Способи дистанційного зондування Землі

ДЗЗ ЗА ДОПОМОГОЮ АЕРОФОТОЗЙОМОК

Значним досягненням на шляху вдосконалення методики і підвищення якості геологічних досліджень стало застосування в геології аерофотометодів, заснованих на використанні матеріалів аерофотозйомки для одержання різноманітної геологічної інформації. Останнє забезпечується головним чином в результаті якісного і кількісного геологічного дешифрування планових аерофотознімків. Застосування аерофотоматеріалів при геологічній зйомці, пошуках корисних копалин і різного типу інженерно-геологічних вишукуваннях призвело до покращення якості складання геологічних карт в бік суттєвого збільшення їх детальності, точності і достовірності.

Дані аерофотозйомки в гірничі справі і геології застосовують для складання планів кар’єрів, підготовки комплексної програми рекультивації, при геологічному картуванні, дослідженнях зони прибережного шельфу, інженерно-геологічних дослідженнях тощо.

Способи дистанційного зондування Землі

Аерокосмічні методи дозволять розв’язувати різноманітні задачі (інвентаризація територіальних систем, оцінка їх стану і можливостей використання, дослідження динаміки (моніторинг), прогнозування тощо). Аерокосмічні знімки є незамінними при районуванні території.

Аерокосмічне зондування ґрунтується на двох групах знімків: аерознімків, що отримуються з літаків, гелікоптерів, безпілотних літальних апаратів, дельтапланів тощо (рис. 6.1 а) та космознімків з супутників (космічних апаратів, КА) (рис. 6.1 б).

Рис. 6.1. Способи отримання даних: а) – за допомогою аерознімання; б) – за допомогою супутників

Уявлення про відмінності космічних і аерознімань зародилося тоді, коли з'явилися перші доступні знімки з космосу. Аерофотознімки і космічні знімки представляли собою два занадто різних продукти і використовувалися, за рідким винятком, для розв'язку абсолютно різних задач. Аерофотознімання, яке планомірно здійснювалось на науково-методичній базі аерогеодезичними підприємствами (АГП) а також іншими організаціями, підвідомчими ГУГК, Міністерству геології, Міністерству нафтової промисловості, а після становлення незалежної української держави – підприємствами Укргеодезкартографії, було інструментом створення й оновлення топографічних карт, дослідження й інвентаризації земельного і лісового фонду тощо. Фотоплани, які створювались на основі трансформованих аерофотознімків з високою точністю, використовувалися для топогеодезичних, вишукувальних, проектних робіт, які вимагали детального дослідження місцевості і точного визначення відстаней і площ.

Космічні знімки були дрібномасштабними, захоплювали одним кадром цілі регіони (що неможливо було виконати за допомогою аерознімання), найчастіше були багатозональними (що на той момент було незвичним, хоча й принципово можливим, для аерознімання).

Хоча принципових відмінностей між ними немає, космічні знімки більше відповідають розмірності геооб’єктів й поширеним масштабам досліджень. Проте, якщо вести мову про просторове розрізнення, як ключовий фактор, що визначає масштаб створюваних карт і планів, то перевага безумовно буде за аерофотозніками. Сучасні камери і фотограмметричні сканери дозволяють одержувати зображення з розрізненням до 5 см (при зйомці з висоти 1000 м). А розрізненність в 15-20 см є абсолютно звичною для сучасних аерознімальних систем (Vexcel UltrCam, Leica ADS, DiMAC, 3-DAS-1) [13, 14]. Цифрові моделі рельєфу (ЦМР), що отримуються при фотограмметричній обробці даних аерозйомки, також є більш точними.

При зйомці застосовуються навіть малі літаки. Використання сервоплатформ дає можливість компенсувати викривлення, що виникають при коливаннях камери. В принципі, геометрична точність кінцевих продуктів сучасної аерозйомки мало залежить від умов зйомки, а в більшому ступені визначається камеральною обробкою. При цьому визначаються елементи зовнішнього орієнтування знімка, а за допомогою аналітичної фототриангуляції, при наявності 20-40 опорних точок на блок знімків, можна досягти точності визначення координат в 10 см і навіть краще (все залежить від висоти зйомки і, відповідно, масштабу знімків) [13]. Тому навіть якщо аерозйомка буде виконана з великої висоти і буде позначатися вплив атмосферних ефектів, ”шумів” камери та інших несприятливих чинників, аерознімки апріорі будуть більш точнішими і інформативнішими.

Але з іншого боку, космічні знімки мають низку переваг. По-перше, космічні знімки є унікальними, дозволяють охоплювати цілі регіони і виявляти такі узагальнені (генералізовані) особливості, які при спробі їх відтворення за дрібними фрагментами просто вислизають від вивчення. По-друге, космічні знімки дешевше. Ціна архівних знімків з космічного апарата (КА) QuickBird при поставах на великі території може становити до 14 USD/км², IKONOS – до 12 USD/км². По-третє, організація технологічного процесу з космознімками значно простіша. Робота з аерознімками в стереорежимі вимагає як наявності цифрових фотограмметричних станцій, так і кваліфікованих фахівців, а вартість готових фотопланів, в рази перевищує вартість космічних знімків, оскільки ціна фотоплану складається з вартості зйомки і вартості фотограмметричних робіт. Ортотрансформацію ж космічного знімка цілком можна провести самостійно – необхідні лише надійна цифрова модель рельєфу (ЦМР) і програмне забезпечення (ERDAS, PCI, ENVI, Digitals, PHOTOMOD тощо).

Іноді можна почути нарікання відносно якості зображення на космічних знімках, яку не вдається покращити а ні атмосферною корекцією, а ні одним з відомих способів фільтрації. Проте й аерозйомка може бути неякісною (дистанційне зондування з висоти 3000 м і більше, порушення технології як в ході зйомки, так і в процесі виконання фотограмметричних робіт, використання застарілого обладнання, недотримання технології при фототриангуляції, похибки визначення координат опорних точок тощо – все це погіршує якість кінцевого продукту – фотоплана, що використовується при топографічних і земельно-кадастрових роботах).