Основе дистанционной информации

Результаты многоканальной сканерной съемки можно рассматривать как измерение физических свойств подстилающей поверхности, выраженное через отражение солнечной радиации, или тепловое излечение. В принципе, информация о состоянии ландшафта содержится в любом излучении, но вместе с тем, хотя эти измерения отражают некоторые свойства подстилающей поверхности, однако, конечно, они не исчерпывают всех свойств ландшафта и отражают лишь некоторые аспекты его поведения. В целом о том, что отражает каждый канал (полоса) сканера, установленного на спутнике, можно судить по их известным физическим свойствам (Приложение №1). Однако это очень приблизительное суждение. Сочетание значений яркостей в разных каналах может содержать информацию о весьма различных природных процессах. Так как информация об отражении всегда измеряется в дискретных единицах, то всегда можно определить, сколько в конкретном многоканальном изображении содержится информации о территории, и тем самым определить максимальное значение отображаемого разнообразия.

В дальнейшем в качестве примера для всех оценок будут использоваться два сканерных снимка Московской области со спутника Landsat-7, являющиеся типичным продуктом для быстрого просмотра (Quick look), представляемые через Интернет геологической службой США (Приложение №2). Один снимок характеризует состояние поверхности в трех каналах в сентябре, а другой – в январе. Выбор этих снимков определяется, с одной стороны, довольно высоким разнообразием региона, а с другой его относительной общеизвестностью (рис. 4 а, б). Одна дискретная ячейка съемки (пиксел) составляет около 250 *250 метров на местности. В рамках конкретных измерений ее размеры являются неизменными. Фактически множество этих измерений можно в наиболее общем плане рассматривать как ландшафтную мозаику, элементом которой является точка с шестью свойствами, каждое из которых имеет 256 состояний (значений яркости). Максимально возможное число перекомбинаций составляет 256⁶.Соответственно, такую точку можно определить как элементарную территориальную единицу. Все суждения о территориальных структурах и обо всех аспектах разнообразия будут относиться к территориям, по крайней мере, в два раза превышающим размеры этой территориальной единицы. Размер элементарной территориальной единицы определяется масштабом сканирования, а сам этот масштаб так или иначе определен целями измерения и техническими возможностями. Цель сама по себе содержит некоторые представления о пространственной организации поверхности. Так, например, базовое разрешение сканерной съемки Landsat – 7 составляют 30 м на местности, Spot – 20 м. Очевидно, что такой уровень разрешения не позволяет исследовать разнообразие мозаики на уровне, соизмеримом с конкретным деревом, но соизмерим с уровнем их территориальных сочетаний или биогрупп. В терминологии Российского ландшафтоведения, эта разрешающая способность сканирования соизмерима с уровнем фации. Элементарная территориальная единица измерения явно или неявно всегда присутствует в любом ландшафтном исследовании. Любое описание рельефа, почв, почвообразующих пород, растительности всегда соизмеримо с вполне определяемой территорией.

Будем демонстрировать методы измерения разнообразия и исследования структуры ландшафта, последовательно решая взаимосвязанные задачи.