Salīdzinošā atšifrēšana zonālo attēlu sērija ir balstīta uz attēlā attēloto objektu spektrālo attēlu izmantošanu. Objekta spektrālo attēlu fotogrāfijā vizuāli nosaka tā attēla tonis zonālo melnbalto fotogrāfiju sērijā; tonis tiek novērtēts standartizētā skalā optiskā blīvuma vienībās. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, tiek konstruēta spektrālā attēla līkne, kas atspoguļo attēla optiskā blīvuma izmaiņas attēlos dažādās spektra zonās. Šajā gadījumā izdruku optiskā blīvuma vērtības tiek attēlotas pa ordinātu asi D, atšķirībā no pieņemtā tie samazinās pa asi uz augšu, lai spektrālā attēla līkne atbilstu spektrālā spilgtuma līknei. Dažas komerciālas programmas nodrošina automātisku spektrālo attēlu uzzīmēšanu no digitālajiem attēliem. Daudzzonu attēlu salīdzinošās interpretācijas loģiskā shēma ietver šādas darbības: objekta spektrālā attēla noteikšana pēc attēliem- salīdzinājums ar zināmo spektrālo atstarošanos- objekta identifikācija.

Atšifrējot kontūras visā attēla laukumā, spektrālais attēls tiek veiksmīgi izmantots arī atšifrējamo objektu sadalījuma robežu noteikšanai, ko veic ar salīdzinošās atšifrēšanas metodēm. Paskaidrosim tos. Katrā no zonālajiem attēliem noteiktas objektu kopas ir atdalītas ar attēla toni, un šīs kopas atšķiras attēliem dažādās zonās. Zonālo attēlu salīdzinājums ļauj atdalīt šīs kopas un identificēt atsevišķus objektus. Šādu salīdzinājumu var īstenot, kombinējot ("atņemot") zonas attēlu atšifrēšanas shēmas, uz kurām katra ir identificētas dažādas objektu kopas, vai iegūstot diferencētus attēlus no zonālajiem attēliem. Salīdzinošā interpretācija ir vispiemērotākā augu objektu, galvenokārt mežu un kultūraugu, izpētē.

Vairāku zonu attēlu secīgajā interpretācijā tiek izmantots arī fakts, ka veģetācijas tumšās kontūras sarkanajā zonā uz gaišāka fona, palielinoties tās attēla spilgtumam tuvajā infrasarkanajā zonā, šķiet, "pazūd ” no attēla, netraucējot uztvert lielas tektoniskās struktūras un reljefa iezīmes. Tas paver iespēju, piemēram, ģeomorfoloģiskajos pētījumos no dažādiem zonālajiem attēliem atšifrēt dažādas ģenēzes reljefa formas - endogēnās no attēliem tuvajā infrasarkanajā zonā un eksogēnās - sarkanajā. Secīgā dekodēšana nodrošina tehnoloģiski salīdzinoši vienkāršas rezultātu pakāpeniskas summēšanas darbības.

Daudzlaiku attēlu atšifrēšana. Daudzlaiku attēli nodrošina kvalitatīvu pētāmo objektu izmaiņu izpēti un objektu netiešu interpretāciju pēc to dinamiskajām iezīmēm.

Dinamikas izpēte. Dinamiskās informācijas iegūšanas process no attēliem ietver izmaiņu identificēšanu, to grafisko attēlojumu un jēgpilnu interpretāciju. Lai noteiktu izmaiņas daudzlaiku attēlos, tie ir jāsalīdzina savā starpā, kas tiek veikts ar alternatīvu (atsevišķu) vai vienlaicīgu (kopīgu) novērošanu. Tehniski daudzlaiku attēlu vizuālo salīdzināšanu visvienkāršāk veic, novērojot tos pa vienam. Ļoti veca "mirkšķināšanas" metode ļauj, piemēram, pavisam vienkārši atklāt jaunuzrādītu atsevišķu objektu, ātri apskatot divus attēlus dažādos laikos pēc kārtas. No mainīga objekta kadru sērijas var salikt ilustratīvu kinogrammu. Tātad, ja Zemes attēli, kas saņemti 0,5 stundās no ģeostacionāriem satelītiem tādā pašā leņķī, tiek apkopoti animācijas failā, tad ekrānā ir iespējams atkārtoti reproducēt mākoņu ikdienas attīstību.

Identificēt nelielas izmaiņas efektīvāka izrādās nevis secīgi, bet gan kopīga multitemporālu attēlu novērošana, kam tiek izmantotas speciālas tehnikas: attēlu apvienošana (monokulārā un binokulārā); atšķirības vai summas (parasti krāsu) attēla sintezēšana; stereoskopiski novērojumi.

Plkst monokulārs Novērošanas laikā attēli, kas samazināti līdz tādam pašam mērogam un projekcijai un veidoti uz caurspīdīga pamata, tiek apvienoti, uzliekot vienu virs otra un aplūkoti caur gaismu. Veicot attēlu datorinterpretāciju kopīgai attēlu apskatei, ieteicams izmantot programmas, kas nodrošina kombinēto attēlu uztveri kā viena attēla caurspīdīgus vai “atveramos” laukumus uz cita attēla fona.

binoklis novērošana, kad katrs no diviem dažādos laikos uzņemtajiem attēliem tiek skatīts ar vienu aci, visērtāk tiek veikts, izmantojot stereoskopu, kurā novērošanas kanāliem ir neatkarīga attēla palielinājuma un spilgtuma regulēšana. Binokulārie novērojumi labi ļauj noteikt izmaiņas skaidros objektos uz samērā vienmērīga fona, piemēram, izmaiņas upes tecējumā.

No dažādu laiku melnbaltām fotogrāfijām iespējams iegūt sintezēts krāsains attēls. Tiesa, kā rāda pieredze, šāda krāsaina attēla interpretācija ir sarežģīta. Šis paņēmiens ir efektīvs tikai tad, ja tiek pētīta objektu dinamika, kuriem ir vienkārša struktūra un ir asas robežas.

Pētot izmaiņas kustības, objektu kustības dēļ labākos rezultātus dod stereoskopiskā novērošana daudzlaiku attēli (pseido-stereo efekts). Šeit var novērtēt kustības raksturu, stereoskopiski uztvert kustīga objekta robežas, piemēram, aktīva zemes nogruvuma robežas kalna nogāzē.

Atšķirībā no secīgām daudzlaiku attēlu kopīgas novērošanas metodēm, tām ir nepieciešamas iepriekšējas korekcijas – to nodošana vienā mērogā, transformācija, un šīs procedūras bieži ir sarežģītākas un laikietilpīgākas nekā pati izmaiņu definīcija.

Dekodēšana pēc dinamiskām funkcijām.Ģeogrāfisko objektu temporālo izmaiņu modeļi, kam raksturīga stāvokļu maiņa laika gaitā, var kalpot par to atšifrēšanas pazīmēm, kuras, kā jau minēts, sauc par objekta pagaidu attēlu. Piemēram, termoattēli, kas uzņemti dažādos diennakts laikos, ļauj atpazīt objektus, kuriem ir specifiska ikdienas kurss temperatūra. Strādājot ar daudzlaiku attēliem, tiek izmantoti tie paši paņēmieni, kā atšifrējot vairāku zonu attēlus. Tie ir balstīti uz secīgu un salīdzinošu analīzi un sintēzi, un tie ir izplatīti darbam ar jebkuru attēlu sēriju.

Lauka un kameras interpretācija. Plkst lauks Atšifrējot, objektu identificēšana tiek veikta tieši uz zemes, salīdzinot objektu natūrā ar tā attēlu fotogrāfijā. Dekodēšanas rezultāti tiek piemēroti attēlam vai tam pievienotam caurspīdīgam pārklājumam. Šis ir visdrošākais atšifrēšanas veids, bet arī visdārgākais. Lauka interpretāciju var veikt ne tikai fotogrāfiju izdrukām, bet arī ekrāna (digitālajiem) attēliem. Pēdējā gadījumā parasti tiek izmantots lauka mikrodators ar jutīgu planšetdatora ekrānu, kā arī īpašs programmatūra. Dekodēšanas rezultāti tiek atzīmēti ekrāna laukā, izmantojot datora pildspalvu, fiksēti ar parasto simbolu kopumu un ierakstīti teksta vai tabulas veidā vairākos mikrodatora atmiņas slāņos. Ir iespējams ievadīt papildu skaņas informāciju par atšifrēšanas objektu. Lauka interpretācijas laikā bieži vien ir nepieciešams uz attēliem ievietot trūkstošos objektus. Papildu šaušana tiek veikta ar acu vai instrumentālo metodi. Šim nolūkam tiek izmantoti satelīta pozicionēšanas uztvērēji, kas ļauj laukā noteikt attēlā neesošo objektu koordinātas ar gandrīz jebkuru nepieciešamo precizitāti. Atšifrējot attēlus mērogā 1:25 000 vai mazāk, ir ērti izmantot pārnēsājamos satelīta uztvērējus, kas savienoti ar mikrodatoru vienā dekodētāja lauka komplektā.

Lauku interpretācijas veids ir aerovizuāls dekodēšana, kas ir visefektīvākā tundrā, tuksnesī. Helikoptera vai vieglās lidmašīnas lidojuma augstums un ātrums tiek izvēlēts atkarībā no attēlu mēroga: tie ir lielāki, jo mazāks mērogs. Aerovizuālā interpretācija ir efektīva, strādājot ar satelīta attēliem. Tomēr tā īstenošana nav vienkārša. Izpildītājam jāspēj ātri orientēties un atpazīt objektus.

Plkst kameras dekodēšana, kas ir galvenais un visizplatītākais dekodēšanas veids, objekts tiek atpazīts pēc tiešas un netiešas atšifrēšanas pazīmēm, neieejot laukā un tieši salīdzinot attēlu ar objektu. Praksē abus atšifrēšanas veidus parasti apvieno. To kombinācijas racionālā shēma paredz kosmosa attēlu sākotnējo kameru, selektīvo lauka un galīgo kameru interpretāciju. Lauka un kameras interpretācijas attiecība ir atkarīga arī no attēlu mēroga. Liela mēroga aerofotogrāfijas galvenokārt tiek interpretētas laukā. Strādājot ar satelīta attēliem, kas aptver lielas platības, palielinās kamerālās interpretācijas loma. Zemes lauka informācija, strādājot ar kosmosa attēliem, bieži tiek aizstāta ar kartogrāfisko informāciju, kas iegūta no kartēm - topogrāfiskā, ģeoloģiskā, augsnes, ģeobotāniskā u.c.

Atsauces dekodēšana. Kameras interpretācija ir balstīta uz izmantošanu atšifrēti standarti, izveidots laukā galvenajās konkrētajai teritorijai raksturīgās jomās. Tādējādi atšifrēšanas standarti ir raksturīgu apgabalu attēli ar tipisku objektu atšifrēšanas rezultātiem, kas uzdrukāti uz tiem, kam pievienota atšifrēšanas pazīmju īpašība. Turklāt standarti tiek izmantoti kamerālā interpretācijā, kas tiek veikta ar ģeogrāfiskās metodes metodi interpolācija un ekstrapolācija, i., izplatot identificētās atšifrēšanas pazīmes zonās starp standartiem un ārpus tām. Kameras interpretācija, izmantojot standartus, tika izstrādāta grūti sasniedzamu vietu topogrāfiskajā kartēšanā, kad vairākās organizācijās tika izveidotas standartu foto bibliotēkas. Mūsu valsts kartogrāfijas dienests izdeva atšifrēšanas paraugu albumus dažādi veidi objekti aerofotogrāfijās. Kosmosa attēlu tematiskajā interpretācijā, lielākā daļa no tiem ir daudzzonu, šādu pasniedzēju lomu spēlē Maskavas Valsts universitātē apmācītie. M.V. Lomonosova zinātniskie un metodiskie atlanti "Daudzzonu kosmosa attēlu atšifrēšana", kas satur vadlīnijas un dažādu komponentu dekodēšanas rezultātu piemēri dabiska vide, sociāli ekonomiskie objekti, antropogēnās ietekmes uz dabu sekas.

Attēlu sagatavošana vizuālai interpretācijai.Ģeogrāfiskai interpretācijai oriģinālie attēli tiek izmantoti reti. Interpretējot aerofotogrāfijas parasti tiek izmantotas kontaktdrukas, un satelītattēlus vēlams interpretēt “caur pārraidi”, izmantojot caurspīdīgās plēves uz filmas, kas pilnīgāk nodod nelielas un zema kontrasta kosmosa attēla detaļas.

Attēlu konvertēšana.Ātrākai, vienkāršākai un pilnīgākai attēlu iegūšanai nepieciešamo informāciju veikt tā transformāciju, kas tiek reducēta līdz cita attēla iegūšanai ar norādītajām īpašībām. Tā mērķis ir izcelt nepieciešamo un noņemt nevajadzīgo informāciju. Jāuzsver, ka attēla transformācija nepievieno jaunu informāciju, bet tikai izveido to tālākai lietošanai ērtā formā.

Attēlu konvertēšanu var veikt ar fotogrāfiskām, optiskām un datormetodēm vai to kombinācijām. Fotogrāfijas metodes balstās uz dažādiem fotoķīmiskās apstrādes režīmiem; optiskais - par gaismas plūsmas pārveidošanu, kas iziet caur attēlu. Visizplatītākās datora attēlu transformācijas. Var teikt, ka šobrīd datorpārveidojumiem nav alternatīvas. Izplatītas attēlu datortransformācijas vizuālai interpretācijai, piemēram, kompresija-dekompresija, kontrastu transformācija, krāsu attēlu sintēze, kvantēšana un filtrēšana, kā arī jaunu atvasinātu ģeoattēlu izveide.

Palielināt attēlus. Vizuālajā interpretācijā ir ierasts izmantot tehniskajiem līdzekļiem, paplašinot acs iespējas, piemēram, lupas ar dažādu palielinājumu - no 2x līdz 10x. Noderīgs mērlupa ar skalu redzes laukā. Palielinājuma nepieciešamība kļūst skaidra, salīdzinot attēlu un acs izšķirtspēju. Tiek pieņemts, ka acs izšķirtspēja labākās redzamības attālumā (250 mm) ir 5 mm-1. Lai atšķirtu, piemēram, visas detaļas kosmosa fotoattēlā ar izšķirtspēju 100 mm-1, tas jāpalielina par 100/5 = 20 reizes. Tikai šajā gadījumā varat izmantot visu fotogrāfijā ietverto informāciju. Jāņem vērā, ka ar fotogrāfiskām vai optiskām metodēm nav viegli iegūt fotogrāfijas ar lielu palielinājumu (vairāk nekā 10x): nepieciešami foto palielinātāji. lieli izmēri vai ļoti augsts, grūti īstenojams oriģinālo attēlu apgaismojums.

Attēlu novērošanas iespējas datora ekrānā. Attēlu uztverei svarīgas ir displeja ekrāna īpašības: vislabākie interpretācijas rezultāti tiek sasniegti uz lieliem ekrāniem, kas atveido maksimālā summa krāsas un augsts attēla atsvaidzes intensitāte. Digitālā attēla palielinājums datora ekrānā ir tuvu optimālajam, ja viens attēla pikselis atbilst vienam pikseļa ekrāna pikselim.

Ja ir zināms pikseļu izmērs PIX reljefā (telpiskā izšķirtspēja), attēla skala displeja ekrānā ir vienāda ar:

Piemēram, digitālais satelīta attēls TM/Landsat ar pikseļu izmēru uz zemes PIX = 30 m tiks reproducēts displeja ekrānā ar pix d = 0,3 mm mērogā 1:100 000. Ja nepieciešams ņemt vērā sīkas detaļas, ekrānuzņēmumu, izmantojot datorprogrammu, var papildus palielināt 2, 3, 4 vai vairāk reizes; šajā gadījumā viens attēla pikselis tiek parādīts par 4, 9, 16 vai vairāk ekrāna pikseļiem, bet attēls iegūst acij pamanāmu “pikseļu” struktūru. Praksē visizplatītākais papildu palielinājums 2 - Zx. Lai ekrānā skatītu visu attēlu vienlaikus, attēls ir jāsamazina. Taču šajā gadījumā tiek rādīti tikai katrs 2., 3., 4. utt. attēla rindas un kolonnas un uz tā detaļu un mazu objektu zudums ir neizbēgams.

Efektīva darba laiks, atšifrējot ekrānuzņēmumus, ir īsāks nekā vizuālo izdruku atšifrēšanai. Jāņem vērā arī pašreizējais sanitārās normas darbs pie datora, jo īpaši regulējot dekodera acu minimālo attālumu no ekrāna (vismaz 500 mm), nepārtrauktas darbības ilgumu, elektromagnētisko lauku intensitāti, troksni utt.

Instrumenti un palīglīdzekļi. Bieži vien vizuālās interpretācijas procesā ir nepieciešams veikt vienkāršus mērījumus un kvantitatīvus aprēķinus. Lai to izdarītu, tiek izmantoti dažāda veida palīgrīki: paletes, skalas un toņu tabulas, nomogrammas utt. Stereoskopi tiek izmantoti attēlu skatīšanai stereoskopiski. dažādi dizaini. Par labāko kameru interpretācijas ierīci jāuzskata stereoskops ar dubultu novērošanas sistēmu, kas nodrošina stereopāra skatīšanos ar diviem dekoderiem. Interpretācijas rezultātu pārnešana no atsevišķiem attēliem uz kopēju kartogrāfisko bāzi parasti tiek veikta, izmantojot nelielu īpašu optiski mehānisku ierīci.

Atšifrēšanas rezultātu formulēšana. Vizuālās interpretācijas rezultāti visbiežāk tiek pasniegti grafiskā, tekstuālā un retāk digitālā formā. Parasti atšifrēšanas darba rezultātā tiek iegūts momentuzņēmums, uz kura tiek parādīts nosacītās zīmes pētīti objekti. Dekodēšanas rezultāti tiek fiksēti arī uz caurspīdīga pārklājuma. Strādājot pie datora, ir ērti rezultātus prezentēt printera izdruku (drukāto kopiju) veidā. Pamatojoties uz satelīta attēliem, t.s atšifrēšanas shēmas, kas pēc satura attēlo tematisko karšu fragmentus, kas sastādīti attēla mērogā un projekcijā.

Automatizētā dekodēšana ir attēlā redzamo datu interpretācija, ko veic elektronisks dators. Šī metode tiek izmantota tādu faktoru dēļ kā milzīga datu apjoma apstrāde un digitālo tehnoloģiju attīstība, piedāvājot attēlu automatizētajām tehnoloģijām piemērotā formātā. Attēlu interpretācijai tiek izmantota noteikta programmatūra (programmatūra): ArcGIS, ENVI (skat. 5. att.), Panorama, SOCETSET u.c.

5. att. ENVI 4.7.01 programmas saskarne

Neskatoties uz visām datoru un specializēto programmu izmantošanas priekšrocībām, nepārtrauktu tehnoloģiju attīstību, automatizētajam procesam ir arī problēmas: modeļa atpazīšana mašīnu klasifikācijā, izmantojot šauri formalizētas atšifrēšanas funkcijas.

Lai identificētu objektus, tie tiek sadalīti klasēs ar noteiktām īpašībām; šo telpu sadalīšanas procesu sadaļās un objektu klasēs sauc par segmentāciju. Sakarā ar to, ka objekti fotografēšanas laikā bieži ir slēgti un ar "trokšņiem" (mākoņi, dūmi, putekļi utt.), Mašīnas segmentācijai ir iespējamības raksturs. Lai uzlabotu kvalitāti, objektu spektrālajām iezīmēm (krāsa, atspulgs, tonis) tiek pievienota informācija par objektu formu, faktūru, atrašanās vietu un relatīvo novietojumu.

Mašīnu segmentēšanai un objektu klasifikācijai ir algoritmi, kas izstrādāti, pamatojoties uz dažādiem klasifikācijas noteikumiem:

ar apmācību (uzraudzīta klasifikācija);

bez apmācības (bez uzraudzības klasifikācija).

Klasifikācijas algoritms bez apmācības var diezgan ātri segmentēt attēlu, bet ar lielu kļūdu skaitu. Kontrolētai klasifikācijai ir jānorāda atsauces apgabali, kuros ir tāda paša veida objekti kā klasificējamie. Šis algoritms prasa daudz pūļu no datora un dod rezultātu ar lielāku precizitāti.

3.1. Automatizēta atšifrēšana, izmantojot envi 4.7.01

Lai pētītu kosmosa attēlu interpretācijas un apstrādes metodes, no satelīta Landsat-8 tika atšifrēts attēls uz Udmurtijas Republikas teritoriju. Attēls iegūts no ASV Ģeoloģijas dienesta tīmekļa vietnes. Attēlā skaidri redzama Iževskas pilsēta, bez kropļojumiem lasāms arī Iževskas dīķis, Kamas upes tecējums no Votkinskas pilsētas uz Sarapulas pilsētu. Filmēšanas datums - 15.05.2013 un 05.10.2017. 2013. gada attēla mākoņu pārklājuma procents ir 45%, un attēla augšdaļa ir grūti atšifrējama (tomēr gandrīz viss pavasara-vasaras apsekošanas periods attēlā satur augstu mākoņu saturu). Tāpēc galvenais darbs pie informācijas analīzes notiks ar aktuālāku tēlu.

2017. gada attēla mākoņu pārklājuma procents ir 15% un attēla augšējais labais stūris nav piemērots apstrādei, jo teritorijas virsmu klāj mākoņu grupa.

Attēlā izmantotā koordinātu sistēma ir UTM — Universal Transverse Mercator, kuras pamatā ir WGS84 elipsoīds.

ENVI programmatūras pakotne (PC) ir programmatūras produkts, kas nodrošina pilnu Zemes attālās uzrādes (ERS) optoelektronisko un radaru datu apstrādes ciklu, kā arī to integrāciju ar ģeogrāfiskās informācijas sistēmu (GIS) datiem.

ENVI priekšrocības ietver arī intuitīvu grafisko interfeisu, kas ļauj iesācējam lietotājam ātri apgūt visus nepieciešamos datu apstrādes algoritmus. Loģiski nolaižamās izvēlnes vienumi ļauj viegli atrast funkciju, kas nepieciešama datu analīzes vai apstrādes procesā. Ir iespējams vienkāršot, pārbūvēt, rusificēt vai pārdēvēt ENVI izvēlnes vienumus vai pievienot jaunas funkcijas. 4.7 versijā ir ieviesta ENVI un ArcGIS produktu integrācija.

Lai sagatavotu attēlu dekodēšanas procesam, tas ir jāapstrādā un analīzei jāiegūst pats spektrālais attēls. Lai iegūtu attēlu no attēlu sērijas, ir nepieciešams visus kanālus sakārtot vienā straumē/konteinerā, izmantojot vadības paneļa komandu Layerstacking (skat. 6. att.). Pēc visām transformācijām mēs iegūstam daudzkanālu konteineru/attēlu, ar kuru varam turpināt darbu: filtrēšana, iesiešana, nepārraudzīta klasifikācija, dinamikas noteikšana, vektorizācija. Visiem attēla kanāliem tiks iestatīta tāda pati izšķirtspēja un viena un tā pati projekcija. Lai ielādētu šo komandu, atlasiet: BasicTools>LayerStacking vai Map>LayerStacking .

6. att. ENVI programmas interfeiss - kanālu sakraušana programmā Layerstacking

Vizualizējot multispektrālo attēlu, ENVI programmatūras pakotnes izvēlnē ir nepieciešams izvēlēties šādas komandas: File>OpenExternalFile>QuickBird. Jaunajā AvailableBandsList logā (skat. 7. att.) attēla sintezēšanai RGB līnijās izvēlamies attiecīgi sarkano, zaļo un zilo kanālu - kanālu secību "4,3,2". Rezultātā iegūstam cilvēka acij pazīstamu attēlu (skat. 8. att.) un ekrānā parādās 3 jauni logi - Attēls, ritināšana, tālummaiņa.

7. att. Logs AvailableBandsList

8. att. 2013. gada 15. maijā uzņemtā attēla sintezētais attēls - kanālu secība "4,3,2".

Nesen saistībā ar Landsat-8 attēlu ENVI, kanālu secība "3,2,1" biežāk tiek izmantota, lai iegūtu attēlu tuvu dabiskām krāsām. Lai salīdzinātu divas secības, veiksim filtrēšanas procedūru (attēla logā ir cilne Filtrs), ekrānā parādot abus rezultātus (sk. 9. att.).

9. att. Momentuzņēmuma filtrēšana secībā "3,2,1"

Pateicoties šai komandai, jūs varat uzlabot attēla kvalitāti: šajā gadījumā ir palielinājies mākoņu caurspīdīgums, ir parādījušās skaidras virsmu (ūdens zonas, meži, antropogēnās teritorijas) atdalīšanas kontūras. Faktiski Filter palīdz izlabot attēla "troksni".

Nekontrolēta klasifikācija tiek veikta pēc pikseļu sadales klasēs - līdzīgi spilgtuma raksturlielumi. ENVI ir divi nepārraudzīti klasifikācijas algoritmi: K-means un IsoData. Komanda K-means ir daudz sarežģītāka: tai ir vajadzīgas noteiktas prasmes attēla iestatījumu un izvades rezultātu atlasē. IsoData komanda ir vienkāršāka un prasa tikai mainīt sistēmā norādītos parametrus (skat. 10. att.): galvenais panelis, Klasifikācija - Neuzraudzīta - komanda K-means/ IsoData (skat. 11. att.) .

10. att. IsoData iestatījumu logs ENVI

Iegūtajā nepārraudzītās klasifikācijas piemērā dominē infrasarkanie un zilie kanāli, kas sniedz detalizētu informāciju par hidrotīklu attēla zonā.

11. att. Nepārraudzīta klasifikācija

Izmantojot ENVI kompleksu, ir viegli un ērti reģistrēt attēlu, izmantojot ģeoreferences attēlu, un pēc tam iegūtais attēls tiek izmantots MapInfo. Lai to izdarītu, galvenajā izvēlnē atlasiet Karte>Reģistrācija>AtlasītGCP: Attēls uz karti. Rezultātu var uzreiz parādīt MapInfo salīdzināšanai, saglabājot īpašā formātā (skat. 12. att.).

12. att. Attēla ģeogrāfiskā norāde izmantošanai MapInfo

Attēla vektorizācija ENVI notiek ar tādu pašu datu kopu kā attēlu saistīšana no ENVI programmā MapInfo, izmantojot vektorizācijas komandu: jānorāda projekcija, elipsoīds, zonas numurs (sk. 13. att.).

Izmaiņu dinamika atlasītajā teritorijā tiek izsekota, izmantojot daudzlaiku vairāku zonu attēlus (2013. un 2017. gadam). Dinamiku var izsekot 3 veidos:

mirgošanas metode;

"sendviča" metode - slāņu kombinācija MapInfo;

izmantojot maiņas karti.

13. att. Attēlu vektorizācija

Mirkšķināšanas metode izveido divus dažādus logus ar 2 momentuzņēmumiem, izmantojot komandu NewDisplay logā, lai atlasītu parādāmos slāņus. Abi attēli ir saistīti, izmantojot komandu LinkDisplays logā Image, un ekrānā var redzēt abus attēlus, kas dažādos laika punktos pārvietojas vienādi, attēlojot vienu un to pašu laukumu (skat. 14. att.). Ar datora peles klikšķi displeji ar attēliem mainīsies vietām - mirgo, kas ļaus noteikt izmaiņas (dinamiku).

14. att. Dinamiskā noteikšana - mirgošanas metode

"Sendviča" metode sastāv no abu attēlu vienlaicīgas kombinācijas, kas iepriekš saglabāti Jpeg2000/.jp2 formātā, izmantojot komandu Fails - Saglabāt attēlus. Alternatīvi abi attēli ir jāatver programmā Mapinfo vienā projekcijā (Universal Transverse Mercator). Ērtam salīdzinājumam augšējā slāņa/attēla caurspīdīgums tiek mainīts uz 50% un tiek veikta vizuāla izmaiņu meklēšana, kam seko dinamikas laukumu piešķiršana (skat. 15. att.).

Ja 2 iegūtie attēli ir ģeoreferencēti, atdalīti ar slāņiem un geotiff/tiff formātu, tad ir mūsdienīga faktiskā metode - mainīt karti. Abos attēlos jāizvēlas viena veida slānis, piemēram, trešais - zaļš. Pārveidojumu rezultātā tiek iegūta karte ar lielu trokšņu daudzumu, kas prasa filtru korekcijas.

15. att. Atklājot dinamiku - "sviestmaizes" veids

Ja salīdzina visas trīs metodes, tad darba autoru vairāk iespaido "sviestmaizes" metode, jo mirkšķināšanas metode spēcīgi noslogo redzi un izraisa priekšlaicīgu fizioloģisku acu nogurumu. Izmaiņu kartes izveide ne vienmēr ir efektīva, jo. Troksni nevar pilnībā noņemt.

Piemēram, attēliem, kas uzņemti ar gaisa kameru ar fokusa attālumu / = 70 mm, C = 250 = 3,5. Sekojoši,

stereoskopiskā skatē attēlus, kas iegūti ar īsa fokusa gaisa kamerām, reljefs tiek uztverts kā pārspīlēts, kas atvieglo tā dažādo mikroformu izpēti. Šajā gadījumā jāpatur prātā, ka, stereoskopiski uztverot šādus attēlus, nogāzes šķiet daudz stāvākas nekā patiesībā.

Vizuālajā interpretācijā, izmantojot binokulārās redzes īpašības, ir lietderīgi novērot ne tikai stereoskopiskus attēlu pārus, bet arī no attēliem veidotus pārus. dažāda krāsa(binokulāro krāsu sajaukšana), melnbalts un krāsains, asi (spīdīgi) un mīksti (matēti) kadri utt.

3.1.3. Attēlu vizuālās interpretācijas veidi un metodes

Vizuālās interpretācijas laikā izpildītājs atpazīst objektus kosmosa attēlā, nosaka to kvalitāti un dažus kvantitatīvās īpašības, atklāj attiecības starp objektiem, parādībām un procesiem, kā arī fiksē interpretācijas rezultātus grafiskā formā.

Svarīga metodoloģiska pieeja ģeogrāfiskajā atšifrēšanā ir atšifrējamu objektu analīze izstrādes stadijā un ciešā saistībā ar to vidi. Dekodēšana tiek veikta pēc principa no vispārējā uz konkrēto. Aviācijas un kosmosa attēls ģeogrāfam, pirmkārt, ir pētāmās teritorijas informācijas modelis, kas tiek uztverts kopumā. Tomēr mērķtiecīgas dekodēšanas laikā izpildītājs parasti saskaras gan ar lieku (lieku) attēlā esošo informāciju, gan ar nepieciešamās informācijas trūkumu. Vēlreiz jāuzsver, ka aviācijas attēlu interpretācija prasa noteiktas zināšanas un prasmes. Jo dziļāk profesionālās zināšanas veicējs par pētījuma priekšmetu, jo precīzāka, pilnīgāka un ticamāka ir no attēla iegūtā informācija. Vizuālās dekodēšanas, kas ir ar mākslu robežojoša intelektuāla darbība, rezultāti būtiski ir atkarīgi ne tikai no attēlu īpašībām, bet arī no dekodētāja pieredzes, erudīcijas, spējas saprast, nereti arī intuīcijas.

Dekodēšanas tehnoloģiskās shēmas. Attēlu interpretācija, gan izpēte, gan ražošana, vienmēr tiek veikta mērķtiecīgi. Ģeogrāfi, izmantojot attēlus, pēta dažāda ranga ģeosistēmas, to sastāvdaļas, kā arī atsevišķus objektus.

jūs, parādības un procesi, veicot ainavu, ģeomorfoloģisko, hidroloģisko, glacioloģisko un cita veida interpretāciju.

Interpretācijas darba tehnoloģija un organizācija būtiski ir atkarīga no tās uzdevumiem, teritorijas, attēlu mēroga un veida (fotografiskais vai skeneris, termiskais, radars utt.), no atsevišķu attēlu vai to sēriju izmantošanas (vairāku zonu, vairāku attēlu). īslaicīgs). Atšifrēšanai ir dažādas organizatoriskas un tehnoloģiskas shēmas, taču tās visas ietver šādas darbības:

2) atšifrēšanas objektu kopas identificēšana (iepriekšēja leģendas sastādīšana nākotnes atšifrēšanas shēmai vai kartei);

3) attēlu atlase interpretācijai, attēlu pārveidošana, lai palielinātu to izteiksmīgumu, instrumentu sagatavošana un palīglīdzekļi atšifrēšana. Jāpatur prātā, ka attēli, kas ir optimāli vienas problēmas risināšanai, var nebūt efektīvi citai problēmai;

4) aviācijas un kosmosa attēlu pareiza interpretācija un to ticamības novērtēšana;

5) dekodēšanas rezultātu reģistrācija.

Jebkura darba centrālais punkts ir aviācijas un kosmosa attēlu faktiskā interpretācija. Tematisko interpretāciju var veikt pēc divām galvenajām loģiskajām shēmām. Pirmā shēma paredz vispirms objektu atpazīšanu un pēc tam to grafisko atlasi; otrā shēma - pirmkārt, grafiskā atlase attēlā apgabaliem ar tāda paša veida attēlu, un pēc tam to atpazīšana. Abas shēmas beidzas ar interpretācijas posmu, atšifrēšanas rezultātu zinātnisko interpretāciju. Strādājot ar attēliem, īpaši ar kosmosa attēliem, dekodētājs plaši izmanto papildu materiālus, parasti kartogrāfiskos, kas kalpo atšifrēšanas pazīmju precizēšanai un atšifrēšanas rezultātu novērtēšanai.

Pirmā shēma izrādās universāla, lai atrisinātu lielāko daļu problēmu; tas guvis plašu atzinību vizuālās interpretācijas praksē. Otrā shēma ir ļoti efektīva salīdzinoši vienkāršu objektu atšifrēšanai pēc spilgtuma pazīmēm, taču tai ir ierobežots pielietojums. Abas šīs shēmas datorinterpretācijā ir ieviestas klasifikācijas tehnoloģijās ar apmācību un bez tās.

atšifrēšanas zīmes. Aviācijas un kosmosa attēlā objekti atšķiras viens no otra ar vairākām atšifrēšanas (atmaskošanas) pazīmēm. Nosakiet galvenās iezīmes, kas

ierasts iedalīt tiešajā (vienkāršā un sarežģītajā) un netiešajā (krāsu t.sk. I, 5). Tiešas vienkāršas atšifrēšanas pazīmes ir attēla un ēnas forma, izmērs, tonis (krāsa), un sarežģīta (sarežģīta) funkcija, kas apvieno iepriekš minētās pazīmes, ir attēla raksts. Netiešās zīmes balstās uz attiecībām starp objektiem, uz iespēju identificēt objektus, kas attēlā nav redzami ar citiem labi attēlotiem objektiem. Netiešās zīmes ir arī objekta atrašanās vieta, ģeogrāfiskais tuvums, objekta ietekmes uz vidi pēdas.

Katram objektam ir savas īpašības, kas izpaužas tiešās un netiešās atšifrēšanas pazīmēs, kas kopumā nav nemainīgas, bet atkarīgas no gadalaika, laika un apsekojuma spektrālajiem diapazoniem, attēla mēroga utt. Visvairāk izstrādātas redzamā diapazona attēliem, šīm funkcijām ir savas īpašības termiskajos un radara attēlos. Tādējādi attēla tonis attēlos redzamajā diapazonā ir atkarīgs no objektu spilgtuma, termiskajā infrasarkanajā - no to temperatūras, bet radio diapazonā - no virsmas raupjuma, mitruma satura un objekta ģeometrijas. apgaismojums ar radio staru. Termiskajos infrasarkanajos attēlos nav tādas atšifrēšanas funkcijas kā ēna, un radara attēlos plakano apgabalu attēla struktūras izmantošanu apgrūtina plankumaina trokšņa klātbūtne. Atkarībā no konkrētajiem apstākļiem mainās atšifrējamo zīmju relatīvā nozīme un pašas zīmes. Iesācējs izpildītājs vairāk strādā ar tiešām atšifrēšanas funkcijām; prasmīga netiešo zīmju izmantošana liecina par dekodētāja augsto kvalifikāciju.

Tiešā (tūlītējā) atšifrēšanā tiek izmantotas tiešās zīmes. Mēs piedāvājam to īpašības redzamā diapazona attēliem.

Forma ir efektīva tieša zīme vizuālajā interpretācijā. Tieši kontūras formā ir ietverta galvenā informācijas daļa par objektu. Antropogēnajiem objektiem ir ģeometriski pareiza, standarta forma - lauksaimniecības lauki izceļas ar taisnstūra formu (krāsu t.sk. I, 5, a), lidlauki tiek identificēti, krustojot svītras. Trīsdimensiju forma ļauj atpazīt objektus stereoskopiski.

Izmērs ir funkcija, ko galvenokārt izmanto, strādājot ar liela mēroga attēliem. Ēkas ar dažādu funkcionālo mērķi izceļas pēc izmēriem (krāsu t.sk. I, 5, b), ir atdalīti graudu un lopbarības augseku lauki. Lieluma aplēse atšifrēšanas procesā parasti tiek veikta, vizuāli salīdzinot ar zināma objekta izmēru. Ir nozīme gan absolūtajiem izmēriem, gan to attiecībām.

Attēla tonis (melnuma pakāpe), ko nosaka objekta spilgtums un attēla spektrālais laukums, palīdz atdalīt

galvenie virsmas veidi: sniegs, atklāta zeme, veģetācija. Vieta saules atspīdums attēlā bieži norāda uz ūdenstilpēm. Tomēr tonis nav stabila funkcija. Pat ar tādu pašu apgaismojumu var parādīties viens un tas pats objekts dažādas daļas attēlu citā tonī un otrādi. Toņu attiecība ir daudz stabilāka – toņu kontrasti. Vairāku zonu attēlā viena un tā paša objekta tonis, kas reproducēts zonu attēlu sērijā, būs atšķirīgs. Korelējot ar spektrālā spilgtuma līkni, tas pārvēršas par sarežģītu tiešo zīmi - objekta spektrālo attēlu.

Krāsa ir informatīvāka un uzticamāka funkcija nekā melnbaltā attēla tonis. Ūdens objekti, meži, pļavas, uzarti lauki labi izceļas pēc krāsas (krāsu t.sk. I, 5, c). Izmantojot attēlus ar mērķtiecīgi izkropļotām krāsām, atdaliet dažādus veģetācijas veidus, klintis utt.

Ēnu var attiecināt gan uz tiešajām, gan netiešajām atšifrēšanas zīmēm. Fotoattēlos un skenera attēlos tas ir sadalīts pareizajos un incidentos. Ēna uz detalizētajām fotogrāfijām atspoguļo fotografējamā objekta siluetu un ļauj novērtēt tā augstumu (krāsu t.sk. I, 5, d). Tā kā ēnai vienmēr ir relatīvs kontrasts, kas ir daudz lielāks nekā pašam objektam, bieži vien tikai krītoša ēna ļauj atklāt pēc plāna mazus, bet augstus objektus, piemēram, rūpnīcas skursteņus. Kalnu reģionos dziļas ēnas apgrūtina atšifrēšanu. Ēnas būtiski ietekmē attēla zīmējumu.

Attēla zīmējums - stabila kompleksa atšifrēšanas funkcija, kas nodrošina nepārprotamu identifikāciju ne tikai tādiem objektiem kā lauksaimniecības lauki, apmetnes, bet arī dažādi veidiģeosistēmas. Ir vairākas aviācijas un kosmosa attēlu modeļu klasifikācijas, kurās tie tiek iedalīti, izmantojot terminus ar vienu vai diviem īpašības vārdiem: granulēts, mozaīka, radiāla strūkla utt. Katram dabas teritoriālajam kompleksam raksturīgs noteikts raksts uz attēla, kas atspoguļo tā morfoloģisko struktūru (krāsu t.sk. I, 6). Attēlā attēli atšķir tekstūru - rakstu veidojošo elementu formu un struktūru - faktūras elementu telpisko izvietojumu. Dažkārt attēla modeli raksturo kvantitatīvie rādītāji, kas kalpo par pamatu morfometriskajai interpretācijai.

Datorinterpretācijā ar digitālā attēla faktūru parasti saprot pikseļu spilgtuma vērtību telpisko mainīgumu, kas daļēji apvieno vizuālajā interpretācijā parasti izšķiramo faktūras un struktūras jēdzienu saturu.

Morfometriskā interpretācija. Objektu atšifrēšanas atribūts - forma - parasti tiek noteikts atšifrēšanas laikā

vizuāli, bet pēc tās mērījumiem iespējama precīzāka objektu atdalīšana pēc formas. Papildus atsevišķu objektu formai tiek noteikti objektu formas kvantitatīvi statistiskie raksturlielumi. masas sadalījums un to izplatība – tās var kalpot arī kā zīmes noteikta veida objektus.

Tiek saukta objektu atpazīšana un izpēte, pamatojoties uz kvantitatīvo rādītāju noteikšanu, kas raksturo to formu, izmēru, telpiskā sadalījuma pazīmes, attēla rakstu - tā faktūru un struktūru. morfometrisks atšifrēšana. Morfometrisko parametru noteikšanas metodes, kuru skaits dažādās pētniecības jomās mērāms desmitos, ir dažādas, sākot no vienkāršākajiem vizuālajiem un instrumentālajiem mērījumiem līdz pat attēlu apstrādei datorā.

Morfometriskā interpretācija tiek izmantota, strādājot ar dažāda mēroga attēliem – sākot no liela mēroga aerofotogrāfijām un beidzot ar satelītattēliem. To izmanto dažādās tematiskās jomas pētījumiem. Piemēram, meža inventarizēšanā viens no svarīgiem stādījumu novērtēšanas uzdevumiem - mežaudžu bonīta (t.i., to kvalitātes, koksnes krājumu) noteikšana - tiek risināts netieši, balstoties uz vainaga diametra un lapotnes blīvuma analīzi, izmantojot liela mēroga antenu. fotogrāfijas; šo raksturlielumu statistiskos rādītājus iegūst, mērot profilus uz stereofotogrammetriskiem instrumentiem.

Vēl viens ģeoloģiskajos un ģeomorfoloģiskajos pētījumos izmantoto attēlu morfometriskās analīzes veids ir lūzumu tektonikas elementu sadalījuma analīze (līniju garums, virziens, blīvums). To sadalījuma diagrammas, kas iegūtas no līniju atšifrēšanas rezultātiem, kalpo par pamatu, lai identificētu teritorijas ar dažādām pagraba struktūrām, kurām ir dažādas perspektīvas derīgo izrakteņu atradņu meklēšanai. Šādai attēlu analīzei to plaši izmanto programmatūra datoru apstrāde. aizvērt uzdevumu- teritorijas zonējums atbilstoši erozijas sadalīšanās intensitātei, piemēram, pēc gravu-gru tīkla blīvuma. Tagad tiek nodrošināta arī izolēšana no attēlu apgabaliem ar atšķirīgu blīvumu un sadalīšanas dziļumu, slīpuma leņķiem un nogāžu ekspozīciju, pamatojoties uz stereo modeli un digitālu modeli, kas izveidots no attēliem datorprogrammas. Sarežģītāka ir ainavu pētījumos izmantotā attēla modeļa morfometriskā interpretācija, jo modeļa īpašības ir grūtāk formalizēt un kvantitatīvi noteikt. Neskatoties uz to, ainavu zīmējumu kvantitatīvās īpašības tiek pētītas, lai izstrādātu uz tām balstītus ainavas morfometriskās datorinterpretācijas algoritmus.

Indikatīvā dekodēšana. Atšķirībā no tiešās netiešs dekodēšana, kuras pamatā ir dabā objektīvi eksistējošu objektu un parādību savstarpējā saistība un savstarpējā atkarība, dekodētājs nosaka nevis pašu objektu, kas var nebūt attēlā attēlots, bet gan tā rādītāju, indikators. Visbiežāk kā indikatori tiek izmantoti veģetācijas segums, kā arī topogrāfija un hidrogrāfija. Pamatā ir netiešas pazīmes ainava atšifrēšanas metode, kuras pamatā ir daudzpusēji savienojumi starp atsevišķām ainavas sastāvdaļām, starp atšifrējamo objektu un visu dabisks komplekss. Parasti, samazinoties attēlu mērogam, palielinās netiešo atšifrēšanas pazīmju loma.

Uz tsv. t.sk. I, 5 ir objektu piemēri, kas atšifrēti ar netiešām zīmēm. Augsnes izmirkšanas plankumi laukos liecina par iegrimšanas mikroreljefa attīstību un tuvu gruntsūdeņu līmeni. Virszemes morēnu cilpas un krokas uz ledāja norāda, ka šis ir pulsējošs ledājs un ir sagaidāms, ka tas kustēsies.

Netiešo atšifrēšanu, izmantojot indikatorus, sauc par indikatoru atšifrēšanu, kurā novērošanai mazāk pieejami komponenti vai procesi tiek identificēti, pamatojoties uz novērotajām ainavas "fiziognomiskajām" sastāvdaļām. Šādas atšifrēšanas ģeogrāfiskais pamats ir indikatormācība (indikatīvā ainavu zinātne). Indikatīvajai interpretācijai ir īpaši svarīga loma, strādājot ar satelīta attēliem, kad tiešās pazīmes zaudē savu nozīmi attēla spēcīgā vispārinājuma dēļ. Plakanu apgabalu satelītattēlos galvenokārt tiek parādīts ārējais veģetācijas segums. zemes virsma, kuras dēļ parādās mikroreljefs; veģetāciju var izmantot arī, lai novērtētu augsnes un augsnes. Indikatīvās atšifrēšanas laikā tie veido t.s rādītāju tabulas, kur katram indikatora veidam vai stāvoklim norādīts tam atbilstošais attēlotā objekta veids. Šāds paņēmiens īpaši rūpīgi izstrādāts hidroģeoloģiskai interpretācijai, kad pēc veģetācijas izplatības var noteikt ne tikai pazemes ūdeņu klātbūtni, bet arī sastopamības dziļumu un mineralizāciju.

Objekti, kuru saistība ar pētāmo parādību no pirmā acu uzmetiena nav acīmredzama, var darboties kā indikatori. Tādējādi vairākkārt tika konstatēta lineāru gubu mākoņu grēdu veidošanās virs lieliem tektoniskiem lūzumiem. Lauka ģeofizikālie pētījumi ir parādījuši, ka pa šādiem lūzumiem paceļas papildu siltuma plūsmas, kas izskaidro mākoņu veidošanos, kas tādējādi var darboties kā defektu indikators.

Izmantojot indikācijas dekodēšanu, ir iespējama pāreja no telpiskajiem raksturlielumiem uz laika raksturlielumiem. Pamatojoties uz identifikāciju telpiski un laikā rindas pēc indikācijas zīmēm, iespējams noteikt procesa relatīvo vecumu vai attīstības stadiju. Dažādas formas alasov uz

Rīsi. 3.9. Kustību izsekotāji:

a - ledāja virsmas mediānas morēnas; b - smilšainas grēdas tuksnesī, izstieptas valdošo vēju virzienā; c - dažāda duļķainuma ūdens plūsmas, ko upe ienes jūrā; d - fitoplanktons uz jūras virsmas, vizuālais

lizējošā sēņu strāva

satelītattēli mūžīgā sasaluma zonā, to attiecības ar termokarsta ezeriem norāda uz mūžīgā sasaluma termokarsta procesu attīstības stadijām, ļaujot atdalīt jaunu, nobriedušu, nobriedušu termokarsta reljefu.

Masu objekti (traceri) bieži kalpo kā indikatori ūdens masu kustībai okeānā, virszemes vējiem, ledāju ledum, kas kopā vizualizē kustības virzienu un raksturu (3.9. att.). Viņu lomu var spēlēt salauzts ledus, suspensijas, fitoplanktons, kas izseko ūdeņu kustībai jūrā, mediānas morēnas, plaisu raksts vai slāņojums uz kalnu ledāja virsmas. Ūdeņu kustību labi vizualizē ūdens virsmas temperatūras kontrasti - tieši no termiskiem infrasarkanajiem attēliem atklājas Pasaules okeāna virpuļstruktūra. Smilšainu masīvu un sastrugu eoliskās reljefa formas uz sniegotās lokšņu ledāju virsmas norāda uz virszemes vēja plūsmu dominējošo virzienu. Tiek atklāts ne tikai virziens, bet arī dažas kustības kvantitatīvās īpašības, tās ātrums. Piemēram, ogīvu loki uz kalnu ledāja, kas parādās zem leduskrituma, virzoties lejup kopā ar ledu, tiek izstiepti gar ledāja asi, kas liecina par lielāku ātrumu vidusdaļā, salīdzinot ar ledus kustības ātrumu sānos. ledāja, kas liecina par lamināru, nevis blokveida veidu.ledus kustība.

Daudzzonu attēlu dekodēšana. Vairāku zonu kosmosa attēls parasti sastāv no 4-6 attēlus, kas iegūti salīdzinoši šaurās spektra zonās. Šāda veida attēli var ietvert arī radara attēlus, kas iegūti gan reģistrējot dažāda garuma atstarotos radioviļņus, gan ar to atšķirīgo polarizāciju. Darbs ar zonālo attēlu sēriju ir grūtāks nekā ar vienu attēlu, un vairāku zonu attēlu interpretācijai ir jāizmanto īpašas metodoloģiskas pieejas. Vispusīgākā pieejakrāsu attēlu sintēze,tostarp tādas krāsu sintēzes opcijas izvēle, kas ir optimāla konkrētas atšifrēšanas problēmas risināšanai. Papildu rezultātus var iegūt arī strādājot ar virkni ahromatisku(melns un balts) zonas attēli. Šajā gadījumā tiek izmantotas divas galvenās metodoloģiskās pieejas -salīdzinošs un konsekventi atšifrēšana.

Salīdzinošā atšifrēšana zonālo attēlu sērija ir balstīta uz attēlā attēloto objektu spektrālo attēlu izmantošanu. Objekta spektrālo attēlu fotografētajā attēlā vizuāli nosaka tā attēla tonis zonālu sērijā. melns un balts attēli; tonis tiek novērtēts standartizētā skalā optiskā blīvuma vienībās. Pamatojoties uz iegūtajiem datiem, tiek veidota spektrālā attēla līkne (3.10. att.), kas atspoguļo attēla optiskā blīvuma izmaiņas.

Rīsi. 3.10. Galveno mežu veidojošo sugu un citu objektu spektrālā attēla līknes, kas iegūtas no zonālo attēlu MKF-6 / Sojuz-22 fotogrāfisko izdruku sērijām (vertikālās līnijas grafikos

atbilst filmēšanas laukumiem):

1 - smiltis; 2 - pļavas (alases); 3 - priede;4 - lapegle; 5 - bērzs, vītols,

papele; 6 - egle; 7 - plēne; 8 - ūdens

attēlus dažādās spektrālajās zonās. Šajā gadījumā izdruku D optiskā blīvuma vērtības, kas uzzīmētas pa ordinātu asi, atšķirībā no pieņemtās, samazinās uz augšu pa asi, lai spektrālā attēla līkne atbilstu spektrālā spilgtuma līknei. Dažas komerciālas programmas nodrošina automātisku spektrālo attēlu uzzīmēšanu no digitālajiem attēliem. Daudzzonu attēlu salīdzinošās interpretācijas loģiskā shēma ietver šādas darbības: objekta spektrālā attēla noteikšana no attēliem - salīdzināšana ar zināmo spektrālo atstarošanos - objekta identifikācija.

Atšifrējot kontūras visā attēla laukumā, spektrālais attēls tiek veiksmīgi izmantots arī atšifrējamo objektu sadalījuma robežu noteikšanai, ko veic ar salīdzinošās atšifrēšanas metodēm. Paskaidrosim tos. Katrā no zonālajiem attēliem noteiktas objektu kopas ir atdalītas ar attēla toni, un šīs kopas atšķiras attēliem dažādās zonās. Piemēram, tajā, kas parādīts attēlā. 3.11 piemērs attēlā sarkanajā zonā (K), priede, egļu meži un izdegušās vietas, un tuvajā infrasarkanajā (IR) - egļu meži un izdegušās vietas. Match-! Zonālo attēlu dalījums ļauj nodalīt šos agregātus un izdalīt atsevišķus objektus, šajā gadījumā – priežu mežus. Šādu salīdzinājumu var īstenot, apvienojot (“atņemot”) zonas attēlu atšifrēšanas shēmas / uz kurām katrā tiek identificētas dažādas objektu kopas / vai iegūstot diferencētus attēlus no zonālajiem attēliem. Zonālo attēlu atņemšanas darbību secību vai to dekodēšanas shēmas var ierakstīt dekodēšanas formulu veidā (sk. 3.11. att.). Salīdzinošā interpretācija ir vispiemērotākā augu objektu, galvenokārt mežu un kultūraugu, izpētē.

K — IR vai IR — K

Lapegles meži (L) priežu meži(NO)

Egļu meži un izdegušās vietas (F + D) Aļasija

L \u003d (L + C) ik - C \u003d (L + C) ik - [(C + E + G) k - (E + G) "]

Rīsi. 3.11. Daudzzonu attēlu MKF-6 / Sojuz-22 salīdzinošā interpretācija vidējās taigas zonas mežu atdalīšanai pēc sugu sastāva (Centrālais Jakutas līdzenums, Viļujas upes vidustece)

Secīgā atšifrēšana ir balstīta uz to, ka dažādi objekti tiek optimāli parādīti attēlos dažādās spektrālajās zonās. Piemēram, sekla ūdens fotogrāfijās sakarā ar atšķirīgu staru iespiešanos no dažādām spektrālajām zonām (K, O, 3) ūdens vide atrast kartēšanas objektus, kas atrodas uz atšķirīgs dziļums, un vairāku zonu attēlu sērijas interpretācija ļauj veikt vairāku dziļumu analīzi (3.12. att.).

Rīsi. 3.12. Daudzzonu attēlu secīga interpretācija

IFF-v / Soyuz-22 dažādiem dziļumiem

grunts reljefa formu analīze Kaspijas jūras seklajā ziemeļaustrumu daļā:

1 - zemūdens krēpes; 2 - nogāžu augšējās daļas; 3 - nogāžu apakšējās daļas; 4 - saplacināts starpkrīts

nye depresijas; 5 - starpkalnu dobumi

Vairāku zonu attēlu secīgajā interpretācijā tiek izmantots arī fakts, ka veģetācijas tumšās kontūras sarkanajā zonā uz gaišāka fona, palielinoties tās attēla spilgtumam tuvajā infrasarkanajā zonā, šķiet, "pazūd ” no attēla, netraucējot uztvert lielas tektoniskās struktūras un reljefa iezīmes. Tas paver iespēju, piemēram, ģeomorfoloģiskajos pētījumos no dažādiem zonālajiem attēliem atšifrēt dažādas ģenēzes reljefa formas - endogēnās no attēliem tuvajā infrasarkanajā zonā un eksogēnās - sarkanajā. Secīgā dekodēšana nodrošina tehnoloģiski salīdzinoši vienkāršas rezultātu pakāpeniskas summēšanas darbības.

Daudzlaiku attēlu atšifrēšana. Daudzlaiku attēli nodrošina kvalitatīvu pētāmo objektu izmaiņu izpēti un objektu netiešu interpretāciju pēc to dinamiskajām iezīmēm.

Dinamikas izpēte. Dinamiskās informācijas iegūšanas process no attēliem ietver izmaiņu identificēšanu, to grafisko attēlojumu un jēgpilnu interpretāciju. Lai noteiktu izmaiņas daudzlaiku attēlos, tie ir jāsalīdzina savā starpā, kas tiek veikts ar alternatīvu (atsevišķu) vai vienlaicīgu (kopīgu) novērošanu. Tehniski daudzlaiku attēlu vizuālo salīdzināšanu visvienkāršāk veic, novērojot tos pa vienam. Ļoti veca "mirkšķināšanas" metode (mirgošanas metode) ļauj, piemēram, pavisam vienkārši atklāt jaunuzrādītu atsevišķu objektu, ātri pētot divus attēlus dažādos laikos pēc kārtas. No mainīga objekta kadru sērijas var salikt ilustratīvu kinogrammu. Tātad, ja Zemes attēli, kas saņemti 0,5 stundās no ģeostacionāriem satelītiem tādā pašā leņķī, tiek montēti “zvana” filmā vai animācijas failā, tad ekrānā ir iespējams atkārtoti reproducēt mākoņu ikdienas attīstību.

Sīku izmaiņu noteikšanai efektīvāka izrādās nevis pārmaiņus, bet gan kopīga multitemporālu attēlu novērošana, kam tiek izmantotas speciālas tehnikas: attēlu apvienošana (monokulārā un binokulārā); atšķirības vai summas (parasti krāsu) attēla sintezēšana; stereoskopiski novērojumi.

Monokulārā novērošanā attēli, kas samazināti līdz tādam pašam mērogam un projekcijai un izveidoti uz caurspīdīga pamata, tiek uzlikti viens virs otra un tiek skatīti caur gaismu. Veicot attēlu datorinterpretāciju kopīgai attēlu apskatei, ieteicams izmantot programmas, kas nodrošina kombinēto attēlu uztveri kā

caurspīdīgi vai "atklājoši" viena attēla laukumi uz cita attēla fona.

Binokulārā novērošana, kad katrs no diviem dažādos laikos uzņemtajiem attēliem tiek skatīts ar vienu aci, visērtāk tiek veikts, izmantojot stereoskopu, kurā novērošanas kanāliem ir neatkarīga attēla palielinājuma un spilgtuma regulēšana. Binokulārie novērojumi labi ļauj noteikt izmaiņas skaidros objektos uz samērā vienmērīga fona, piemēram, izmaiņas upes tecējumā.

No daudzlaiku melnbaltiem attēliem ir iespējams iegūt sintezēts krāsains attēls. Tiesa, kā rāda pieredze, šāda krāsaina attēla interpretācija ir sarežģīta. Šis paņēmiens ir efektīvs tikai tad, ja tiek pētīta objektu dinamika, kuriem ir vienkārša struktūra un ir asas robežas.

Pētot izmaiņas kustību, objektu kustības dēļ, vislabākos rezultātus dod stereoskopiskā novērošana daudzlaiku attēli (pseido-stereo efekts). Šeit var novērtēt kustības raksturu, stereoskopiski uztvert kustīga objekta robežas, piemēram, aktīva zemes nogruvuma robežas kalna nogāzē.

Atšķirībā no secīgām daudzlaiku attēlu kopīgas novērošanas metodēm, tām ir nepieciešamas iepriekšējas korekcijas – to nodošana vienā mērogā, transformācija, un šīs procedūras bieži ir sarežģītākas un laikietilpīgākas nekā pati izmaiņu definīcija.

Dekodēšana pēc dinamiskām funkcijām. Ģeogrāfisko objektu temporālo izmaiņu modeļi, kam raksturīga stāvokļu maiņa laika gaitā, var kalpot par to atšifrēšanas pazīmēm, kuras, kā jau minēts, sauc par objekta pagaidu attēlu. Piemēram, termoattēli, kas iegūti dažādos diennakts laikos, ļauj atpazīt objektus ar noteiktām dienas temperatūras izmaiņām. Strādājot ar daudzlaiku attēliem, tiek izmantoti tie paši paņēmieni, kā atšifrējot vairāku zonu attēlus. Tie ir balstīti uz secīgu un salīdzinošu analīzi un sintēzi, un tie ir izplatīti darbam ar jebkuru attēlu sēriju.

Lauka un kameras interpretācija. Laukumā Atšifrējot, objektu identificēšana tiek veikta tieši uz zemes, salīdzinot objektu natūrā ar tā attēlu fotogrāfijā. Dekodēšanas rezultāti tiek piemēroti attēlam vai tam pievienotam caurspīdīgam pārklājumam. Šis ir visdrošākais atšifrēšanas veids, bet arī visdārgākais. Lauka interpretāciju var veikt ne tikai fotogrāfiju izdrukām, bet arī ekrāna (digitālajiem) attēliem. Pēdējā gadījumā parasti tiek izmantots lauka mikrodators ar jutīgu displeju. brūču tablete, kā arī īpaša programmatūra

nē. Dekodēšanas rezultāti tiek atzīmēti ekrāna laukā, izmantojot datora pildspalvu, fiksēti ar parasto simbolu kopumu un ierakstīti teksta vai tabulas veidā vairākos mikrodatora atmiņas slāņos. Ir iespējams ievadīt papildu skaņas informāciju par atšifrēšanas objektu. Lauka interpretācijas laikā bieži vien ir nepieciešams uz attēliem ievietot trūkstošos objektus. Papildu šaušana tiek veikta ar acu vai instrumentālo metodi. Šim nolūkam tiek izmantoti satelīta pozicionēšanas uztvērēji, kas ļauj laukā noteikt attēlā neesošo objektu koordinātas ar gandrīz jebkuru nepieciešamo precizitāti. Atšifrējot attēlus mērogā 1:25 000 un mazāku, ir ērti izmantot pārnēsājamos satelīta uztvērējus, kas savienoti ar mikrodatoru vienā dekodētāja lauka komplektā.

Lauku interpretācijas veids ietver aerovizuālo interpretāciju, kas ir visefektīvākā tundrā, tuksnesī. Helikoptera vai vieglās lidmašīnas lidojuma augstums un ātrums tiek izvēlēts atkarībā no attēlu mēroga: tie ir lielāki, jo mazāks mērogs. Aerovizuālā interpretācija ir efektīva, strādājot ar satelīta attēliem. Taču tā īstenošana nav vienkārša – izpildītājam jāspēj ātri orientēties un atpazīt objektus.

Kameras dekodēšanā, kas ir galvenais un visizplatītākais dekodēšanas veids, objektu atpazīst tiešas un netiešas atšifrēšanas pazīmes, neieejot laukā un tieši salīdzinot attēlu ar objektu. Praksē abus atšifrēšanas veidus parasti apvieno. To kombinācijas racionālā shēma paredz kosmosa attēlu sākotnējo kameru, selektīvo lauka un galīgo kameru interpretāciju. Lauka un kameras interpretācijas attiecība ir atkarīga arī no attēlu mēroga. Liela mēroga aerofotogrāfijas galvenokārt tiek interpretētas laukā. Strādājot ar satelīta attēliem, kas aptver lielas platības, palielinās kamerālās interpretācijas loma. Zemes lauka informācija, strādājot ar kosmosa attēliem, bieži tiek aizstāta ar kartogrāfisko informāciju, kas iegūta no kartēm - topogrāfiskā, ģeoloģiskā, augsnes, ģeobotāniskā u.c.

Atsauces dekodēšana. Kameras interpretācija ir balstīta uz izmantošanu atšifrēšanas standarti izveidots laukā galvenajās konkrētajai teritorijai raksturīgās jomās. Tādējādi atšifrēšanas standarti ir raksturīgu apgabalu attēli, uz kuriem uzdrukāti tipisku objektu atšifrēšanas rezultāti, kam pievienota atšifrēšanas pazīmju īpašība. Turklāt standarti tiek izmantoti kameras dekodēšanā, kas tiek veikta ar ģeo-

grafiskā interpolācija un ekstrapolācija, t.i., izplatot identificētās dekodēšanas funkcijas apgabalos starp standartiem un ārpus tiem. Kameras interpretācija, izmantojot standartus, tika izstrādāta grūti sasniedzamu vietu topogrāfiskajā kartēšanā, kad vairākās organizācijās tika izveidotas standartu foto bibliotēkas. Mūsu valsts kartogrāfijas dienests izdeva dažādu objektu aerofotogrāfiju interpretācijas paraugu albumus. Kosmosa attēlu tematiskajā interpretācijā, lielākā daļa no tiem ir daudzzonu, šādu pasniedzēju lomu spēlē Maskavas Valsts universitātē apmācītie. M.V. Lomonosova zinātniskie un metodiskie atlanti “Daudzzonu kosmosa attēlu atšifrēšana”, kas satur metodiskos ieteikumus un dažādu dabiskās vides komponentu, sociāli ekonomisko objektu, seku atšifrēšanas rezultātu piemērus. antropogēnā ietekme par dabu.

Attēlu sagatavošana vizuālai interpretācijai. Ģeogrāfiskai interpretācijai oriģinālie attēli tiek izmantoti reti. Interpretējot aerofotogrāfijas parasti tiek izmantotas kontaktdrukas, un satelītattēlus vēlams interpretēt “caur pārraidi”, izmantojot caurspīdīgās plēves uz filmas, kas pilnīgāk nodod nelielas un zema kontrasta kosmosa attēla detaļas.

Attēlu konvertēšana.Ātrākai, vienkāršākai un pilnīgākai nepieciešamās informācijas iegūšanai no attēla tiek veikta tā transformācija, kas tiek reducēta līdz cita attēla iegūšanai ar norādītajām īpašībām. Tā mērķis ir izcelt nepieciešamo un noņemt nevajadzīgo informāciju. Jāuzsver, ka attēla transformācija nepievieno jaunu informāciju, bet tikai nogādā to tālākai lietošanai ērtā formā.

Attēlu konvertēšanu var veikt ar fotogrāfiskām, optiskām un datormetodēm vai to kombinācijām. Fotogrāfijas metodes balstās uz dažādiem fotoķīmiskās apstrādes režīmiem; optiskais - par gaismas plūsmas pārveidošanu, kas iziet caur attēlu. Visizplatītākās datora attēlu transformācijas. Var teikt, ka šobrīd datorpārveidojumiem nav alternatīvas. Biežākās attēlu datortransformācijas vizuālai interpretācijai, piemēram, saspiešana-dekompresija, kontrastu transformācija, krāsu attēlu sintēze, kvantēšana un filtrēšana, kā arī jaunu atvasinātu ģeoattēlu izveide, tiks apspriesti sadaļā Sec. 3.2.

Palielināt attēlus. Vizuālajā interpretācijā ierasts izmantot tehniskus līdzekļus, kas paplašina iespējas

acis, piemēram lupas ar dažādu palielinājumu - no 2x līdz 10x. Noderīgs mērlupa ar skalu redzes laukā. Palielinājuma nepieciešamība kļūst skaidra, salīdzinot attēlu un acs izšķirtspēju. Tiek pieņemts, ka acs izšķirtspēja vislabākajā redzamības attālumā (250 mm) ir 5 mm-1. Lai atšķirtu, piemēram, visas detaļas kosmosa fotoattēlā ar izšķirtspēju

100 mm-1, tas jāpalielina par ^ ^ = 20 reizes. Tikai šajā

gadījumā varat izmantot visu fotogrāfijā ietverto informāciju. Jāpatur prātā, ka fotogrāfijas ar lielu palielinājumu (vairāk nekā 10x) iegūt ar fotogrāfiskām vai optiskām metodēm nav viegli: nepieciešami lielizmēra fotopalielinātāji vai ļoti augsts oriģinālo fotogrāfiju apgaismojums.

Attēlu novērošanas iespējas datora ekrānā. Displeja ekrāna īpašības ir svarīgas attēlu uztverei: vislabākie interpretācijas rezultāti tiek sasniegti uz lieliem ekrāniem, kas atveido maksimālo krāsu skaitu un kuriem ir augsts attēla atsvaidzes intensitāte. Digitālā attēla palielināšana datora ekrānā ir tuvu optimālajam gadījumos, kad viens pikseļa ekrāna pikselis rf atbilst vienam attēla pikseļa pikselim c . Šajā gadījumā pieaugums v ekrānuzņēmums būs:

piXrf v = --

PIXc

Ja ir zināms pikseļu izmērs PIX reljefā (telpiskā izšķirtspēja), attēla skala displeja ekrānā ir vienāda ar:

1 = pix

Md PIX"

Piemēram, TM/Landsat digitālās telpas attēls ar pikseļu izmēru PIX = 30 m uz zemes tiks reproducēts displeja ekrānā ar pix d = 0,3 mm mērogā 1:100 000. 2, 3, 4 vai vairāk reizes. ; šajā gadījumā viens attēla pikselis tiek parādīts par 4, 9, 16 vai vairāk ekrāna pikseļiem, bet attēls iegūst acij pamanāmu “pikseļu” struktūru. Praksē visizplatītākais papildu palielinājums 2 - Zx. Lai ekrānā skatītu visu attēlu vienlaikus, attēls ir jāsamazina. Taču šajā gadījumā tiek rādīti tikai katrs 2., 3., 4. utt. attēla rindas un kolonnas un uz tā detaļu un mazu objektu zudums ir neizbēgams.

Efektīva darba laiks, atšifrējot ekrānuzņēmumus, ir īsāks nekā vizuālo izdruku atšifrēšanai. Jāņem vērā arī spēkā esošie sanitārie standarti darbam ar datoru, kas jo īpaši regulē dekodētāja acu minimālo attālumu no ekrāna (vismaz 500 mm), nepārtraukta darba ilgumu, darba intensitāti. elektromagnētiskie lauki, troksnis utt.

Instrumenti un palīglīdzekļi. Bieži vien vizuālās interpretācijas procesā ir nepieciešams veikt vienkāršus mērījumus un kvantitatīvus aprēķinus. Lai to izdarītu, tiek izmantoti dažāda veida palīgrīki: paletes, skalas un toņu tabulas, nomogrammas utt. (3.13. att.). Stereoskopiskai attēlu apskatei tiek izmantoti dažāda dizaina stereoskopi. Par labāko kameru interpretācijas ierīci jāuzskata stereoskops ar dubultu novērošanas sistēmu, kas nodrošina stereopāra skatīšanos ar diviem dekoderiem. Interpretācijas rezultātu pārnešana no atsevišķiem attēliem uz kopēju kartogrāfisko bāzi parasti tiek veikta, izmantojot nelielu speciālo opto-mehāniskās ierīci.

Atšifrēšanas rezultātu formulēšana. Vizuālās interpretācijas rezultāti visbiežāk tiek pasniegti grafiskā, tekstuālā un retāk digitālā formā. Parasti atšifrēšanas darba rezultātā tiek iegūts momentuzņēmums, kurā pētāmie objekti tiek grafiski izcelti un norādīti ar nosacītām zīmēm. Dekodēšanas rezultāti tiek fiksēti arī uz caurspīdīga pārklājuma. Strādājot pie datora, ir ērti rezultātus prezentēt printera izdruku (drukāto kopiju) veidā. Pamatojoties uz satelīta attēliem, t.satšifrēšanas shēmas,kas pēc satura attēlo tematisko karšu fragmentus, kas sastādīti attēla mērogā un projekcijā.

Rīsi. 3.13. Vienkāršākie mērīšanas piederumi: a - mērķīlis; b - apļu mērogs

Zinātniski tehnoloģiskās revolūcijas un kosmosa izpētes laikmetā cilvēce turpina rūpīgi pētīt Zemi, vērojot dabiskās vides stāvokli, rūpējoties par dabas resursu racionālu izmantošanu, pastāvīgi pilnveidojot šobrīd ierobežoto dabas resursu novērtēšanas metodes. Starp attīstošajām metodēm Zemes izpētei no kosmosa un kosmosa novērošanas daudzzonu fotogrāfiskā apsekošana stingri ienāk dzīvē, paverot papildu iespējas palielināt attēlu interpretācijas ticamību.

1976. gada septembrī starptautiskās sadarbības ietvaros programmas Interkosmos ietvaros PSRS un VDR speciālisti kopīgi veica kosmosa eksperimentu Raduga, kura laikā PSRS piloti-kosmonauti V.f. Bikovskis un V. V. Aksenovs kosmosa kuģa Sojuz-22 astoņu dienu lidojuma laikā ieguva vairāk nekā 2500 zemes virsmas multispektrālo attēlu. Fotografēšanu veica VDR tautas uzņēmuma "Carl Zeiss Jena" un PSRS Zinātņu akadēmijas Kosmosa pētniecības institūta speciālisti kopīgi izstrādātā daudzzonu kosmosa kamera MKf-6, kas ražota VDR. Vairāku zonu attēlveidošana ar aparātu MKf-6 tika veikta arī no laboratorijas gaisa kuģiem un pēc tam no apkalpes orbitālās stacijas Salyut-6. Vienlaikus ar aparātu MKf-6 tika izstrādāts daudzzonu sintezējošais projektors MSP-4, kas pavēra iespēju ražot augstas kvalitātes krāsu sintezētus attēlus, kas šobrīd plaši tiek izmantoti zinātniskajā, praktiskajā un izglītības darbā.

Šis no tiem sastādītais attēlu un karšu atlants, izmantojot tipiskus piemērus, ilustrē daudzzonu kosmiskās fotogrāfijas materiālu izmantošanas iespējas dažādos dabas vides pētījumos, saimnieciskās darbības plānošanā un operatīvajā vadībā un daudzās tematiskās kartēšanas nozarēs. . Atlass piedāvā plašu Zemes izpētes jomu klāstu. Tas aptver dabas apstākļu un resursu izpēti ne tikai uz sauszemes, bet arī seklā jūrā. Kalnu kroku apgabalu ģeoloģisko pētījumu interpretācijas tehnika ir parādīta Pamira-Alaja reģiona piemērā. Pētījumu ģeomorfoloģiski-glacioloģiskie un hidroloģiskie aspekti tiek aplūkoti, piemēram, pētot Cis-Baikal dienvidu reģiona tektonisko struktūru un reljefu, Okhotskas jūras piekrastes reljefu, upju palieņu reljefu un reljefu. mūžīgā sasaluma termokarsta reljefs Jakutijas centrālajā daļā, Pamira-Alaja apledojums, cieto upju noteces izplatība Baikāla ezerā un ledāju ainavas VDR ziemeļu daļā. Veģetācijas pētījumi tika veikti, izmantojot Kazahstānas dienvidaustrumu pustuksneša un tuksneša veģetācijas un Cis-Baikāla dienvidu reģiona un Jakutijas centrālās daļas meža veģetācijas piemēru. Ainavu kartēšana aptver Kazahstānas dienvidaustrumu un Vidusāzijas kalnu pakājes un starpkalnu baseinu sausās ainavas, ziemeļu kalnu taigas ainavas

Baikāla reģions, kā arī VDR vidusdaļas ainavas. Kazahstānas dienvidaustrumu piemēros un vietā VDR centrālajā daļā ir parādītas satelītattēlu izmantošanas iespējas teritorijas fiziskai un ģeogrāfiskai zonēšanai. Papildus dabas resursu pētījumiem atlantā ir aplūkotas arī atsevišķas sociālekonomiskās izpētes jomas - lauksaimniecībā izmantojamās zemes izmantošanas un apdzīvotās vietas kartēšana, kā arī cilvēka ietekmes uz dabisko vidi izpēte, izmantojot mūsdienu ainavu kartēšanas piemēru ar to antropogēnajām īpašībām. modifikācijas. Šie pētījumi tika veikti Padomju Savienības Vidusāzijas reģionos un VDR.

Literatūrā pietiekami detalizēti aprakstīta "klasisko" aerofotogrāfiju atšifrēšanas metode. Tradicionālā un vispāratzītā šādu attēlu apstrādes tehnoloģija tiek veiksmīgi izmantota praksē. Atlass piedāvā metodisko paņēmienu kopumu daudzzonu gaisa un kosmosa attēlu apstrādei dažādos tehniskā aprīkojuma līmeņos - vizuālā, instrumentālā un automatizētā. Vizuālajā interpretācijā visdaudzpusīgākais darbs ir ar krāsainiem sintezētiem attēliem. Izmantojot zonālo attēlu sēriju, tiek izmantoti vairāki paņēmieni. Vienkāršākais paņēmiens - optimālās spektrālās zonas izvēle konkrētu parādību atšifrēšanai - ir efektīva tikai atsevišķiem objektiem, piemēram, seklu ūdenstilpju piekrastes līnijai, un tāpēc tam ir salīdzinoši ierobežots pielietojums. Zonālo attēlu sērijas salīdzinājums, izmantojot uzmērīšanas objektu spektrālo attēlu, kas aptuveni noteikts, izmantojot standartizētu blīvuma skalu, ir ieteicams, atšifrējot objektus, kuriem raksturīgs īpašs spektrālā spilgtuma kurss, jo īpaši mežu veidojošo iežu atdalīšanai, kartējot meža veģetāciju. , identificēt ledāju robežas un firna līniju pēc sniega attēla atšķirībām ar dažādu mitruma saturu u.c.

Zonālu attēlu sērijas secīga interpretācija, izmantojot dažādu objektu optimālas attēlošanas efektu noteiktās spektra zonās, tiek izmantota dažādu rangu tektonisko lūzumu atdalīšanai, konsekventai ūdens apgabalu izpētei dažādos dziļumos utt.

Daudzzonu kosmosa attēlu interpretācija tiek veikta, selektīvi izmantojot subsatelīta eksperimentos iegūtās aerofotogrāfijas. Lai identificētu smalkas atšķirības starp dekodētiem objektiem, kas nav vizuāli notverti, piemēram, tiem, kas saistīti ar lauksaimniecības kultūru stāvokli, tiek izmantota mērījumu interpretācija, kuras pamatā ir objektu spektrālā spilgtuma fotometriskās noteikšanas no zonālajiem attēliem, ņemot vērā izkropļojumus, kas radušies šaušanas apstākļi. Tas nodrošina spektrofotometriskās noteikšanas ar kļūdu 3-5%.

Sarežģītākai datu analīzei, tostarp risinot ar lielu apstrādātās informācijas apjomu saistītas darbības problēmas, nepieciešama automatizēta attēlu apstrāde, kuras iespējas ilustrē zemes izmantošanas piemērs un kokvilnas kultūru klasifikācija atkarībā no to stāvokļa.

Visas atlantā iekļautās kartes, kas sastādītas no vairāku zonu attēliem, ir jauna tipa kartogrāfiskie darbi un demonstrē iespējas pilnveidot tematiskās kartes, kas balstītas uz kosmosa uzmērījumiem.

Īpaša loma dažādu problēmu risināšanā salīdzinoši nelielās, ar klasiskām metodēm labi pētītām teritorijām ir daudzzonu attēliem, kas iegūti no lidmašīnas. Šī dabas resursu un vides kontroles detalizētās izpētes metode ir daudzsološa, piemēram, VDR teritorijai. Iesniegtie vairāku zonu aerofotoattēlu piemēri aptver testa vietu ezera teritorijā. Süsser See VDR centrālajā daļā, kā arī Ferganas ielejas apgabali, Ohotskas piekraste un citi PSRS apgabali. Kosmosa attēliem savukārt ir labi zināmas priekšrocības — redzamība, spektrālā un telpiskā attēla vispārināšana. Prezentētie kosmosa attēli aptver Baltijas jūras, Kaspijas ziemeļaustrumu un Okhotskas jūras krastus, Cis-Baikāla dienvidu un ziemeļu Baikāla reģionus, Jakutijas vidieni, Kazahstānas dienvidaustrumus un Vidusāziju.

Aviācijas un kosmosa metode Zemes pētīšanai pēc sava principa ir sarežģīta un starpdisciplināra. Katrs attēls, kā likums, ir piemērots daudzfunkcionālai lietošanai dažādās Zemes izpētes jomās. Tas atbilst arī atlanta reģionālajai struktūrai, kurā katram attēlam tiek parādīts atšifrēšanas paņēmiens tajos virzienos, kur tas izrādījās visefektīvākais. Katra sadaļa, kas tiek atvērta ar krāsu sintezētu pētāmās teritorijas attēlu ar atsauces shēmu un teritorijas tekstuālu aprakstu, attēlo attēlu interpretācijas rezultātus tematisko karšu veidā, galvenokārt mērogā 1:400 000- 1:500 000, ar īsiem teksta komentāriem. Par galvenajām tēmām tiek sniegti skaidrojumi un ieteikumi par daudzzonu attēlu tematiskās interpretācijas metodi.

Atlass var kalpot kā zinātnisks un metodisks ceļvedis vairāku zonu attēlu interpretācijai speciālistiem, kas iesaistīti dabas resursu izpētē ar attālinātām metodēm, un var tikt izmantots plašāk kā vizuāls palīglīdzeklis satelītattēlu izmantošanai tematisko karšu sastādīšanā. kartogrāfijas, ģeoloģijas, augsnes zinātnieku, lauksaimniecības un mežsaimniecības speciālistu, kā arī dabas aizsardzības speciālistu. Neapšaubāmi, tas atradīs plašu pielietojumu augstskolās. Studenti to varēs izmantot, apgūstot kosmosa teoriju un praksi

cal metodes, prasmju apgūšanai darbā ar kosmosa attēliem karšu izstrādē un sastādīšanā un dabas resursu izpētē.

Galveno darbu pie atlanta sagatavošanas veica Maskavas Valsts universitātes Ģeogrāfijas fakultāte, PSRS Zinātņu akadēmijas Kosmosa pētniecības institūts un VDR Zinātņu akadēmijas Centrālais Zemes fizikas institūts.

Atlants sastādīts Maskavas Universitātes Ģeogrāfijas fakultātes Kartogrāfijas katedras Aviācijas un kosmosa metožu laboratorijā, piedaloties ģeomorfoloģijas, kartogrāfijas, glacioloģijas un kriolitoloģijas, PSRS fiziskās ģeogrāfijas, ārvalstu fiziskās ģeogrāfijas, problēmas katedrām. tās pašas fakultātes kompleksās kartēšanas un atlantu, augsnes erozijas un kanālu procesu laboratorijas, kā arī Ģeoloģijas fakultātes Maskavas Valsts universitātes Zinātniskās fotogrāfijas un kinematogrāfijas katedras Vissavienības asociācijas "Aeroģeoloģija" Zemes attālinātās izpētes centrā. VDR Zinātņu akadēmijas Zemes Centrālā fizikas institūta, Potsdamas Pedagoģiskā institūta Ģeogrāfijas nodaļas un Universitātes Ģeogrāfijas katedras metodes. M. Luters no Halles-Vitenbergas.

Kosmosa attēlu interpretācija- pētāmo dabas kompleksu un ekoloģisko procesu vai to rādītāju atpazīšana pēc fotogrāfiskā attēla parauga (tonis, krāsa, struktūra), tā izmēra un savienojuma ar citiem objektiem (fotoattēla faktūra). Šīs ārējās īpašības ir raksturīgas tikai tām ainavu fiziognomiskajām sastāvdaļām, kuras tieši atspoguļojas attēlā.

Šajā sakarā ar tiešajām pazīmēm var atšifrēt tikai nelielu daļu dabisko komponentu - reljefa formas, veģetāciju, dažreiz virszemes nogulsnes.

Dekodēšana ietver objektu noteikšanu, atpazīšanu, interpretāciju, kā arī kvalitatīvo un kvantitatīvo īpašību noteikšanu un rezultātu attēlošanu grafiskā (kartogrāfiskā), digitālā vai tekstuālā formā.

Ir attēlu vispārīgā ģeogrāfiskā (topogrāfiskā), ainaviskā un tematiskā (nozaru) ģeoloģiskā, augsnes, meža, glacioloģiskā, lauksaimniecības uc interpretācija.

Kosmosa attēlu interpretācijas galvenie posmi: iesiešana; atklāšana; atzīšana; interpretācija; ekstrapolācija.

Momentuzņēmuma momentuzņēmums- šī ir attēla robežu telpiskā stāvokļa definīcija. Tas sastāv no attēlā attēlotās teritorijas precīza ģeogrāfiskā izvietojuma. To veic, izmantojot topogrāfiskās kartes, kuru mērogs atbilst attēla mērogam. Momentuzņēmuma raksturīgās kontūras ir ūdenskrātuvju krasta līnijas, hidrogrāfiskā tīkla raksts un makroreljefa formas (kalni, lielas ieplakas).

Atklāšana sastāv no dažādu fotogrāfiska attēla zīmējumu salīdzināšanas. Atbilstoši attēla pazīmēm (tonis, krāsa, attēla struktūra) tiek nodalītas ainavu fotofiziognomiskās sastāvdaļas.

atzinība, vai atšifrēšanas objektu identificēšana,- ietver fotogrāfiskā attēla struktūras un faktūras analīzi, ar kuras palīdzību tiek identificēti ainavu fotofiziognomiskie komponenti, tehnogēnās struktūras, zemes izmantošanas raksturs, fiziognomisko komponentu tehnogēnie traucējumi. Šajā posmā tiek noteiktas tiešas fotofiziognomisko komponentu atšifrēšanas pazīmes.

Interpretācija sastāv no identificētu objektu klasificēšanas pēc noteikta principa (atkarībā no dekodēšanas tematiskā fokusa). Tātad ainavas interpretācijā tiek interpretētas ģeosistēmu fiziognomiskās sastāvdaļas, un identificētie tehnogēnie objekti kalpo tikai pareizai orientācijai. Atšifrējot saimniecisko izmantošanu, uzmanība tiek pievērsta identificētajiem zemes lietošanas objektiem - laukiem, ceļiem, apdzīvotām vietām uc Ainavu noteicošo (slēpto) komponentu vai to tehnogēno izmaiņu interpretācija tiek veikta ar ainavas indikācijas metodi. Pilnīga un uzticama attēlu interpretācija ir iespējama, tikai pamatojoties uz tiešo un netiešo atšifrēšanas pazīmju kompleksu izmantošanu. Interpretācijas procesu pavada kontūru zīmēšana, t.i., atšifrēšanas shēmu veidošana no atsevišķiem attēliem.

Ekstrapolācija- ietver līdzīgu objektu identificēšanu visā pētījuma teritorijā un sākotnējās kartes izkārtojuma sagatavošanu. Lai to izdarītu, visi dati, kas iegūti laikā dekodēšana atsevišķi attēli. Ekstrapolācijas gaitā tiek identificēti līdzīgi objekti, parādības un procesi citās jomās; izveidot ainavas-analogus.

Atšifrēšana veic pēc principa no vispārējā uz konkrēto. Katra fotogrāfija, pirmkārt, ir teritorijas informatīvs modelis, ko pētnieks uztver kā vienotu veselumu, un objekti tiek analizēti attīstībā un nedalāmā saistībā ar vidi.

Ir šādi šifrēšanas veidi.

Tematiskā dekodēšana veikt saskaņā ar divām loģiskām shēmām. Pirmais paredz pirmo objektu atpazīšanu un pēc tam to grafisko atlasi, otrais - vispirms līdzīgu attēla apgabalu grafisku atlasi un pēc tam to atpazīšanu. Abas shēmas beidzas ar interpretāciju – atšifrēšanas rezultātu zinātnisku interpretāciju. Ar datoru interpretāciju šīs shēmas tiek ieviestas klasterizācijas un klasifikācijas tehnoloģijās ar apmācību.

Objekti attēlos tiek atšķirti pēc atšifrēšanas pazīmēm, kuras tiek sadalītas taisni un netiešs. Uz tiešā veidā ietver formu, izmēru, krāsu, toni un ēnu, kā arī sarežģītu vienojošo pazīmi - attēla zīmējumu. netiešs zīmes ir objekta atrašanās vieta, tā ģeogrāfiskais tuvums, mijiedarbības pēdas ar vidi.

Plkst netiešā dekodēšana, pamatojoties uz objektīvi pastāvošām sakarībām un objektu un parādību savstarpējo atkarību, dekodētājs attēlā atklāj nevis pašu objektu, kas var nebūt attēlots, bet gan tā indikatoru. Šādu netiešu interpretāciju sauc par indikatīvu, kuras ģeogrāfiskais pamats ir indikatīvā ainavu zinātne. Īpaši liela tā loma ir tad, kad tiešās zīmes zaudē savu nozīmi attēla spēcīgā vispārinājuma dēļ. Paralēli tiek sastādītas speciālas indikāciju tabulas, kur katram indikatora veidam vai stāvoklim ir norādīts atbilstošais attēlotā objekta tips.

Indikatīvā dekodēšanaļauj pāriet no telpiskajiem raksturlielumiem uz laika raksturlielumiem. Pamatojoties uz laiktelpas rindām, var noteikt procesa relatīvo vecumu vai tā attīstības stadiju. Piemēram, pēc milzu upju līkločiem, kas palikuši daudzu Sibīrijas upju ielejās, to lielums un forma tiek izmantoti, lai novērtētu ūdens plūsmu pagātnē un notikušās izmaiņas.

Kā ūdens masu kustības indikatori okeānā bieži kalpo ielūzis ledus, suspensijas u.c.. Ūdens kustību labi vizualizē arī ūdens virsmas temperatūras kontrasti – tieši no termiskiem infrasarkanajiem attēliem atklājas ūdens masas virpuļstruktūra. Tika atklāts Pasaules okeāns.

Daudzzonu attēlu dekodēšana. Darbs ar četru līdz sešu zonālu attēlu sēriju ir grūtāks nekā ar vienu attēlu, un to interpretācijai ir nepieciešamas īpašas metodoloģiskas pieejas. Atšķiriet salīdzinošo un secīgo atšifrēšanu.

Salīdzinošā atšifrēšana sastāv no spektrālā attēla noteikšanas no attēliem, to salīdzināšanas ar zināmo spektrālo atstarošanos un objekta identificēšanu. Pirmkārt, uz zonālajiem attēliem tiek identificētas objektu kopas, kas dažādās zonās ir atšķirīgas, un pēc tam, tās salīdzinot (atņemot zonu interpretācijas shēmas), šajās kopās tiek izolēti atsevišķi objekti. Šāda dekodēšana ir visefektīvākā augu objektiem.

Secīgā atšifrēšana ir balstīts uz faktu, ka apgabala attēli optimāli parāda dažādus objektus. Piemēram, sekla ūdens attēlos dažādu spektrālo diapazonu staru nevienmērīgas iekļūšanas dēļ ūdens vidē ir redzami objekti, kas atrodas dažādos dziļumos, un attēlu sērija ļauj veikt slāņa analīzi. un pēc tam pakāpeniski apkopojiet rezultātus.

Daudzlaiku attēlu atšifrēšana nodrošina objektu izmaiņu un to dinamikas izpēti, kā arī maināmu objektu netiešu interpretāciju pēc to dinamiskajām pazīmēm. Piemēram, lauksaimniecības kultūras tiek identificētas pēc attēla maiņas veģetācijas periodā, ņemot vērā lauksaimniecības kalendāru.