Получение карт по данным дистанционного зондирования Земли

Использование данных дистанционного зондирования (ДДЗ) Земли – аэро- и космоснимков – в качестве входных данных для ГИС является безусловно перспективным направлением. Материалы съемок могут быть представлены в виде единого набора растровых изображений, привязанных к нужной координатной системе, и, в отличие от бумажных картографических материалов, действительно могут отражать практически одномоментную фиксацию всех пространственных объектов и отношений между ними.

Следует отметить, что при дешифрировании материалов дистанционного зондирования существует достаточно много подводных камней, и не всегда точность выделения различных объектов будет одинакова, что требует обычно дополнительных измерительных работ на местности.

Как показали исследования, космические методы и средства в настоящее время не являются конкурирующими методам аэрофотосъемки. Вернее, аэросъемка переходит в ранг дополняющих заверочных средств исследования земной поверхности. Суть экономичного и иерархического сбора данных заключается в максимальном получении информации космическими средствами, восполнении и детализации недостающих данных космической съемкой лучшего разрешения и аэросъемкой и, наконец, в заверке на местности полученных данных (вместо дорогих и трудоемких тотальных обследований на местности).

Использование ДДЗ при мониторинге территорий города и региона выглядит следующим образом.

1. Использование мелко- и среднемасштабных (1:1000 000–1:500 000) космоснимков для анализа общего состояния урбанизации региона, коммуникационного (по транспортным путям) взаимодействия крупных промышленных центров и т.д.

Этот уровень обеспечивается космическими съемками с отечественных и зарубежных спутников серии «Ресурс-0» (камера МСУ-Э, разрешение 45-50 м), Landsat (камера TM, разрешение 28-30 м), SPOT (камера ХМ, разрешение 20 м), «Ресурс-Ф» (камеры КА-20, КА-200, разрешение 15-30 м), «Алмаз-1» (используется радиолокационная синтезированная апертура, разрешение 18-20 м). Объектная генерализация таких данных 100-500 м, что соответствует картографическим масштабам 1:50000-1:200000.

2. Хорошими детализующими данными для предыдущего уровня являются снимки близких масштабов (1:100 000-1:300 000), но высокого разрешения, с космических систем типа SPOT (камера Pan, разрешение 10 м), «Ресурс-Ф» (камеры МК-4, КФА-1000, КФА-3000, разрешение 8-12, 5-10, 2-3 м). Их совмещение с данными меньшего разрешения позволяет выявить объектную структуру и детали городской застройки на фоне зональных и синтезированных снимков большей генерализации. Кроме того, на спектрозональных цветных фотоснимках камер МК-4 и КФА-1000 фотогеничнее выглядят лесные массивы и другие растительные компоненты, что важно при изучении зеленых зон городов, дачных и коттеджных застроек и нарушений различной природы, но плохо выделяются зоны загрязнений по прямым признакам. Объектная генерализация этого уровня 10-100 м, что соответствует картографическим масштабам 1:10000-1:50000.

3. Для более детального анализа городской застройки, проведения инженерных изысканий, ведения градостроительного кадастра, обеспечения данными муниципальных ГИС и уточнения недешифрируемых деталей по ДДЗ предыдущих уровней целесообразно использовать специальную космическую съемку с разрешением 1-10 м или аэросъемку. По этим данным обычно строятся цифровые модели рельефа и создаются объектные карты, совмещаемые с картами зонирования, получаемыми на предыдущих уровнях, что позволяет более точно учесть особенности местности, ее рельеф, влияние экспозиции, ландшафтные закономерности и т. д. Детальную информацию получают со спутников типа SPOT, «Ресурс-Ф» (камеры ТК-350, КВР-1000) и перспективных спутниковых систем типа QuickBird или с системы компании Space Imaging с разрешением 1 м.

4. Выборочное уточнение урбанизированных территорий, обновление планов городской застройки, выявление аварийных ситуаций в тепловых, транспортных и электрических сетях, проведение предпроектных работ и архитектурного дизайна с учетом природных факторов осуществляется на основе аэросъемки; она, как и космосъемка, может проводиться цифровыми сканерами (типа МСУ-Э), фотокамерами (АФА, МКФ-6 и т. п.) и специальными средствами (тепловизоры типа «Вулкан», радиолокаторы и др.). Детальность съемки может достигать десятых долей метра.

Следует учитывать, что с возрастанием объемов ДДЗ ключевой проблемой становится проблема автоматизированной интерпретации (дешифрации) аэрокосмических снимков. Решение этой проблемы в настоящее время ведется, в основном, с использованием теории распознавания образов. Изучение методов решения проблемы продолжает оставаться крайне актуальным направлением научных исследований.