Аналитическое дешифрование космических снимков

В настоящее время мировая практика свидетельствует, что космические системы гражданского назначения нового поколения обеспечивают получение изображений с разрешением 1 -2-5м, правда, преимущественно без соответствующих продольных перекрытий, которые позволяли бы получать стереоизображения. В России также ведутся работы по созданию космических съемочных систем высокого разрешения, как в оптическ

ом, так и в радиодиапазонах. Поэтому можно полагать, что в перспективе космическая съемка будет позволять получать значительно больший объем достоверной информации о лесных экосистемах и протекающих в них процессах.

2. Дешифровочные признаки и методология дешифрирования по космическим снимкам лесопожарной обстановки

Для планирования работ по охране лесов от пожаров органы управления лесным хозяйством и подразделения авиационной охраны лесов от пожаров должны знать метеорологическую и лесопожарную обстановку как в районе нахождения лесных пожаров, так и на всей охраняемой территории. Оперативное получение такой информации обеспечивают космические съемки с метеорологических и ресурсных ИСЗ, с помощью которых снимают одну и ту же территорию несколько раз в течение суток. Практические рекомендации по применению спутниковой информации в охране лесов от пожаров были разработаны в 70-х года специалистами ЛенНИИЛХ. В 90-х гг. они развиты Международным институтом леса и ФГУ «Авиалесоохрана» на основе применения ГИС-технологий и автоматизированных методов анализа и обработки информации.

Рисунок космического изображения передает морфологию географических, лесопирологических (лесные пожары) и метеорологических комплексов. В рисунке изображения отражаются внутренние связи между данными природными комплексами и процессами, происходящими в них, а также пространственное размещение элементов изображения, характеризующихся специфической структурой и текстурой рисунка.

Ровная матовая текстура свойственна открытым участкам водной поверхности, слоистой облачности, туману, шлейфам дыма, задымленным участкам атмосферы, участкам суши с достаточным увлажнением. Зернистая текстура (скопление пятен или зерен светлого или темного тона) характерна для изображения кучевой облачности, но иногда размеры зерен настолько малы, что детали формы отдельных облаков полностью скрадываются. Разновидностью этой текстуры является куполообразная - крупные пятна округлой формы. Куполообразная текстура соответствует изображению мощных кучевых и кучево-дождевых облаков. Волокнистая текстура - волокна, нити, полосы - характерна для перистых облаков и дымовых шлейфов лесных низовых пожаров. Особый тип текстуры -дендритовая - свойствен изображению рельефа суши и наиболее характерен для гор, покрытых снегом или лесом. Объекты лесного ландшафта, дымовые шлейфы, подстилающая поверхность, облачность и др. имеют целый ряд особенностей и требуют определенного навыка в их дешифрировании.

При дешифрировании синоптической и лесопожарной обстановки важное значение имеют тени и тон изображения. Тени иногда очень хорошо передают форму изображенных объектов.

Тон изображения - не что иное, как яркость объекта. В практике при дешифрировании изображения пользуются не абсолютными яркостями, а их соотношениями. Это позволяет различать на снимках большее количество градаций яркости. Однако при дешифрировании изображений, особенно визуальном, необходимо учитывать то обстоятельство, что тоновая и полутоновая гамма яркостей зависит не только от перечисленных факторов, но и от качества изображения на бумажном носителе или на экране компьютера. Согласно методике, которая применяется в системе метеослужбы, при дешифрировании изображения на космических снимках различают несколько градаций относительной яркости:

а) наиболее светлые участки - соответствуют облакам большой вертикальной мощности и плотности, а также свежевыпавшему снегу и ледовым полям;

б) светло-серые участки - районы с неплотной облачностью нижнего или среднего ярусов, а также с тонкой перистой облачностью. Сюда же могут быть отнесены и дымовые шлейфы лесных низовых пожаров, пустыни, снег и лед;

в) темно-серые участки - районы суши, покрытые лесом и другой растительностью;

г) темные участки - моря, океаны, озера, реки, а также свежие гари.

Тон инфракрасных изображений менее изменчив, так как он несет информацию главным образом о различном тепловом состоянии подстилающей поверхности. На цветных синтезированных снимках к тоновым особенностям изображения различных объектов добавляются цветовые, которые характеризуют присущие им особенности.

При дешифрировании синоптической и лесопожарной ситуации по космическим снимкам низкого разрешения полезно пользоваться набором эталонов на изображениях, полученных при тех же атмосферно-оптических и фенологических условиях с дешифрируемыми материалами космических съемок.

Дешифрирование лесных пожаров. Современные спутниковые системы (>ЮАА, МосНз, Метеор) позволяют получать информацию о пожарах с периодичностью 8-12 часов при их размерах в несколько га и более.

Основным дешифровочным признаком пожаров на космических снимках являются дымовые шлейфы, характеризующиеся соответственной формой, яркостью и структурой

При низовых пожарах слабой интенсивности изображения дымовых шлейфов напоминают перистую облачность, однако они легко отличаются от нее характерной конусовидной формой шлейфа, вытянутой по направлению ветра. Яркость шлейфа, максимальная в тыловой части, постепенно убывает к фронту и флангам.

Шлейф крупного низового пожара высокой интенсивности на космических снимках напоминает слоистую облачность, однородную по структуре и яркости. Отличительным признаком такого шлейфа дыма является наличие в тыловой части пожара характерных «языков» или «выступов», связанных с неравномерным его распространением по лесной территории.

Верховые пожары при ветре характеризуются наличием конвекционной колонки, часто на общем фоне шлейфа дыма. Дешифровочным признаком верхового пожара на космическом снимке является наличие светлого пятна, соответствующего положению кучевого облака, венчающего, как правило, конвекционную колонку верхового пожара. Изображение конвекционной колонки аналогично изображению кучево-дождевого облака, поэтому ее дешифрирование требует определенного навыка. В штилевую погоду верхняя часть конвективной колонки очень напоминает изображение мощного кучевого облака, однако, даже при небольшом наклоне легко отличается от него конусовидным основанием, соответствующим положению тыловой части пожара.

Дымовой шлейф торфяного пожара можно отличить от дымового шлейфа низового пожара, если рассматривать снимки, полученные в разное время суток, например, рано утром и днем. Интенсивность горения торфяного пожара мало зависит от времени суток и поэтому даже в ранние утренние часы дымовой шлейф от торфяного пожара на космических снимках хорошо просматривается, в отличие от шлейфа низового пожара, проявляющегося на снимках в основном после 10-12 часов местного времени.

 Скачать реферат