SLR) instalirani na avionima i satelitima.

Uz pomoć LBO, radarsko snimanje se izvodi u radio opsegu elektromagnetnog spektra. Suština istraživanja je slanje radio signala koji se normalno reflektuje od objekta koji se proučava i snima na prijemniku koji je instaliran na nosaču. Radio signal generira poseban generator. Vrijeme potrebno za povratak do prijemnika ovisi o udaljenosti do objekta koji se proučava. Ovaj princip rada radara, koji bilježi različita vremena putovanja sondirajućeg impulsa do objekta i natrag, koristi se za dobijanje radarskih slika. Slika je formirana svjetlosnom mrljom koja ide duž linije. Što je predmet udaljeniji, to je više vremena potrebno da reflektirani signal putuje prije nego što ga snimi katodna cijev u kombinaciji sa posebnom filmskom kamerom.

Infracrveno (IR), ili termalno, snimanje se zasniva na identifikaciji toplotnih anomalija snimanjem toplotnog zračenja zemaljskih objekata uzrokovanih endogenom toplotom ili sunčevim zračenjem. 0na. široko se koristi u geologiji. Temperaturne nehomogenosti Zemljine površine nastaju kao rezultat nejednakog zagrijavanja njenih različitih dijelova.

Spektrometrijsko (SM) snimanje se provodi radi mjerenja refleksivnosti stijena. Poznavanje vrijednosti spektralnog koeficijenta svjetline stijena proširuje mogućnosti reološke interpretacije i daje joj veću pouzdanost. Stijene imaju različitu refleksivnost, pa se stoga razlikuju po vrijednosti spektralnog koeficijenta svjetline.

Lidarsko snimanje je aktivno i zasniva se na kontinuiranom prijemu odgovora od reflektirajuće površine osvijetljene laserskim monokromatskim zračenjem fiksne talasne dužine. Frekvencija emitera je podešena na rezonantne apsorpcione frekvencije skenirane komponente (na primjer, metana blizu površine), tako da će u slučaju njegovih primjetnih koncentracija omjer odziva u točkama koncentracije i izvan njih biti naglo povećana. U stvari, lidarska spektrometrija je geohemijsko istraživanje prizemnih slojeva atmosfere, čiji je cilj otkrivanje elemenata u tragovima ili njihovih spojeva koncentrisanih nad moderno aktivnim geoekološkim objektima.

Uvod

Analitička hemija je nauka o određivanju hemijskog sastava supstance i, delimično, njene hemijske strukture. Metode analitičke hemije omogućavaju da se odgovori na pitanja o tome od čega se sastoji supstanca i koje komponente su uključene u njen sastav. Još važnije: kolika je količina ovih komponenti ili kolika je njihova koncentracija. Ove metode često omogućavaju da se otkrije u kojem je obliku određena komponenta prisutna u tvari.

Zadatak analitičke hemije uključuje razvijanje teorijskih osnova metoda, utvrđivanje granica njihove primenljivosti, procenu metroloških i drugih karakteristika, kreiranje metoda za analizu različitih objekata.

Mogu se izdvojiti tri funkcije analitičke hemije kao polja znanja:

1) Rješavanje općih pitanja analize

2) Razvoj analitičkih metoda

3) Rješavanje specifičnih problema analize

Hemijska analiza može varirati. Kvalitativni i kvantitativni, bruto i lokalni, destruktivni i nedestruktivni, kontaktni i daljinski.

Svrha ovog sažetka je detaljnije proučavanje daljinske analize i njenog mehanizma.

Daljinsko očitavanje.

Daljinska detekcija je prikupljanje informacija o objektu ili fenomenu pomoću uređaja za snimanje koji nije u direktnom kontaktu sa objektom ili pojavom. Pojam "daljinska detekcija" obično uključuje registraciju (snimanje) elektromagnetnog zračenja putem raznih kamera, skenera, mikrovalnih prijemnika, radara i drugih sličnih uređaja. Daljinska detekcija se koristi za prikupljanje i snimanje informacija o morskom dnu, Zemljinoj atmosferi i Sunčevom sistemu. Izvodi se pomoću brodova, aviona, svemirskih letjelica i zemaljskih teleskopa. Terenski orijentisane nauke, kao što su geologija, šumarstvo i geografija, takođe obično koriste daljinsku detekciju za prikupljanje podataka za svoja istraživanja.

Daljinska detekcija obuhvata teorijska istraživanja, laboratorijski rad, terenska posmatranja i prikupljanje podataka iz aviona i veštačkih Zemljinih satelita. Teorijske, laboratorijske i terenske metode su takođe važne za dobijanje informacija o Sunčevom sistemu, a jednog dana će se koristiti i za proučavanje drugih planetarnih sistema u Galaksiji. Neke od najrazvijenijih zemalja redovno lansiraju umjetne satelite za skeniranje Zemljine površine i međuplanetarne svemirske stanice za istraživanje dubokog svemira.

Ovaj tip sistema ima tri glavne komponente: uređaj za obradu slike, okruženje za prikupljanje podataka i bazu senzora. Jednostavan primjer takvog sistema je amaterski fotograf (baza) koji koristi kameru od 35 mm (uređaj za snimanje koji formira sliku) napunjen visoko osjetljivim fotografskim filmom (medij za snimanje) za fotografiranje rijeke. Fotograf je na određenoj udaljenosti od rijeke, ali bilježi informacije o njoj i zatim ih pohranjuje na fotografski film.
Instrumenti za snimanje dijele se u četiri glavne kategorije: foto- i filmske kamere, multispektralni skeneri, radiometri i aktivni radari. Moderne refleksne kamere sa jednim sočivom stvaraju sliku fokusiranjem ultraljubičastog, vidljivog ili infracrvenog zračenja koje dolazi od subjekta na fotografski film. Kada se film razvije, dobija se trajna slika (koja može da se sačuva dugo vremena). Video kamera vam omogućava da primite sliku na ekranu; Trajni zapis u ovom slučaju će biti odgovarajući snimak na video traci ili fotografija snimljena sa ekrana. Svi ostali sistemi za snimanje koriste detektore ili prijemnike koji su osetljivi na određene talasne dužine u spektru. Fotomultiplikatorske cijevi i poluvodički fotodetektori, koji se koriste u kombinaciji s optičko-mehaničkim skenerima, omogućavaju snimanje energije u ultraljubičastom, vidljivom i bliskom, srednjem i dalekom infracrvenom području spektra i pretvaraju je u signale koji mogu proizvesti slike na filmu. . Mikrovalna energija (mikrovalna energija) se na sličan način transformira radiometrima ili radarima. Sonari koriste energiju zvučnih valova za proizvodnju slika na fotografskom filmu.
Instrumenti koji se koriste za snimanje nalaze se na raznim bazama, uključujući zemlju, brodove, avione, balone i svemirske letjelice. Za fotografiranje fizičkih i bioloških objekata od interesa na kopnu, moru, atmosferi i svemiru svakodnevno se koriste posebne kamere i televizijski sistemi. Posebne time-lapse kamere se koriste za snimanje promjena na zemljinoj površini kao što su obalna erozija, kretanje glečera i evolucija vegetacije.
Fotografije i slike snimljene kao dio programa za snimanje u svemiru pravilno se obrađuju i pohranjuju. U SAD-u i Rusiji arhive za takve informativne podatke kreiraju vlade. Jedna od glavnih arhiva ove vrste u Sjedinjenim Državama, EROS (Earth Resources Obsevation Systems) Data Center, podređena Ministarstvu unutrašnjih poslova, pohranjuje cca. 5 miliona fotografija iz zraka i cca. 2 miliona snimaka sa satelita Landsat, kao i kopije svih zračnih fotografija i satelitskih snimaka Zemljine površine koje drži Nacionalna uprava za aeronautiku i svemir (NASA). Ove informacije su otvorenog pristupa. Različite vojne i obavještajne organizacije imaju opsežne foto arhive i arhive drugog vizuelnog materijala.
Najvažniji dio daljinske detekcije je analiza slike. Takva analiza se može izvesti vizuelno, kompjuterski poboljšanim vizuelnim metodama i u potpunosti kompjuterski; posljednja dva uključuju analizu digitalnih podataka. U početku je većina rada na analizi podataka daljinskog istraživanja obavljena vizualnim ispitivanjem pojedinačnih fotografija iz zraka ili korištenjem stereoskopa i preklapanjem fotografija kako bi se napravio stereo model. Fotografije su obično bile crno-bijele i u boji, ponekad crno-bijele i infracrvene u boji, ili - u rijetkim slučajevima - multispektralne. Glavni korisnici podataka dobijenih iz aerofotografije su geolozi, geografi, šumari, agronomi i, naravno, kartografi. Istraživač analizira zračnu fotografiju u laboratoriji kako bi iz nje direktno izvukao korisne informacije, zatim je ucrtao na jednu od osnovnih karata i odredio područja koja će se morati posjetiti tokom terenskog rada. Nakon terenskog rada, istraživač ponovo procjenjuje aerosnimke i koristi podatke dobijene iz njih i terenskih istraživanja za izradu konačne karte. Koristeći ove metode, pripremaju se mnoge različite tematske karte za izdavanje: geološke, zemljopisne i topografske karte, karte šuma, tla i usjeva. Geolozi i drugi naučnici provode laboratorijske i terenske studije spektralnih karakteristika različitih prirodnih i civilizacijskih promjena koje se dešavaju na Zemlji. Ideje iz ovakvih istraživanja našle su primenu u dizajnu multispektralnih MSS skenera, koji se koriste u avionima i svemirskim letelicama. Landsat 1, 2 i 4 umjetni sateliti Zemlje nosili su MSS sa četiri spektralna pojasa: od 0,5 do 0,6 μm (zeleno); od 0,6 do 0,7 µm (crveno); od 0,7 do 0,8 µm (blizu IR); od 0,8 do 1,1 µm (IR). Satelit Landsat 3 također koristi opseg od 10,4 do 12,5 mikrona. Standardne kompozitne slike metodom veštačkog bojenja dobijaju se kombinovanjem MSS-a sa prvom, drugom i četvrtom trakom u kombinaciji sa plavim, zelenim i crvenim filterima. Na satelitu Landsat 4 sa naprednim MSS skenerom, tematski maper pruža slike u sedam spektralnih opsega: tri u vidljivom području, jedan u bliskom IR području, dva u srednjem IR području i jedan u termalnom IR području. Zahvaljujući ovom instrumentu, prostorna rezolucija je poboljšana skoro trostruko (na 30 m) u odnosu na satelit Landsat, koji je koristio samo MSS skener. Budući da osjetljivi satelitski senzori nisu bili dizajnirani za stereoskopsko snimanje, bilo je potrebno razlikovati određene karakteristike i fenomene unutar jedne specifične slike korištenjem spektralnih razlika. MSS skeneri mogu razlikovati pet širokih kategorija kopnenih površina: voda, snijeg i led, vegetacija, izdanci i tlo, te osobine povezane s ljudima. Naučnik koji je upoznat sa područjem koje se proučava može analizirati sliku dobijenu u jednom širokom spektralnom opsegu, kao što je crno-bela fotografija iz vazduha, koja se obično dobija snimanjem zračenja talasnih dužina od 0,5 do 0,7 µm (zeleno i crvene oblasti spektra). Međutim, kako se broj novih spektralnih traka povećava, ljudskom oku postaje sve teže razlikovati važne karakteristike sličnih tonova u različitim dijelovima spektra. Na primjer, samo jedan snimak snimanja sa satelita Landsat koristeći MSS u opsegu 0,5-0,6 µm sadrži pribl. 7,5 miliona piksela (elementa slike), od kojih svaki može imati do 128 nijansi sive u rasponu od 0 (crna) do 128 (bijela). Kada uporedite dvije Landsat slike istog područja, imate posla sa 60 miliona piksela; jedna slika dobijena sa Landsata 4 i obrađena maperom sadrži oko 227 miliona piksela. Iz toga jasno slijedi da se za analizu takvih slika moraju koristiti kompjuteri.
Analiza slike koristi kompjutere za upoređivanje vrijednosti sive skale (opseg diskretnih brojeva) svakog piksela na slikama snimljenim istog dana ili nekoliko različitih dana. Sistemi za analizu slike klasifikuju specifične karakteristike istraživanja kako bi se napravila tematska mapa područja. Moderni sistemi za reprodukciju slike omogućavaju reprodukciju na televizijskom monitoru u boji jednog ili više spektralnih opsega obrađenih satelitom sa MSS skenerom. Pomični kursor se postavlja na jedan od piksela ili na matricu piksela koja se nalazi unutar neke specifične karakteristike, na primjer vodenog tijela. Računar korelira sva četiri MSS opsega i klasifikuje sve ostale dijelove satelitske slike koji imaju slične skupove digitalnih brojeva. Istraživač tada može bojom kodirati područja "vode" na monitoru u boji kako bi napravio "mapu" koja prikazuje sva vodena tijela na satelitskoj slici. Ova procedura, poznata kao regulisana klasifikacija, omogućava sistematsku klasifikaciju svih delova analizirane slike. Moguće je identificirati sve glavne tipove zemljine površine. Opisane šeme kompjuterske klasifikacije su prilično jednostavne, ali svijet oko nas je složen. Voda, na primjer, ne mora nužno imati jednu spektralnu karakteristiku. Unutar istog kadra, vodene površine mogu biti čiste ili prljave, duboke ili plitke, djelomično prekrivene algama ili smrznute, a svaka od njih ima svoju spektralnu refleksiju (a samim tim i vlastitu digitalnu karakteristiku). Interaktivni sistem za analizu digitalne slike IDIMS koristi neregulisanu šemu klasifikacije. IDIMS automatski stavlja svaki piksel u jednu od nekoliko desetina klasa. Nakon kompjuterske klasifikacije, slične klase (na primjer, pet ili šest klasa vode) mogu se sakupiti u jednu. Međutim, mnoga područja zemljine površine imaju prilično složene spektre, što otežava nedvosmislenu razliku između njih. Hrastov gaj, na primjer, može izgledati na satelitskim snimcima kao da se spektralno ne razlikuje od javora, iako se ovaj problem rješava vrlo jednostavno na terenu. Po svojim spektralnim karakteristikama hrast i javor pripadaju širokolisnim vrstama. Računarska obrada sa algoritmima za identifikaciju sadržaja slike može značajno poboljšati MSS sliku u odnosu na standardnu.
Podaci daljinske detekcije služe kao glavni izvor informacija u pripremi korištenja zemljišta i topografskih karata. Vremenski i geodetski sateliti NOAA i GOES koriste se za praćenje promjena oblaka i razvoja ciklona, ​​uključujući uragane i tajfune. NOAA satelitski snimci se također koriste za mapiranje sezonskih promjena snježnog pokrivača na sjevernoj hemisferi za istraživanje klime i proučavanje promjena u morskim strujama, što može pomoći u smanjenju vremena isporuke. Mikrovalni instrumenti na Nimbus satelitima koriste se za mapiranje sezonskih promjena u ledenom pokrivaču u arktičkim i antarktičkim morima.
Daljinski podaci iz aviona i vještačkih satelita se sve više koriste za praćenje prirodnih travnjaka. Fotografije iz zraka su vrlo korisne u šumarstvu zbog visoke rezolucije koju mogu postići, kao i preciznog mjerenja biljnog pokrivača i kako se on mijenja tokom vremena.

Podaci daljinske detekcije predstavljaju važan dio istraživanja u glaciologiji (koji se odnose na karakteristike glečera i snježnog pokrivača), geomorfologiji (oblici i karakteristike reljefa), geologiji mora (morfologija dna mora i oceana) i geobotanici (zbog ovisnosti vegetacije ispod ležišta minerala) i u arheološkoj geologiji. U astrogeologiji, podaci daljinskog istraživanja su od primarne važnosti za proučavanje drugih planeta i mjeseca u Sunčevom sistemu, au komparativnoj planetologiji za proučavanje povijesti Zemlje. Međutim, najuzbudljiviji aspekt daljinske detekcije je to što su sateliti postavljeni u Zemljinu orbitu po prvi put dali naučnicima mogućnost da posmatraju, prate i proučavaju našu planetu kao kompletan sistem, uključujući njegovu dinamičku atmosferu i oblike reljefa kako se menjaju pod uticajem prirodnih faktora i ljudskih aktivnosti. Slike dobijene sa satelita mogu pomoći u pronalaženju ključa za predviđanje klimatskih promjena, uključujući one uzrokovane prirodnim faktorima i faktorima koje je stvorio čovjek. Iako Sjedinjene Države i Rusija provode daljinsko istraživanje od 1960-ih, druge zemlje također daju svoj doprinos. Japanska i Evropska svemirska agencija planiraju lansirati veliki broj satelita u orbite niske Zemlje dizajnirane za proučavanje Zemljinog kopna, mora i atmosfere.

Udaljene metode za proučavanje zemljišnog pokrivača.

Upotreba vazduhoplovnih metoda u nauci o tlu dala je značajan podsticaj razvoju mapiranja tla i praćenja zemljišnog pokrivača. Još 30-ih godina dvadesetog stoljeća, u osvit upotrebe zračnih metoda za proučavanje prirodnih resursa, uočene su značajne mogućnosti za korištenje daljinskih snimaka u sastavljanju detaljnih karata tla i za procjenu stanja usjeva.

Daljinske metode proučavanja zemljišnog pokrivača zasnivaju se na činjenici da tla različitog porijekla i stepena sekundarnih promjena reflektiraju, apsorbiraju i emituju elektromagnetne valove iz različitih spektralnih zona na različite načine. Kao posljedica toga, svaki zemljišni objekt ima svoju sliku spektralne svjetline, utisnutu na aero- i svemirskim materijalima. Koristeći različite metode za obradu aerokosmičkih snimaka, moguće je identifikovati različita tla i njihove individualne karakteristike.

Dugogodišnja istraživanja naučnika pokazuju da su tla, u zavisnosti od sadržaja humusa, vlažnosti, mehaničkog sastava, sadržaja karbonata, prisustva soli, erozije i drugih karakteristika, prikazana na fotografijama sa širokim spektrom tonova. Spektralna refleksija je proučena prilično u potpunosti, s tim u vezi treba se osvrnuti na fundamentalna istraživanja I. I. Karmanova, koji je spektrofotometrom SF-10 mjerio koeficijente spektralne refleksije u rasponu 400–750 nm na 4 hiljade uzoraka tla.

Na crno-bijelim fotografijama tlo ima sivi, tamno sivi ton, dok vegetacija ima svijetli, svijetlo sivi ton. Izuzetak su slana, erodirana i pjeskovita tla. U bliskoj infracrvenoj zoni (0,75–1,3 μm) za tla, uočen je glatki porast krivulja. Priroda i nivo spektralnih krivulja omogućavaju prilično pouzdano određivanje genetskih razlika u tlima. Za proučavanje tla tokom multispektralne fotografije koriste se razlike u koeficijentu spektralnog sjaja tla u različitim spektralnim rasponima.

Prilikom provođenja daljinskih istraživanja tla često se uočava mogućnost identifikacije slanih i alkalnih tla. U mnogim slučajevima to se odnosi na područja prirodnog saliniteta, kao i na lokalnu salinizaciju uzrokovanu mjerama navodnjavanja. Praktično se ne radi na daljinskoj procjeni tehnogene salinizacije u vezi sa razvojem naftnih i plinskih polja.

Tehnogeno zaslanjivanje tla u naftnim poljima je prilično česta pojava, uzrokovana je tehnogenim tokovima koji se izlijevaju na površinu, a karakteriziraju visoka mineralizacija vode s prevlašću natrijum hlorida u kompleksu soli. Zaslanjivanje uzrokuje oštru promjenu svojstava tla i uzrokuje iscrpljivanje ili degeneraciju vegetacijskog pokrivača. Prije svega, ovo se odnosi na solonetska tla. Koloidi tla zasićeni natrijumom podliježu peptizaciji, agregati tla se raspadaju i fizička svojstva tla se mijenjaju. Najočiglednije promjene su gustina, agregatni i mehanički sastav tla. Transformacije organske komponente tla nisu ništa manje značajne. Prije svega, to se izražava u preraspodjeli početnih rezervi organskog ugljika u tlu po genetskim horizontima zbog povećanog protoka humusa prilikom formiranja natrijevih humata i fulvata.

Iz navedenog proizilazi da tehnogeno zaslanjivanje dramatično mijenja različite karakteristike tla, te se kao posljedica toga spektralno-svjetlosna slika zaslanjenih i solonetnih tla u naftnim poljima odlikuje primjetnom originalnošću. Istovremeno, za njihovu identifikaciju i mapiranje može se koristiti prilično bogato iskustvo proučavanja prirodnih zaslanjenih teritorija i zemljišnih masa koje su zaslanjene kao rezultat mjera navodnjavanja.

Ideja o mogućnosti procjene saliniteta navodnjavanog tla pomoću podataka daljinskog istraživanja pojavila se 60-ih godina dvadesetog stoljeća, ali su se prvi podaci pokazali vrlo oskudnim. Naknadno su, na osnovu proučavanja sušnih područja, uglavnom uzgajanih pamukom, dobijeni detaljniji rezultati, pojavile su se ideje o tome koje se informacije o zaslanjivanju tla mogu dobiti iz slika i koji su interpretativni znakovi tla različitih tipova slanosti.

Potreba za identifikacijom slanih i soloneticnih varijanti tla se susreće tokom obimnog kartiranja tla. Primjećuje se da su takve razlike dobro zabilježene na zračnim i satelitskim snimcima zbog promjena u tonu (boji) i uzorku slike. Prema Yu. P. Kienku i Yu. G. Kellneru, satelitski snimci rezolucije veće od 10 m prenose 100% informacija o oblicima elementarnih struktura tla; za fotografije niže rezolucije (20-30 m) , prikazano je ne više od 80% površina tla.

Primijenjena interpretacija svemirskih slika uključuje rad sa nizom slika. Preporučuje se korištenje fotografija istog područja koje se razlikuju po svjetlini slike identičnih tačaka u zavisnosti od svojstava i stanja objekata ili uslova i parametara snimanja. Najčešće korišćene od njih su: slike u različitim spektralnim rasponima, multispektralne slike podeljene talasnim dužinama, multitemporalne slike, slike pod različitim uslovima osvetljenja, različiti pravci snimanja, slike različitih razmera, rezolucije. Jedna od efikasnih metodoloških tehnika je sekvencijalna interpretacija, koja se koristi u slučajevima kada su različiti objekti prikazani na različitim zonskim slikama. Na primjer, slane močvare i stepen saliniteta dobro su zabilježeni na slikama u plavoj zoni, močvare i stepen vlage jasno su zabilježeni na slikama u bliskoj infracrvenoj zoni. Sekvencijalno dešifriranje uključuje analizu pojedinačnih vremenskih isječaka sa kompilacijom multi-temporalnih šema dešifriranja.

B.V. Vinogradov fokusira se na poređenje "tačku po tačku" ili "piksel po piksel" daljinskih signala za praćenje dinamike tla u vazduhoplovstvu. Ova tehnika se sastoji od poređenja daljinskog signala, mjerenog u fotometrijskim ili radiometrijskim jedinicama, istih lokacija u različitim godinama i tumačenja odgovarajućih indikatora tla. Metoda poređenja tačku po tačku fotometrijskih i radiometrijskih mjerenja iz različitih godina prilično je ispravna, ali komplikovana. Zahtijeva standardizaciju prirodnih i tehničkih uslova snimanja koji bi omogućili ispravnu identifikaciju istih tačaka na uzastopnim slikama. Osim toga, kada se vrše fotometrijska i radiometrijska poređenja tačka po tačku, potrebno je uzeti u obzir prostorno-vremensku heterogenost područja koje se proučava. Vremenske nehomogenosti se eliminišu poređenjem slika dobijenih tokom istih agrofenoloških faza. Da bi se uzela u obzir prostorna heterogenost, izračunavaju se ponderisane prosečne karakteristike elemenata koji čine svaki sledeći „cilj“. Za poređenje, koriste se tačke identifikovane na uzastopnim slikama koje se nalaze na oranicama i usevima sa pokrivenošću vegetacijom do 30%. Tako je, upoređujući velike ranoljetne pankromatske slike, otkrivena dinamika sadržaja humusa u tlima Kazahstana. Za standardizaciju su korištena dva optička “referentna” područja, čija je refleksija tla očito stabilna: to su svizci sa emisijom lesa na površini, gdje je sadržaj humusa zanemarljiv, a refleksija u spektralnom rasponu je 0,3– 0,32; i prostire se sa livadsko-kestenovim zemljištima, gde je sadržaj humusa veći od 5%, a koeficijent refleksije je najmanji - 0,08–0,12.

Zadatak identifikacije zaslanjenih tla jedan je od najvažnijih u procesu daljinskih studija rekultivacije tla. Prilikom praćenja slanog režima navodnjavanja tla procjenjuju se stepen i vrsta zaslanjenosti tla, smjer promjene saliniteta stijena, rezerve soli i uzroci slanosti. Zaslanjivanje tla se detektuje daljinskim metodama kako direktnom pojavom soli na površini tla tako i promjenama refleksivnosti poljoprivrednih kultura zbog gubitka pojedinih biljaka, njihovog suzbijanja i pojave halofitnih korova. Zbog ovih pojava mijenja se ton i obrazac slike slanih tla. Slična istraživanja su široko provedena na navodnjavanim područjima u basenima Amu Darje i Sir Darje [

Veliko iskustvo u daljinskoj procjeni svojstava tla stečeno je u sastavljanju državne karte tla SSSR-a korištenjem svemirskih informacija. U ovom slučaju korišćene su multispektralne slike, a kompajleri su koristili uglavnom dva kanala: 0,6–0,7 (crvena zona) i 0,8–1,1 μm (infracrvena zona).

Identifikacija zaslanjenih tla izvršena je prilikom izrade male karte tla Uzbekistana, pri čemu su korišćeni crno-bijeli satelitski snimci različitih razmjera. Za slane močvare uspostavljena je pjegava i fino pjegava fotografska struktura slike i svijetlosivi do tamnosivi ton.

Za Pamir-Alai je sačinjena specijalizirana mapa „salinizacije tla“, a kako autori ističu, na satelitskim snimcima, slane močvare i jako zaslanjena tla su prilično pouzdano dešifrovane na osnovu fototona i strukture fotografske slike. Satelitski snimci također dešifriraju male mrlje slabo i umjereno zaslanjenih tla razvijenih među neslanim sivo-livadskim tlima; ova tla na snimcima imaju mrljavu sliku sa mutnim granicama svijetlosivih i sivih fototona.

Procesi salinizacije su procijenjeni daljinskim putem u Južnom Stavropoljskom regionu. Prirodni salinitet u ovoj regiji manifestuje se uglavnom u tlima formiranim na maikopskim glinama u uslovima povećanog hidromorfizma. Preovlađujuća slabo i umjereno zaslanjena tla imaju sivi ton na snimcima iz zraka, što je boja pozadine za takva područja. Na ovoj pozadini jasno se ističu male, vrlo svijetle mrlje jako zaslanjenog tla.

Dešifrovanje saliniteta navodnjavanog tla u aridnim područjima vrši se na osnovu stanja biljke pamuka. Interpretacija sa otvorene površine tla je u ovim uvjetima nemoguća, jer su spektralni koeficijenti svjetline neslanih aridnih i slanih tla vrlo blizu. Glavni znakovi saliniteta koji se mogu dešifrirati su ton i uzorak fotografije. Za osnovu se uzimaju dvije kontrastne gradacije tonova: tamno - za područja s dobrim stanjem biljaka pamuka i svijetlo - za površinu bez vegetacije. Postotak svjetlosnih mrlja unutar polja ili konture i njihova veličina omogućili su da se ustanovi i na osnovu podataka sa terena statistički potkrijepi odnos fotografije sa stepenom saliniteta u metarskom sloju tla. Ovaj princip je omogućio da se identifikuju četiri gradacije saliniteta tla tokom vizuelne interpretacije na slikama velikih razmera, tri na snimcima srednje veličine i dve na satelitskim snimcima.

Proučavanje fenomena sekundarne salinizacije u zoni uticaja infiltracionih voda sprovedeno je korišćenjem aerofotografskih materijala na sistemu za navodnjavanje Pravo-Egorlyk u Stavropoljskoj teritoriji (Rusija).
80-90-ih godina dvadesetog veka. Interpretacija kompleksa tla na satelitskim snimcima vršena je uglavnom strukturno-zonalnom analizom. Potonji se sastoji od optičke transformacije fotografija i dobijanja kvantitativne procjene prostorno-frekventnog spektra optičkim filtriranjem najinformativnijih karakteristika koje karakteriziraju prostornu strukturu slike. Trenutno su sateliti opremljeni opremom za optičko skeniranje visoke rezolucije, koja omogućava dobijanje slika u digitalnom obliku. U tom smislu, umjesto optičke koherentne spektralne analize, koriste se druge metode obrade digitalnih izvornih podataka.

Suština tehnike fuzije podataka je da se koristi integrisani pristup dobijanju, obradi i tumačenju vazduhoplovnih informacija. Tehnika fuzije podataka koristi se kada je sistem koji se proučava metodama daljinskog istraživanja slabo strukturiran i prilično varijabilan u vremenu. Naravno, informacije o zaslanjivanju tla spadaju u ovu kategoriju, zbog čega su nedavno objavljeni najzanimljiviji radovi o zaslanjivanju tla.

Godine 2003. objavljen je prilično opširan pregled o trenutnom stanju metoda daljinskog istraživanja kao alata za procjenu saliniteta tla. Ovaj članak daje pregled različitih senzora (uključujući aerofotografiju, satelitske i avionske multispektralne, mikrovalne, video, geofizičke, hiperspektralne, elektromagnetne induktometre) i pristupe koji se koriste za daljinsku indikaciju i mapiranje slanih područja. Napominje se važna uloga obrade početnih podataka daljinskog istraživanja; među najefikasnijim metodama za procjenu zaslanjenih tla, razmatraju se tehnike kao što su spektralna separacija, klasifikacija maksimalne vjerovatnoće, klasifikacija zasnovana na rasplinutim skupovima, kombinacija raspona, analiza glavnih komponenti i korelacijske jednačine. . Konačno, rad pokazuje modeliranje vremenske i prostorne varijabilnosti saliniteta korištenjem kombiniranih pristupa koji uključuju fuziju podataka i tehnike razdvajanja podataka.

Eksperimentalni rad velikih razmjera na korištenju daljinskog istraživanja za mapiranje saliniteta tla obavljen je 1998-99. u provinciji Alberta (Kanada). U sklopu ovog rada proučavana su dva ključna područja, jedno s prirodnim salinitetom, drugo sa salinitetom zbog umjetnog navodnjavanja. Zaslanjenost tla je praćena prizemnim elektromagnetnim induktometrom slanosti u sloju tla od 0 do 60 cm, a daljinska detekcija je obavljena pomoću multispektralnog senzora montiranog na zrakoplovu. U prvoj godini istraživanja slike su dobijene u rezoluciji od 3-4 m, u drugoj - 0,5 m. Korišćena su četiri opsega elektromagnetnih talasa: plavi (0,45-0,52 μm), zeleni (0,52-0,60 μm), crveno, na ovaj ili onaj način, koriste elemente Data Fusion Technology.

Procedure „ERDAS Slika 8.4“ koristili su V. I. Pridatko i Yu. M. Shtepa za analizu satelitskih snimaka i klasifikaciju zemljine površine poluostrva Krim. Na osnovu interpretacije četiri Landsat-7 ETM slike dobijene 1999. i 2000. godine, razvijene su klasifikacije kopnene površine Krima, uključujući identifikaciju slanih područja.

Korištenje fuzzy modeliranja za poboljšanje efikasnosti identifikacije tipova slanih tla na osnovu podataka daljinskog istraživanja razmatra D. A. Maternite. Proučavala je Landsat TM slike snimljene u slanom području Bolivije. Modeliranje pomoću rasplinutih skupova omogućilo je povećanje točnosti rezultata, a odvajanje tla sa hloridno-sulfatnim tipom slanosti od sulfatno-hloridnog tipa postignuto je u 44% slučajeva. Veća preciznost je postignuta pri odvajanju sulfatno-hloridnih solončaka i solonetskih tla; pokazalo se da su najinformativniji podaci u bliskom i toplinskom infracrvenom spektru.

Za mapiranje slanih tla, predlaže se korištenje integriranih multi-temporalnih klasifikacija podataka daljinskog istraživanja, fizičkih i kemijskih svojstava tla i atributa oblika zemljišta]. Tri ekspertska sistema koji koriste fuzzy skupove i lingvistička pravila rasplinutih skupova za formalizaciju ekspertskog znanja o stvarnoj mogućnosti promjene se obrađuju i unose u GIS. Sistemi koriste pristup semantičkog uvoza nefazi skupova, koji omogućava integraciju heterogenih podataka u baze podataka prema pravilima rasplinutih skupova. Rezultat sistema su tri mape koje predstavljaju “vjerovatne promjene”, “prirodu promjena” i “veličinu (veličinu) promjena”. Ove karte se zatim kombinuju sa informacijama o pejzažu predstavljenim u različitim GIS slojevima.

Drugi rad D. A. Mothernighta pokazuje da vegetacija otporna na sol kao indikator za odvajanje slanih i alkalnih tla od neizmijenjenih tla nije uvijek primjenjiva kada se koriste Landstat TM ili Spot optički senzori. Radarski materijali su efikasniji za ovu svrhu. Metoda fuzzy set koristi se za klasifikaciju radarskih satelitskih snimaka (JERS-1). Stečeno iskustvo pokazuje da klasifikacija radarskih podataka omogućava pouzdano određivanje (ukupna tačnost je 81%) područja degradiranih zbog procesa salinizacije i alkalizacije. Glavni problemi nastaju zbog različite hrapavosti tla, a određene klase površinske hrapavosti kod slanih i solonetnih tla pogrešno se klasificiraju kao nepromijenjene.

Tehnike daljinskog otkrivanja koje koriste tip vegetacije i stanje kao zamjenu za salinitet tla korištene su za pružanje široke prostorne procjene saliniteta i poplava u istočnim i zapadnim okruzima Ukaro, Australija. U slivu rijeka Murray i Darling (Australija) provedena su istraživanja spektralnih karakteristika zaslanjenih tla u navodnjavanim područjima.

Istraživanja za procjenu uticaja saliniteta tla na usjeve korištenjem GIS-a i tehnologija daljinskog otkrivanja poduzeta su u jugoistočnom dijelu doline Harran (Turska), gdje su slana tla prilično česta.

Integrisana interpretacija zračnih fotografija korištena je za identifikaciju različitog stepena zaslanjenosti zemljišta i pustara u provinciji Shanxi (Kina), prema autorima, postignuta je reproduktivnost od 90%. poljoprivrednih površina u delti Nila i u susednim oblastima, od 1984-93. Rezultati obrade viševremenskih snimaka pokazali su da za 3,74% poljoprivrednog zemljišta u delti, produktivnost zemljišta opada.

Studija o izvodljivosti utvrđivanja saliniteta tla sa gipsom pomoću podataka Landsat TM je sprovedena u egipatskoj provinciji Ismailia]. Koristeći kontroliranu klasifikaciju slika, tla koja sadrže gips su odvojena od slanih tla i od drugih tla. Najefikasniji način odvajanja gipsanih i slanih tla je korištenje termičkog raspona.

Upotreba materijala za satelitske snimke omogućila je razvoj novog smjera u proučavanju saliniteta tla. Kako pokazuje pregled, istraživanja se provode u mnogim zemljama, bez obzira na to da li posjeduju svemirske letjelice ili ne. Za istraživanje se najčešće koriste satelitski snimci Landsat satelita, čija je prednost prisutnost velikog broja kanala za snimanje, dostupnost, rezolucija, dobro vezivanje i korekcija.

Problem daljinske indikacije saliniteta tla je akutan, posebno u zemljama sa sušnom klimom (Australija, Indija, Turska, južna Rusija, itd.). Gotovo uvijek, korištenje daljinskih metoda za procjenu prirodnog i navodnjavanog zaslanjivanja tla donosi dobre rezultate. U mnogim slučajevima istraživači se ne oslanjaju toliko na proučavanje karakteristika tla, koliko na stepen degradacije vegetacije u slatinama i solonetama. Promjene u vegetacijskom pokrivaču također se mogu koristiti za identifikaciju i procjenu tehnogenski zaslanjenih tla. Ali ih također karakteriziraju takve karakteristične značajke kao što su osebujna konfiguracija oreola i oštra razlika od neizmijenjenih tla u mnogim karakteristikama, uključujući gornji površinski sloj. Savremene tehnike obrade izvornih satelitskih snimaka sa odgovarajućom rezolucijom omogućavaju pouzdano prepoznavanje takvih efekata. Budući da je tehnogeno zaslanjivanje tla uvijek povezano s prisustvom tehnološkog objekta, područje pretraživanja mjesta kontaminacije može se značajno smanjiti posedovanjem tačne karte objekata koji su potencijalni zagađivači tla. Takva karta je kreirana korištenjem GIS tehnologija, a dostupnost satelitskih snimaka srednje i visoke rezolucije sa svemirskih letjelica (SC) Landsat, SPOT, Ikonas, QuickBird u kombinaciji sa alatima za obradu ugrađenim u moderne programe, na primjer ERDAS Imagine, omogućava nam da riješimo problem procjene zaslanjenosti tla u naftnim i plinskim poljima koje je stvorio čovjek.

Savremeni svijet ne prestaje da nas oduševljava novim otkrićima i dostignućima. Danas ljudi imaju ogromno znanje. Područje njegovih interesa i aktivnosti ograničeno je ne samo na Zemlju, već se proteže i izvan njenih granica.

Nauka i tehnologija služe ljudima prvenstveno da poboljšaju kvalitet svog života i postanu sredstva pomoću kojih se mogu pronaći efikasniji načini za rješavanje ekonomskih, ekoloških i društvenih problema.

Danas se sve više koriste podaci o našoj planeti dobiveni od umjetnih satelita i svemirskih letjelica s ljudskom posadom. Zovu se podaci daljinskog istraživanja. Ovaj izraz, koji se danas široko koristi, sinonim je za izraze „slika Zemlje iz svemira“ i „svemirske slike Zemlje“. Glavne prednosti daljinske detekcije uključuju mogućnost praćenja (od latinskog monitor – onaj koji upozorava) ili redovnog posmatranja dinamike geografskih procesa.

Daljinske metode proučavanja okoliša bile su poznate još u starom Rimu. U 18. vijeku ljudi su naučili da snimaju prve slike-crteže raznih objekata pomoću kamere - camera obscura (od latinskog camera - soba i obscura - tamno). Razvojem fotografije postalo je moguće odmah dobiti detaljne i tačne slike. Prvo je izvršeno fotografisanje prostora (sa balona i zmajeva, a kasnije iz balona i aviona). Prva svemirska slika Zemlje snimljena je 1960. godine.

Poslednjih godina razvoj računarske tehnologije i GIS-a doveo je do toga da su podaci satelitskog monitoringa našli primenu u raznim oblastima – od poljoprivrede do geoekologije. To je omogućilo brzo reagovanje na najmanje promjene u okruženju i sprječavanje opasnih pojava i procesa.

Jedna od oblasti upotrebe svemirskih snimaka koja vam je poznata je meteorologija. Studiranje je jedan od najtežih naučnih i praktičnih zadataka. Mogućnosti metoda daljinskog otkrivanja omogućile su praćenje ogromnih područja u realnom vremenu i praćenje formiranja (određivanje vrste i debljine oblaka, dobijanje njegove stereoskopske slike, mjerenje temperature, itd.). Praćenje nastajanja i kretanja omogućilo je da se unaprijed predvide prirodne pojave opasne za čovjeka (uragani, tornada, tornada) i na taj način spriječi njihove teške posljedice.

Svemirska fotografija je neophodna u izradi vremenskih prognoza, predviđanju opasnih atmosferskih pojava i proučavanju Zemlje. Omogućava vam da odredite lokaciju lokalnih izvora zagađenja (termoelektrane, tvornice celuloze i papira, itd.) i pratite ekološku situaciju u područjima gdje je zakopan toksični otpad.

Važna praktična oblast upotrebe satelitskih snimaka je obračun prirodnih resursa. Daljinska detekcija je uveliko pojednostavila procjenu njihovih rezervi, posebno u teško dostupnim područjima. Tako je tokom istraživanja postalo lakše izračunati šumske površine, odrediti vrstu šumskih zasada i starost drveća, dominantne vrste i zapreminu biomase. Pojednostavljeno je ne samo mapiranje šuma, već i kontrola njihovog očuvanja, uključujući kontrolu sječe, granica vodozaštitnih zona itd.

Satelitski podaci pomažu rano (brzo) otkrivanje požara. Poznato je da ako je površina požara manja od 5 hektara, njegovo uklanjanje vrši desant od samo 4 osobe, odnosno relativno lako i brzo.

Prirodne katastrofe poput poplava, uragana, zemljotresa, tornada i drugih uzrokuju ogromnu ekonomsku štetu i gubitak života. Stoga je hitno praćenje veoma važno. Korištenje metoda daljinskog otkrivanja omogućuje predviđanje nastanka vanrednih situacija, lokaliziranje opasnih pojava u početnim fazama razvoja i samim tim smanjenje moguće štete.

Trenutno ruske zemaljske službe kontrolišu 27% površine šumskog fonda, 47% je pod zaštitom šumarske službe vazduhoplovstva. Nezaštićena površina iznosi 26%, odnosno oko 300 miliona hektara. Kontrola nad ovim područjem se vrši samo pomoću satelitskih snimaka. Uz njegovu pomoć moguće je prepoznati novonastale požare čak i ispod dimne zavjese, a u slučaju požara treseta, čak iu odsustvu otvorenog plamena.

Upotreba daljinskog istraživanja u proučavanju mineralnih resursa omogućava proučavanje uslova pojave stijena i procjenu obima predloženih ležišta. Upotreba svemirskih snimaka je također efikasna u traženju nafte, prirodnog plina, uglja, rješavanju problema razvoja alternativnih izvora energije, kao što su geotermalna, solarna i energija vjetra, kao i u izgradnji i radu nuklearnih i hidroelektrana.

Svemirske slike se koriste za proučavanje vode i bioloških resursa, posebno za određivanje rezervata fitoplanktona i ribarstva, te za proučavanje staništa različitih životinjskih vrsta.

Upotreba svemirskih snimaka u poljoprivredi omogućava povećanje efikasnosti korišćenja zemljišta, jer „vide“ područja sa opresivnim uslovima i pomažu u određivanju gde i koliko đubriva treba primeniti, gde i koliko često navodnjavati i kada usev se može pobrati.

Korištenje satelitskih snimaka za proučavanje morskih područja također omogućava rješavanje različitih ekonomskih problema: proučavanje stanja leda i kontrola ribarstva. Osim toga, obezbjeđuju praćenje temperature i saliniteta vode, te proučavanje promjena u šefskoj obali. Za daljinsko istraživanje morskih područja posebno su zainteresirane istraživačke organizacije i kompanije koje se bave proizvodnjom morskih plodova i u zoni šelfa i koje se bave brodarstvom i navigacijom.

Satelitski snimci također omogućavaju procjenu leda, što uz analizu temperaturnih indikatora omogućava predviđanje brzine topljenja snijega i sprječavanje poplava. Otkrivanje i lokalizacija leda na sibirskim rijekama, na primjer, omogućava da se izbjegne nagli porast nivoa vode i povezane katastrofe.

Razvoj privredne aktivnosti je neraskidivo povezan sa korišćenjem prirodnih resursa. Njihova intenzivna potrošnja u prošlom stoljeću dovela je do značajnog pogoršanja ekološke situacije u mnogim područjima zemlje. Satelitski sistem za praćenje pomaže u blagovremenom otkrivanju zagađenja vodnih tijela i tla, zraka i mjesta pucanja naftovoda i plinovoda, procjeni emisija zagađivača iz industrijskih preduzeća i pravovremenoj borbi protiv problema krčenja šuma i dezertifikacije.

Danas praktično nema područja u proučavanju Zemlje koja ne koriste svemirske slike. Korištenje satelitskog nadzora omogućava upravljanje teritorijama i donošenje ispravnih i pravovremenih odluka u slučaju vanredne situacije.

Podsjetimo, da bi se dešifrirao satelitski snimak, prvo je potrebno utvrditi koji je fenomen (objekt) prikazan na slici i na kojoj teritoriji. Zatim - pronađite fenomen (objekat) na karti, odredite njegovu geografsku lokaciju, kvalitativne i kvantitativne karakteristike.

Smatra se da su se metode daljinske detekcije koristile u geografiji čak iu predfotografskom periodu. To je bilo povezano, na primjer, sa proučavanjem terena korištenjem nacrtanih perspektivnih slika, koje su odavno poznate u kartografiji. Čak je i Leonardo da Vinci (1500) postavio pitanje mogućnosti određivanja veličine i položaja predmeta iz njihove dvije nacrtane slike. Kasnije su se brojni naučnici, uključujući M.V. Lomonosova (1764) i Botan-Beauprea (1791), bavili praktičnom implementacijom ove ideje. Međutim, tek je pojava fotografije otvorila dosad neviđene izglede za daljinsko istraživanje Zemlje i njeno proučavanje na osnovu fotografskih slika.

Od izuma fotografije od strane Francuza L. J. M. Daguerrea i J. N. Niepcea (1839) i Engleza W. G. F. Talbota (1840-1841), a nešto kasnije i tehnike dobijanja slika u boji Francuza L. Ducos du Haurona (1868-1869) fotografija je skoro odmah počela da se koristi za dobijanje prizemnih fotografija područja u svrhu njegovog proučavanja. Mape Alpa i Stjenovitih planina izrađene su korištenjem prizemnih fototeodolitskih metoda snimanja (R. Gübl, V. Deville, itd.). Istovremeno su vršeni eksperimenti na fotografisanju zemljine površine sa balona - „iz ptičje perspektive“ (F. Nadar - 1856, A. M. Kovanko i V. N. Sreznjevsky - 1886), kao i iz vazdušnih zmajeva i privezanih balona ( R. Yu. Thiele - 1898., S. A. Ulyanin - 1905.).

Eksperimenti sa korišćenjem slika snimljenih iz balona dali su ograničene rezultate, ali prva istraživanja aviona donela su revoluciju. Avio-snimanja se u našoj zemlji redovno vrše od 30-ih godina, a do danas je akumuliran poluvekovni fond snimaka koji u potpunosti pokriva zemlju, za mnoga područja sa višestrukim preklapanjima, što je posebno važno za proučavanje dinamike geografskih objekata. Glavni korisnik i potrošač ovih informacija je Glavna uprava za geodeziju i kartografiju, njena aerogeodetska preduzeća koja koriste aerofotografiju za topografsko kartiranje zemlje. Osim toga, treba imenovati odjele zadužene za istraživanje resursa zemlje, u čijem sistemu su formirani posebni odjeli „Aerogeologija“, „Lesproekt“, „Poljoprivredna aerofotografija“. Preko ovih jedinica geografu-istraživaču postaju dostupne informacije iz zračnog snimanja.

Pri korištenju fotografija iz zraka, vrlo brzo se pojavila potreba za dobivanjem sve manjeg obima, što je, naravno, bilo ograničeno tehničkim mogućnostima. Pokušaji kasnih 50-ih - ranih 60-ih. uređivanje slika velikih razmjera i njihovo generaliziranje na one manjeg obima nije donijelo željene rezultate. Stoga je, da bi se dobile odgovarajuće slike, bilo važno povećati plafon podizanja aviona, a do kraja 50-ih godina. Američki avioni U-2 počeli su da dobijaju slike sa visina do 20 km. Ovo je isti redoslijed visina kao kod korištenja balona. Ali pojava balističkih projektila i njihova upotreba za fotografisanje Zemlje odmah je podigla ovaj plafon za red veličine.

Već 1945. balistička raketa V-2, lansirana sa poligona White Sands u Novom Meksiku, omogućila je dobijanje fotografija iz svemira sa visine od 120 km. Naknadna serija lansiranja raketa Viking i Aerobee omogućila je fotografiranje Zemlje sa visine od 100-150 km, a na primjer, 1954. godine raketa je dostigla visinu od 250 km. Na istoj nadmorskoj visini početkom 70-ih. Teritorija Australije i Argentine fotografisana je sa engleske balističke rakete "Skylark".

Unatoč nesavršenosti tehnike za dobivanje slika prilikom fotografiranja iz balističkih projektila, one su bile naširoko korištene 60-70-ih godina. i koriste se do danas, uglavnom zbog njihove relativne jeftinosti pri proučavanju malih područja. Poznato je da se ove slike koriste za proučavanje vegetacije, tipova korištenja zemljišta, uključujući i poljoprivredno, za potrebe hidrometeorologije i geologije, te za kompleksna proučavanja prirodnog okruženja.

Nova era u daljinskom detektiranju Zemlje otvorena je od lansiranja prvih umjetnih Zemljinih satelita 1957. godine u SSSR-u i sljedeće godine u SAD-u, iako, zapravo, prva lansiranja nisu imala za cilj proučavanje Zemlje. svemirskim sredstvima. Prvi letovi na svemirskim letjelicama bivšeg SSSR-a i SAD-a - Vostok-1 (kosmonaut Yu. A. Gagarin, 1961.) i Mercury MA-4 (astronaut D. Glenn, 1962.) također nisu postavljali takve zadatke. Ali već od vremena drugog leta s ljudskom posadom G.S. Titova, Zemlja je fotografisana. Prve fotografske slike dobivene su i sa američkog broda Mercury MA-4. Kao oprema za snimanje korišćene su ručne kamere.

Ako su prvi letovi rezultirali desetinama fotografija, onda do sredine 60-ih. Iz svemirske letjelice Gemini pristiglo je više od 1.000 fotografija, većina na filmu u boji i visoke rezolucije na tlu - do 50 m. Međutim, područje snimanja bilo je ograničeno na ekvatorijalne pojaseve Zemlje.

Značajan napredak u dobijanju fotografskih snimaka ostvaren je letovima Apolla, a prvenstveno sa stanovišta optimizacije izbora fotografskog materijala, razvoja metoda za orijentaciju kamera u odnosu na Zemlju itd. Po prvi put (8.-12.3.) 1969), fotografija u različitim spektralnim intervalima, što je označilo početak multispektralne fotografije. Prvo fotografisanje obavljeno je sinhrono sa četiri kamere koristeći različite filmove i različite filtere.

Program letenja svemirske letjelice Sojuz u početku je posvećivao malo pažnje fotografisanju Zemlje, ali je od kraja 1969. godine značajno proširen. Pokrivenost teritorije nije bila ograničena na ekvatorijalne regije, ali još uvijek nije bila jako široka. Interesantno je izvođenje podsatelitskih eksperimenata za sinhronizaciju svemirskih istraživanja sa avionskim i ekspedicijskim. Multispektralne fotografije su dobijene 1973. godine fotografisanjem kamerom sa devet sočiva. Spektrografija zemljine površine rađena je sa svemirskog broda Sojuz-7 (1969), odnosno dobijanje i snimanje spektralnih reflektivnih karakteristika objekata.

Ovakvi podsatelitski eksperimenti omogućili su objektivnu procjenu informativnog sadržaja različitih vrsta svemirskih snimaka, postavili temelje svemirskim metodama geografskih istraživanja i uspostavili optimalan omjer svemirskih, zračnih i zemaljskih snimaka pri izvođenju specifičnih studija. Istovremeno, podsatelitski eksperimenti su dobili veliki naučni značaj, proširivši naše razumijevanje prijenosne funkcije atmosfere, obrazaca generalizacije slika sa smanjenjem njihove razmjere, optičkih svojstava geografskih objekata, prostorne strukture pejzaža, itd.

Slike visoke rezolucije na zemlji (oko 10-12 m) dobijene su sa orbitalnih stanica Saljut i Skylab, za koje su široko korišćena spektrozonska istraživanja i nove kamere za snimanje, na primer MKF-6, kao i uređaji za obradu slike.

Međutim, uz visok kvalitet slike, fotografske slike se ne snimaju sistematski. Samo u nekim slučajevima moguće je dobiti ponovljene slike iste teritorije. Zbog sporadičnosti snimanja i poteškoća vezanih za oblačnost, redovno pokrivanje teritorije ovim vidom snimanja još nije omogućeno, pa je televizijsko snimanje postalo široko rasprostranjeno. Njegove prednosti u odnosu na konvencionalnu fotografiju takođe uključuju prijem signala u obliku pogodnom za njihovo automatsko snimanje na Zemlji, skladištenje i obradu na računaru. U ovom slučaju nema potrebe za vraćanjem filmskih kaseta na Zemlju.

Prvi televizijski snimci Zemlje izvedeni su sa američkih meteoroloških satelita "Tiros" početkom 60-ih godina. Kod nas su prve televizijske fotografije Zemlje napravljene sa satelita Kosmosa. Tako je rad dva od njih (“Kosmos-144” i “Kosmos-156”) omogućio stvaranje meteorološkog sistema, koji je kasnije prerastao u posebnu meteorološku službu (Meteor sistem).

Globalno televizijsko snimanje Zemlje izveli su ESSA sateliti. Unatoč brojnim poteškoćama povezanih s distorzijama koje nastaju zbog sferičnosti Zemlje pri pokrivanju velikih područja (do 6 miliona km) i relativno niske rezolucije na tlu, oni su našli široku upotrebu u geografskim istraživanjima u proučavanju snježnog pokrivača, vlažnost tla, atmosferski procesi itd.

Televizijske slike su počele da se primaju sa resursnih satelita. Ovo uključuje slike sovjetskih satelita koji rade u okviru programa Meteor - Nature i američkih satelita Landsat. Slike dobijene pomoću opreme Fragment (Meteor) i MSS multispektralnog sistema za skeniranje (Landsat) karakteriše rezolucija terena od oko 100 m. Važno je da se snimanje vrši u četiri opsega vidljivog i bliskog infracrvenog dela spektra i da je moguće dobiti slike sintetizovane u boji.

Kvalitetne slike skenera, posebno slike sintetizovane u boji, ističu uglavnom iste objekte kao i fotografske slike, ali istovremeno osiguravaju redovnu ponovljivost snimanja i pogodnost automatizovane obrade slika primljenih u digitalnom obliku. Stoga, uz zadržavanje svih gore navedenih širokih zadataka koji se rješavaju korištenjem ovih slika, prvo mjesto pri korištenju skenerskih slika daje se zadacima operativnog praćenja stanja prirodnog okoliša i antropogenih formacija, njihovih promjena, uključujući sezonske one.

Prvi satelit koji je imao za cilj proučavanje prirodnih resursa Zemlje bio je ERTS, koji je omogućio rezoluciju terena od 50-100 m. Snimci sa satelita Landsat-4 pomoću opreme Thematic catographer omogućili su postizanje rezolucije od 30 m uz povećanje broj spektralnih kanala u vidljivom i bliskom infracrvenom području spektra do 6. Slike sa francuskog satelita “Spot” imaju još veću rezoluciju (do 10 m), što osigurava prijem stereo parova, kao i redovno ponavljanje gađanja. Za proučavanje prirodnih resursa koristi se i multispektralno snimanje satelita Meteor televizijskim skenirajućim sistemima.

Od 1972. godine, uvođenjem u rad prvog resursnog veštačkog satelita Zemlje (AES) „ERTS-1“, a potom i narednih, omogućavaju kvalitetno redovno snimanje zemljine površine sa frekvencijom od 18 dana uz odličnu vidljivost i visoku prostorna rezolucija, lako dostupna potrošačima, započela je najplodnije razdoblje u korištenju materijala za svemirske snimke u naučne i praktične svrhe u mnogim zemljama svijeta. Ostvaruju se nova geografska otkrića, otkrivaju se nalazišta raznih minerala itd. Ova metoda istraživanja se učvrstila u mnogim geonaukama, što je omogućilo značajno proširenje mogućnosti tradicionalnih geografskih istraživanja i podizanje na viši nivo poznavanja zakonitosti strukture i funkcionisanja geografske ljuske Zemlje.

U našoj zemlji, za potrebe nacionalnog gospodarstva, pušten je u rad satelit Resurs-F koji omogućava sinhrono multispektralno i višesmjerno snimanje zemljine površine. Crno-bijelo fotografiranje u tri zone vidljivog i bliskog IC spektralnog područja, kao i spektrozonsko snimanje, izvodi se u mjerilima 1:1000000 i 1:200000 sa prostornom rezolucijom slika od 30 i 10 m, Materijali za snimanje svemira dobijeni sa ovog satelita našli su široku primenu u naučnim istraživanjima i raznim sektorima privrede. Njegova važnost je posebno velika za kompleksno i tematsko kartiranje zemljine površine. Trenutno je upotreba satelitskih snimaka postala norma u kartografskoj proizvodnji. Koriste se u kompilaciji originalnih i ažuriranju prethodno kreiranih karata, obezbeđujući visoku tačnost u prenošenju konfiguracije kartiranih objekata, dobijanje uporedivih informacija o objektima i pojavama raspoređenim na velikim površinama u jednom vremenskom periodu, a takođe garantuju potrebnu učestalost snimanja za moderno ažuriranje mape. Satelitski fotografski materijali činili su osnovu za sastavljanje nove vrste kartografskih proizvoda – topografskih, opštegeografskih i tematskih foto-karata različitih razmjera. Godine 1978. napravljena je prva kosmofototektonska karta Aralsko-kaspijskog regiona u razmjeri 1:2500000. U inostranstvu su objavljene kolor i crno-bijele fotografske karte i fotoatlasi pojedinih država i kontinenata.

Treba reći da objekt televizijskog snimanja nije samo Zemlja, već i niz drugih planeta ili kosmičkih tijela. Možete se prisjetiti snimanja Mjeseca od strane stanice "Luna", "Surveyor", "Ranger", Venera - "Venera"; Mars, Venera, Merkur - iz svemirske letjelice Mariner i Viking; snimanje Halejeve komete itd.

Spomenimo i foto-televizijske fotografije, koje kombinuju prednosti fotografske metode, a prije svega visoke rezolucije na terenu i televizije. Prve foto-televizijske slike dobile su stanice “Luna-3” i “Zond-3” za stranu Mjeseca nevidljivu sa Zemlje, Mars – “Mars-4” i “Mars-5” itd.

U cilju popularizacije materijala za svemirsku fotografiju, brojne zemlje proizvode dobro ilustrirane albume i atlase slika u boji dobivenih sa sovjetskih i američkih svemirskih letjelica. Među njima su monografija „Planeta Zemlja iz svemira” (1987), objavljena u SSSR-u, zajednička sovjetsko-američka publikacija „Naš dom je Zemlja” (1988), domaći albumi o metodi dešifrovanja multispektralnih aerokosmičkih slika (1982, 1988), atlas Sjeverne Amerike (1987), albumi fotografija zemljine površine objavljeni u Njemačkoj (1981), u Mađarskoj - nacionalni foto atlas i mnogi drugi.

U našoj zemlji su organizovana dva centra za prijem, primarnu obradu i diseminaciju svemirskih informacija - Državni naučno-proizvodni centar "Priroda" (Državni centar "Priroda") za rad sa fotografskim informacijama dugotrajne upotrebe i Državni istraživački centar. Centar za istraživanje prirodnih resursa (GosNITSIPR) za rad sa operativnim informacijama skenera.

Osim izrade programa snimanja i akumulacije pristiglih materijala, centri obavljaju i njihovu primarnu obradu - povezuju, anotiraju, olakšavaju njihovu daljnju upotrebu. Na zahtjev potrošača izvode se i složenije vrste obrade i različite vrste transformacija slike. Operativne informacije namijenjene automatiziranoj obradi mogu se dobiti u obliku magnetnih traka radi lakšeg korištenja pri radu na računaru.