Методы аэрокосмической съемки

 

Аэрокосмическая съемка подразделяется на фотографиче-

скую, телевизионную, многозональную, спектрометрическую,

ультрафиолетовую, инфракрасную (тепловую), радиотепловую,

радиолокационную и лазерную (лидарную).

Фотографическая съемка выполняется фотоаппаратами на

фотопленке, которую затем доставляют на Землю для дальней-

шей обработки и получения плановых и перспективных снимков.

 

 

 

 

При телевизионной съемке изображение проектируется на

приемное устройство – видикон. С видикона электрические сиг-

налы по радиоканалу поступают на Землю или записываются на

магнитную пленку с последующей передачей. Съемка осуществ-

ляется с помощью телевизионных камер (кадровая) или скани-

рующих устройств. При кадровой съемке проводится последова-

тельная экспозиция различных участков поверхности и передача

изображения по радиоканалам. При сканерной съемке изображе-

ние формируется из отдельных полос, получающихся в результа-

те ''просматривания" местности лучом поперек движения носите-

ля (сканирование). Изображение получается в виде непрерывной

ленты. Со сканирующих устройств информацию непосредствен-

но с магнитных лент можно вводить в ЭВМ [2].

Многозональная съемка выполняется как с помощью фото-

графических (МКФ-6,4 ЗЕНИТ АЭРО-707), так и электронно-

оптических сканирующих систем (Фрагмент). Снимки получают

в различных зонах спектра. Обработка таких снимков дает воз-

можность использовать синтезированные псевдоцветные изобра-

жения.

Перечисленные виды съемки позволяют наблюдать за тай-

фунами, ураганами, изучать динамику состояния природной сре-

ды, характер антропогенного загрязнения (табл. 1).

Спектрометрическую съемку проводят специальными при-

борами - спектрографами, которые измеряют коэффициенты

спектральной яркости природных объектов относительно этало-

на. Спектрометрическая съемка позволяет создавать банк данных

о спектральных характеристиках различных объектов и типах

подстилающей поверхности, регистрировать концентрацию СО2,

малых примесей (SO2, CLO, NO2), аэрозолей и озона.

Ультрафиолетовая съемка осуществляется с использованием

специальных источников излучения и фотоумножителей в каче-

стве приемников. Её разновидность – флуоресцентная съемка –

используется для обнаружения урановых месторождений, нефти

и газов, способных светиться при облучении ультрафиолетом.

 

 

 

Таблица 1

 

 

*

 

 

см. геофизические методы

 

 

11

Виды аэрокосмических исследований Методы съёмки Оперативная оценка окружающей среды Телевизионная Оценка состояния почв и расти- тельности Телевизионная, радиотепловая, радиолокационная Распространение пожаров, вулка- ническая активность, прогнозиро- вание землетрясений Телевизионная, инфракрасная, радиотепловая Загрязнение воздушного бассейна Инфракрасная, лазерная, сканерная Изменение ландшафтов под влияни- ем горнодобывающих предприятий Телевизионная Горное оледенение, движение ледников, прогнозирование селей, схода снежных лавин, оползней Фотографическая, телевизионная Оценка ледовой обстановки, пе- редвижение айсбергов Фотографическая, телевизионная, радиолокационная Изучение влажности почв и грун- тов зоны аэрации Радиотепловая, радиолокацион- ная Концентрация газов в городских и промышленных районах, вдоль трубопроводов и т.д. Лазерная Утечки тепла, сброс теплых вод, изучение геологических процессов в районах многолетней мерзлоты Инфракрасная Обнаружение урансодержащих пород, исследование атмосферы Лазерная, ультрафиолетовая Нефтяное загрязнение Лазерная, ультрафиолетовая, ин- фракрасная, радиолокационная Радиоактивное загрязнение * Аэрогамма-спектрометрическая

 

 

Инфракрасная съемка, или тепловая фиксирует тепловое из-

лучение природных объектов. Широко применяется для изучения

районов вулканической активности, морских акваторий, подзем-

ных вод, геологических процессов в районах вечной мерзлоты,

нефтяного загрязнения.

Радиотепловая съемка регистрирует излучение природных

объектов в микроволновом диапазоне электромагнитного спек-

тра. Используется для изучения геотермальных объектов, вулка-

нической деятельности, обнаружения лесных пожаров, для на-

блюдения за состоянием поверхностных вод, лесов, сельскохо-

зяйственных угодий и т.д.

Радиолокационная съемка фиксирует естественное радиоиз-

лучение объектов и искусственный радиосигнал от этих объектов

в сантиметровом диапазоне спектра 0,3 - 100 см. Ее применяют

при исследовании нефтяного загрязнения водной поверхности,

изучения зон чрезвычайной ситуации, изменения характеристик

земной поверхности (влажности, засоленности и т.д.).

Лазерная съемка (лазерные локаторы – лидары) позволяет

оценивать загрязнение воздуха, состояние дна водоемов и т.д. С

помощью лазерного флуоресцентного зондирования наблюдают

за источниками загрязнения природной среды, измеряют концен-

трации примесей в водной среде (хлорофилл, нефтепродукты и

т.д.), изучают распределение примесей по глубине, распознают

геологические породы (см. табл. 1).

 

Материалы съёмки

 

В результате съёмки получаем информацию в виде негати-

вов и аналоговых сигналов, записанных на магнитную ленту.

После обработки исходных материалов имеем позитивные

отпечатки (аэро- и космоснимки), фотодиапозитивы, цифровые

данные на магнитной ленте, пригодные для обработки на ЭВМ,

распечатки, графики и диаграммы, построенные ЭВМ. Чаще все-

го для геолого-экологических исследований используются черно-

белые, цветные и синтезированные (ложно цветные) снимки.

 

 

 

По уровню генерализации, степени обзорности и величине

Разрешающей способности космические снимки подразделя-

ются на:

·

·

·

·

·

глобальные – масштаб <1:15000000,

континентальные – 1:5000000-1:2500000,

региональные – 1:1000000-1:500000,

локальные – 1:200000-1:100000,

детальные – масштаб >1:100000.

 

 

Аэроснимки подразделяются на:

· мелкомасштабные – масштаб <1:30000,

· среднемасштабные – 1:30000-1:10000,

· крупномасштабные – масштаб >1:10000.

 

Чем мельче масштаб, тем большую площадь охватывает

снимок.

 

Таблица 4

 

 

Донные отложения рек, озер, прудов, морей, болот – актив-

ные сорбенты загрязняющих веществ и практически конечные

пункты в цепи поверхностной миграции природных и техноген-

ных веществ. Степень загрязнения донных отложений указывает

на загрязнение всей среды в целом.

Атмогеохимические исследования состоят из определения

газов в атмосфере, почве, горных породах. Попутно измеряется

концентрация парообразной ртути.

Техногенное загрязнение ртутью связано с добычей и пере-

работкой ртутьсодержащих полезных ископаемых, сбросом сточ-

ных вод, захоронением отходов и т. д. Кроме наземных и сква-

жинных исследований, измерения проводят с помощью аппара-

туры, установленной на вертолетах, автомашинах и судах.

Геохимические исследования Методы исследования Изучение почв, почвообразующих и коренных пород, донных и пойменных отложений, торфяников, снежного по- крова Литогеохимические Наземные маршруты Горно-буровые Лабораторные Исследование поверхностных вод Гидрохимические Лабораторные Изучение микроэлементного состава растительности Биогеохимические Лабораторные Измерение концентрации парообраз- ной ртути, отбор газовых проб, пробы воздуха на содержание пыли Атмогеохимические Аэрокосмические Лабораторные

 

Для определения ртути в атмосферном воздухе используют-

ся приборы ГРАД (газортутный анализатор дистанционный),

СФАР (селективный фазовый анализатор ртути), ГРОЗА (газо-

ртутный оптический зеемановский анализатор); для экспрессного

определения ртути в атмосферном и почвенном воздухе приме-

няются АГП-01 (анализатор газортутный переносной) и другие

[12].

 

 

Снежный покров является индикатором загрязнения атмо-

сферы, и в то же время к моменту снеготаяния он становится вто-

ричным источником загрязнения грунтов, подземных и поверх-

ностных вод.

Изучение снега (мощность, плотность, степень загрязнения)

необходимо проводить в районах многолетней мерзлоты для оп-

ределения влияния снежного покрова на изменение температуры

пород и на изменение амплитуды колебания температуры возду-

ха, от чего зависит глубина сезонного оттаивания и сезонного

промерзания.

Гидрохимические исследования позволяют определить фи-

зико-химические параметры и солевой состав поверхностных

вод. Исследованию подвергаются все реки и притоки. В местах

крупных постоянных источников загрязнения необходимо прово-

дить режимные наблюдения.

При биогеохимических исследованиях изучается микроэле-

ментный состав растительности. Загрязняющие вещества проникают в растения через воздух, грунты и с дождевыми осадками.

Растительный покров является одним из накопителей тяжелых

металлов и радиоактивных элементов. С помощью многозональ-

ной (синтезированные снимки), инфракрасной и аэрогамма-

съемки можно наметить участки угнетенной растительности, вы-

делить площади для биогеохимического опробования.

Вблизи постоянного источника загрязнения, например гор-

нодобывающего предприятия, для контроля загрязнения исполь-

зуют автоматические станции контроля (АСК).

Так, автоматизированная система АСВА-П определяет в

почвах фосфор, кальций, алюминий, марганец, магний, калий,

нитраты и ряд других веществ. Автоматический многоканальный

анализатор

АМА-202

регистрирует

семнадцать

физико-

химических параметров воды: рh, Eh, температуру, мутность во-

ды, концентрацию растворенного кислорода, ионов Cl, NO3, F,

Cu2+, Na, Fe, Cr, PO4, нитритов и т.д.

Существуют автоматизированные станции контроля за воз-

душной средой типа АНКОС-АГ, ПОСТ-2, АТМОСФЕРА-П и

другие. Станция ПОСТ-2 измеряет концентрации окиси углерода

и двуокиси серы, отбирает тридцать три пробы воздуха на опре-

деление пяти газообразных примесей, сажу, пыль, измеряет ско-

рость ветра, температуру и влажность воздуха, отбирает пробы

воздуха по четырем каналам для последующих лабораторных

анализов.