Материалы студентам (рефераты, курсовые, дипломные) » Изучение экологического состояния территории Большеземельской тундры с использованием методов дистанционного мониторинга

Географические информационные системы (ГИС) появились в 1960-х годах как инструмент, позволяющий проводить изучение структурных и функциональных особенностей природных объектов с учетом их пространственной приуроченности. Существует две общераспространенные версии возникновения первых ГИС [8]. Согласно первой, наиболее ранние ГИС были созданы Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте США с целью автоматизированной обработки географической информации. Согласно альтернативной версии – первые ГИС были создана в Канаде и имели цель картирования природных ресурсов (CGIS).

В настоящее время важной задачей, отводимой для использования ГИС, является непосредственная характеристика состояния природной среды, подвергающейся воздействию естественных и антропогенных факторов. Важнейшие свойства отображаемых в ней показателей – их содержательная, пространственная и временная локализация. При этом информация, используемая в качестве релятивной базы данных ГИС всегда беднее исходной природной. Поэтому для обеспечения объективности и репрезентативности результатов необходимо соблюдение ряда требований, прежде всего затрагивающих способ получения и пространственную достоверность данных.

Одним из важных источников для ГИС разных уровней (локальных и региональных) являются методы дистанционного зондирования (ДЗ) природных объектов, основанные на использовании электромагнитных излучений, исходящих от предмета исследований и путем их регистрации без непосредственного контакта с ним. Рассматривая ДЗ с позиций системного подхода, необходимо определить входные и выходные элементы системы, ее внутреннюю структуру, границы и окружающую среду. Входными элементами системы являются физические поля, образуемые отражением и/или излучением земной поверхности и естественными процессами в недрах Земли, а также поля техногенного происхождения. Входными элементами системы являются также эмпирические и теоретические закономерности связи физических полей с объектами природной среды. Выходными элементами системы ДЗ следует считать компоненты дистанционной основы карт природоресурсного содержания.

дистанционная основа (ДО) карт определена как оптимальная совокупность материалов ДЗ, результатов их обработок и интерпретации, представленной в цифровом и аналоговом виде. Она состоит из фактографической и интерпретационной частей. Компонентами фактографической части ДО являются нормализованные материалы ДЗ в цифровой и аналоговой формах, а также результаты формализованных преобразований этих материалов. Интерпретационная часть ДО (схемы дешифрирования и интерпретации результатов дешифрирования) создается по результатам экспертного интерактивного анализа изображений и другой информации (Перцов и др., 2000). Наиболее естественным способом система ДЗ подразделяется на следующие три подсистемы: сбор материалов ДЗ, обработка материалов ДЗ и их тематическая интерпретация (Рис.1).

Рис.1. Входные и выходные элементы системы ДЗ.

По способу получения первичных данных дистанционные методы исследования подразделяются на пассивные

, т.е. основанные на улавливании излучений от естественных источников (солнца, Луны, звезд, земной поверхности и самих изучаемых объектов), и активные

, т.е. предполагающие использование искусственных источников излучения (ламп накаливания, газоразрядных ламп, лазеров). В общеупотребительном смысле термин ДЗ обычно включает в себя регистрацию (запись) электромагнитных излучений посредством различных камер, сканеров, микроволновых приемников, радиолокаторов и других приборов такого рода. Наибольшее применение среди пассивных дистанционных методов получили исследования в оптической области электромагнитного спектра (фотографирование), в том числе различных диапазонах. Достоинство этого метода состоит в том, что фотографические материалы доступны для непосредственного зрительного восприятия и анализа средств используемых в ГИС системах. Космические и аэрофотоснимки обеспечивают территориально полное и непрерывное изучение больших площадей, состояние которых зафиксировано на единый момент времени (Востокова и др, 1988).