Раздел: Дистанционное зондирование

вернуться в раздел

Использование данных дистанционного зондирования Земли при изучении нивально-гляциальных процессов

Современные средства картографирования горных территорий, характеризующихся сложностью рельефа, представляют собой значительные возможности для графического отображения геосистем и протекающих экзогенных процессов. При изучении состояния рельефа интересным представляется изображение территории в традиционном картографическом виде (в том числе, как электронной карты), так и в виде трехмерных моделей, с нанесением на модель тематической информации, отражающей различные параметры (крутизна, экспозиция, ландшафты и т.п.) Современные ГИС-технологии с использованием данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ) позволяют детально представить картографические элементы горных объектов, существенно сокращают время составления карт и обеспечивают ряд новых возможностей. Так же интерес представляет совмещение цифровой модели рельефа (ЦМР), топографической или тематической информации и космоснимков различной детальности.
Следует выделить следующие основные возможности картографирования и анализа данных гляциальных процессов:
- накопление и совмещение геоизображений (космоснимки, растровые карты, ЦМР, другие пространственные данные) как некоторой базы данных в единой проекции или как инфраструктуры пространственных данных;
- расчет и синтез новых геоизображений по набору существующих данных или с использованием математических моделей;
- расчет скрытых характеристик объектов геоизображения или их комбинаций, в том числе по математическим моделям;
- представление в трехмерном и естественном виде результатов обработки;
- непосредственные оперативные измерения по данным в ГИС-проекте;
- оперативное оформление результатов анализа и WEB-публикация.
Основными компонентами для ГИС-анализа являются много-спектральные ДДЗЗ (с точностью до 0,45 м), спутниковые радарные данные (для построения ЦМР с точностью до 1 м), векторные карты (широкодоступные с масштабом от 1:100000 до 1:1000000), под-спутниковые реперные данные, данные многолетних наблюдений. Большинство пространственных данных может получаться оперативно и дистанционно (по Internet). В настоящее время начинает развиваться гиперспектральный анализ пространственных данных о территории, по принципам аналогичным лабораторной спектрометрии, но только по ДДЗЗ.
Примером ГИС-проекта для анализа нивально-гляциальных и горных геосистем может быть такая технология, в которой:
- накапливаются за ряд лет ДДЗЗ Landsat и преобразуются в единую проекцию (Гаусса-Крюггера) – среднемасштабная съемка (разрешение 15 – 30 м) для ландшафтных построений;
- получаются уточняющие ДДЗЗ Spot, IRS, ASTER и т.п. на отдельные территории (разрешение 5 – 10 м) и преобразуются к той же проекции;
- выполняется специальная космическая съемка исследуемой территории (на горные массивы и районы оледенения) аппаратами Quick Bird, или аналогичного класса (разрешение 0,6 – 2,5 м), для детального объектного картографирования и уточнения границ геосистем;
- получается, по Internet, ЦМР с точностью до 900 м; 3-секундные данные можно экстраполировать до точности 10 м; или выполнить специальную радарную спутниковую съемку с точностью до 1 м;
- по ЦМР и существующим наземным реперам и картографическим данным крупного масштаба выполняется обработка ДДЗЗ в выбранной проекции;
- дополнительно вводятся и привязываются данные ландшафтных карт, схем каталога ледников и другая тематическая информация;
- по дальнему ИК-каналу ДДЗЗ Landsat рассчитывается температурное поле и корректируется по данным метеостанций этой местности на дату съемки;
- синтезируется геоизображение по определенным каналам, используются расчеты вегетационного индекса;
- ландшафтной карты с определенной точностью и генерализацией;
- по данным сверхвысокого разрешения уточняются границы объектов и геосистем, например ледников, строится карта реконструкции оледенения, с использованием наземных данных, и следов деятельности ледников и экзогенных процессов;
- с использованием специальных алгоритмов рассчитывается площадь оледенения (видимого ледника) в проекции и истинная площадь (поверхность ледника), длина, уточняются границы при сравнении с треками GPS-метрии, оценивается площадь поверхностных морен и т.п.;
- расчетные и уточненные геоизображения накладываются на ЦМР, при этом эти данные можно сопоставить c крутизной склонов, экспозицией, абсолютной высотой, распределенной температурой.
Возможно не традиционное использование трех мерных моделей – визуализация этапов трансформации ледника. Такая модель позволяет визуально представить масштабы изменения геосистемы за определенный период времени.
На построенных картах и моделях ГИС-проекта с помощью инструментария программного обеспечения ГИС можно выполнять непосредственные измерения, трансформации, вычисления, используя отдельные параметры объектов из баз данных, проводить программные эксперименты в ГИС-проекте, как на своеобразном картографическом стенде. Современные ГИС-технологии по Internet и инфраструктуры пространственных данных позволяют организовать виртуальный географический стенд для исследований, используя ГИС-порталы и базы данных на удаленных серверах без непосредственного их размещения на ПК.


                                         
Free Sitemap Generator