Vue depuis l'espace

Le XXe siècle a été celui du lancement du premier satellite artificiel de la Terre, du premier vol humain dans l'espace, de l'atterrissage sur la Lune et des vols vers les planètes du système solaire. Si le vol de Yu. A. Gagarin dans l'espace a fait sensation dans le monde entier, alors les vols d'aujourd'hui sont déjà devenus monnaie courante, une évidence. Regard sur la Terre depuis l’espace, la photographie spatiale de la surface de la planète fait partie des moments de travail des astronautes.

En utilisant des images de l'espace, vous pouvez suivre la forme des continents et des océans, vous pouvez voir l'état de la nature, vous pouvez connaître la météo à venir, vous pouvez retracer les courants des océans, les vortex émergents, vous pouvez observer directement tout ce qui se passe. cela ne pouvait pas être fait auparavant.

Ainsi, aujourd'hui, nous pouvons déjà parler de la naissance d'une nouvelle science : la géographie spatiale. Le premier vol humain dans l'espace a marqué le début de la formation des connaissances en géographie spatiale.

À ce jour, un énorme fonds d'images de l'espace a été accumulé, ayant différents niveaux de détail et d'échelle, et divers matériaux vidéo et photographiques ont été accumulés.

Note 1

Il faut admettre que ces matériaux ne sont compréhensibles que par des spécialistes et sont utilisés pour résoudre des problèmes spécialisés étroits, en géologie, par exemple, pour clarifier la structure structurale-géologique et rechercher des minéraux, en éducation pour acquérir des compétences d'interprétation.

Les satellites artificiels de la Terre accomplissent des tâches très importantes : ils aident à déterminer la répartition de la couverture neigeuse et les réserves d'eau des glaciers. Le pergélisol est étudié à l'aide de la géographie spatiale.

Avec son aide, une grande quantité de documents a été collectée sur la variété des types et des formes de relief, en particulier de très grandes formes qui ne peuvent être recouvertes depuis la Terre.

Des images prises depuis l’espace ont révélé des bandes courbes en forme d’arc dans les déserts d’Afrique du Nord, s’étendant sur des dizaines de kilomètres dans la direction des vents soufflant.

Une vue depuis l'espace a permis aux scientifiques de découvrir que la planète entière est découpée par des failles argileuses et parmi elles se trouvent des failles « transparentes » à travers une épaisse couche de sédiments meubles. D'autres images fournissent une aide à l'identification des minéraux. Bien sûr, effectuer un tel travail sur Terre est très difficile, et parfois tout simplement impossible.

Les satellites météorologiques surveillent une vaste zone et surveillent tous les phénomènes se produisant dans l’atmosphère, ce qui est important pour faire des prévisions météorologiques.

Informations sur le secteur énergétique de la planète, c'est-à-dire La quantité d'énergie solaire reçue par différentes parties de la Terre et la perte de rayonnement thermique dans l'espace sont également fournies par les satellites. Sur la base de ces données, les scientifiques ont découvert que la planète est plus chaude et plus sombre, mais auparavant la science disposait d'autres données.

La géographie spatiale est utilisée avec succès dans l'étude de la flore terrestre. Depuis l’espace, il est possible de déterminer avec beaucoup plus de précision les limites des zones de végétation, ce qui signifie que leurs modifications peuvent également être surveillées.

Note 2

Ainsi, il est aujourd'hui devenu possible de déterminer depuis l'espace tous les changements qui se produisent dans la nature et de prendre les mesures appropriées déjà sur Terre. La géographie spatiale aide les scientifiques à surveiller la dynamique des processus naturels et leur fréquence, et fournit des photographies des mêmes zones à différentes périodes.

Géographie spatiale et sciences modernes

Les images de la surface de la Terre prises depuis l'espace présentent un grand intérêt pour la science et l'économie nationale. Ils fournissent de nouvelles informations sur la planète.

Les météorologues ont été les premiers à utiliser des images de la Terre depuis l’espace. Des photographies de nébulosité les ont convaincus de l'exactitude des hypothèses sur l'état physique de l'atmosphère, sur la présence de cellules avec des flux de masses d'air ascendants et descendants. Sur la base des images satellite et de leur utilisation, les météorologues résolvent la tâche la plus difficile de la science : établir des prévisions météorologiques sur 2 à 3 semaines.

Les photographies spatiales sont également utilisées avec succès et efficacité en géologie. Ils contribuent à compléter et à clarifier les cartes géologiques et à développer de nouvelles méthodes de recherche de minéraux. Par exemple, des observations depuis l'espace ont permis de détecter de grandes failles au Kazakhstan et dans l'Altaï, ce qui indique leur potentiel minéral. Les scientifiques, disposant de ces informations, ont élaboré un plan directeur pour les travaux de recherche.

En étudiant la croûte terrestre à l'aide de photographies spatiales, des failles profondes cachées et d'immenses formations annulaires ont été découvertes. Les scientifiques continuent d'étudier la structure géologique des bas-fonds océaniques et du plateau continental.

Une vue de la Terre d'en haut renseigne sur les caractéristiques des régions, permet de préciser des informations existantes ou d'établir de nouvelles cartes géologiques.

Les observations spatiales aident à résoudre les problèmes agricoles - à l'aide d'images, vous pouvez surveiller :

• réserves d'humidité dans le sol,
• l'état des récoltes,
• utilisation des pâturages.

Dans les régions arides, il est possible de détecter les eaux souterraines à faible profondeur.

Grâce aux informations spatiales, il devient possible de tenir des registres, d'évaluer les terres et de déterminer les zones touchées par les ravageurs agricoles. En foresterie, l'imagerie satellitaire permet de développer une méthode de comptabilité forestière, c'est un problème auquel est confrontée la foresterie. À l’aide d’images, ils réalisent non seulement un inventaire des ressources forestières, mais calculent même les réserves de bois.

Les méthodes spatiales sont utilisées dans l'étude de l'océan mondial ; les images montrent clairement les courants océaniques et la vitesse de leur mouvement, ainsi que la présence de vagues dans l'océan. Les cartes des glaces compilées à partir d'images sont utilisées pour la navigation, les cartes de la surface des océans aident à organiser la pêche.

Les archéologues ne sont pas non plus restés à l’écart, extrayant des images des informations scientifiquement précieuses. Les traces du passé, enfouies aux yeux des scientifiques, permettent également de découvrir des images spatiales ; par exemple, dans la région Kalmouk Trans-Volga, grâce à des photographies depuis l'orbite, de nombreuses colonies anciennes situées sous terre ont été découvertes. Les photographies montrent des routes autrefois pavées et des rivières qui coulent.

Aujourd'hui, pour filmer depuis l'espace, la caméra spatiale multispectrale MKF-6 est largement utilisée, au développement de laquelle des spécialistes de l'URSS et de la RDA ont participé.

L'appareil dispose de 6 caméras et effectue des photographies spectrozonales dans 6 gammes du spectre électromagnétique. Sur les photographies prises par cet appareil, seuls les objets réfléchissant des ondes électromagnétiques d'une certaine longueur sont visibles.

Cartographie spatiale

Les images spatiales ont trouvé une application en cartographie, et cela est tout à fait naturel, car elles capturent la surface de la Terre avec beaucoup de détails et les spécialistes transfèrent assez facilement ces images sur une carte.

Note 3

Les images spatiales sont déchiffrées à l'aide de caractéristiques d'identification dont les principales sont la forme de l'objet, sa taille et son ton.

Par exemple, les plans d'eau - lacs, rivières - sont représentés sur les photographies dans des tons sombres (noirs), avec une identification claire des berges. La végétation forestière a des tons moins sombres d'une structure à grain fin, et le relief montagneux se distingue par des tons contrastés en raison de l'éclairage différent des pentes. Les routes et les agglomérations ont leurs propres panneaux de décodage.

En comparant une carte et une image satellite, vous pouvez trouver des informations supplémentaires sur la zone - les informations de l'image satellite sont plus détaillées et à jour.

Les cartes sont établies à partir de photographies de la même manière qu'à partir de photographies aériennes, selon diverses méthodes utilisant des instruments photogrammétriques.

Une option plus simple consiste à créer une carte à l'échelle de la photographie : les objets sont d'abord copiés sur du papier calque, puis transférés de papier calque sur papier. Cependant, ils ne montrent que les contours de la zone, ne sont pas liés à une grille cartographique et leur échelle est arbitraire, c'est pourquoi ils sont appelés diagrammes cartographiques.

Les images spatiales sont utilisées en cartographie pour créer des cartes à petite échelle, et aujourd'hui diverses cartes thématiques ont déjà été créées.

Les informations cartographiques deviennent progressivement obsolètes car l’apparence de la Terre change constamment. Les images depuis l’espace permettent de corriger les cartes et de mettre à jour les informations, car elles sont fiables et récentes.

Les photographies spatiales servent non seulement à cartographier la surface de la Terre, mais également à créer des cartes de la Lune et de Mars. Malgré le fait que la carte lunaire soit plus détaillée, la carte de Mars représente assez clairement et précisément la surface martienne.

Les vols spatiaux habités ont permis de mieux connaître notre planète. Les informations fournies à son sujet sont nombreuses et variées. Mais nous nous intéressons bien sûr à ceux qui concernent les habitats humains : le bassin atmosphérique et le sous-sol, le couvert végétal et les sols.

Utiliser des images de l'espace en cartographie

À mesure que le flux d’énergie cosmique s’intensifie, le champ de son application s’élargit. Actuellement, à un degré ou à un autre, il est utilisé dans presque toutes les études géographiques sectorielles et complexes. Quant à la cartographie, les images spatiales commencent tout juste à être étudiées. Néanmoins, il est déjà possible d'indiquer les domaines dans lesquels elle trouvera une application dans un avenir proche. Il s'agit principalement de la représentation de la zone côtière composée de mers et de lacs, des zones inondées et de la végétation côtière, ainsi que des agglomérations, des voies de communication, etc.

On estime que l’utilisation d’images satellitaires à ces fins permet de réaliser d’importantes économies en termes de coûts, de main d’œuvre et de temps.

À l'étranger, par exemple aux États-Unis, il existe une expérience dans la création de cartes géographiques générales de territoires peu explorés à l'aide d'images satellite, notamment en. A partir d'images satellites, une carte a été réalisée à l'échelle 1/250 000.

Les images spatiales ont trouvé des applications dans la production de documents cartographiques intermédiaires - les cartes photographiques. Ils ne peuvent contenir qu’une image photographique (vue de l’espace) de la surface terrestre, complétée par des éléments issus de cartes traditionnelles : géographiques générales, géologiques, géomorphologiques, etc.

Les cartes photographiques ont une importance indépendante en tant que sources d'étude de la surface de la Terre à diverses fins de son utilisation économique. Elles servent à mettre à jour et à améliorer les cartes naturelles traditionnelles, mais ne peuvent pas les remplacer à elles seules.

Bien que les images satellites soient actuellement largement utilisées dans diverses études de phénomènes et processus naturels, les travaux expérimentaux ne conduisent pas à la création de cartes fondamentales d'une large couverture spatiale. Les conditions ne sont apparemment pas encore réunies pour cela. Il existe néanmoins une certaine expérience dans l’élaboration de cartes naturelles à partir d’images satellite. On sait que l'émission télévisée « Time » se termine par un message du Centre hydrométéorologique russe sur les prévisions météorologiques. Des cartes synoptiques sont souvent présentées, compilées en tenant compte des données reçues des satellites.

Aujourd'hui, la recherche météorologique dans notre pays est réalisée avec l'utilisation généralisée des informations reçues des satellites météorologiques de la Terre. Le Centre hydrométéorologique de Russie compile des cartes mondiales de nébulosité pour différentes dates. Et l'analyse de la couverture nuageuse à l'aide de cartes permet d'étudier de nombreux processus atmosphériques : courants-jets dans les régions subtropicales, courants d'air dans la haute troposphère, tempêtes tropicales, etc. À l'aide de cartes de couverture nuageuse, une méthode d'estimation des quantités de précipitations mensuelles a été proposée. À l’étranger, des cartes des températures de surface des océans ont été établies à partir d’images satellite.

Cependant, tous ces travaux concernent ce qu'on appelle la cartographie opérationnelle, c'est-à-dire l'obtention de cartes pour une utilisation immédiate et à court terme dans l'intérêt d'un service ou d'un département gouvernemental particulier.

Quant à l'élaboration de cartes thématiques fondamentales d'une large couverture territoriale à partir d'images spatiales, en URSS, à l'initiative de géologues soviétiques, des travaux ont été menés pour créer une carte des failles de l'URSS et des pays voisins à l'échelle 1 : 2 500 000. Il s’agissait essentiellement de la première expérience d’utilisation des informations spatiales dans la cartographie thématique. Ce travail a été réalisé au Centre national de recherche et de production « Priroda ».

"Géographie"

Sur ce sujet:

« Photographie spatiale. Types et propriétés des images spatiales, leur application en cartographie"

Contenu

Introduction (p.3)

Types de tournage (c.6)

Cartographie spatiale (p.8)

Surveillance de l'environnement depuis l'espace (p.12)

Conclusion (p.15)

Références (p. 16)

Introduction

Objectif du travail : considération de l’essence de la photographie spatiale.

La photographie spatiale est un processus technologique consistant à photographier la surface de la Terre depuis un avion afin d'obtenir des images photographiques de la zone (photographies) avec des paramètres et des caractéristiques spécifiés. Les principales tâches de la photographie spatiale comprennent : la recherche des planètes du système solaire ; étude et utilisation rationnelle des ressources naturelles de la Terre ; étude des changements anthropiques à la surface de la Terre ; exploration de l'océan mondial; recherche sur la pollution de l'air et des océans; surveillance de l'environnement; étude du plateau continental et des zones côtières .

La principale différence entre la photographie depuis l'espace est la suivante : la haute altitude, la vitesse de vol et leur changement périodique à mesure que le vaisseau spatial se déplace en orbite ; rotation de la Terre et, par conséquent, des objets photographiés par rapport au plan orbital ; changement rapide de l'éclairage de la Terre le long de la trajectoire de vol du vaisseau spatial ; photographier à travers toute la couche de l'atmosphère ; l'équipement photographique est entièrement automatisé. Une altitude de prise de vue élevée entraîne un zoom arrière sur l'image. Le choix de l'altitude orbitale s'effectue en fonction des tâches résolues lors de la photographie et de la nécessité d'obtenir des images photographiques d'une certaine échelle. À cet égard, les exigences imposées au système optique des caméras augmentent en termes de qualité d'image, qui doit être bonne sur l'ensemble du champ. Les exigences en matière de distorsions géométriques sont particulièrement élevées.

Nous voyons comment l'homme maîtrise progressivement l'espace proche de la Terre et comment des automates envoyés depuis la Terre étudient avec succès d'autres planètes du système solaire. Les satellites artificiels créés par l'homme et lancés dans l'espace transmettent à la Terre des photographies de notre planète prises depuis de grandes hauteurs.

Alors aujourd'hui, nous pouvons direà propos de la géodésie spatiale , ou, comme on l'appelle aussi, géodésie par satellite. On assiste à l'émergence d'une nouvelle branche de la cartographie, qu'il serait de bon ton d'appelercartographie spatiale.

Déjà aujourd'hui, les images prises depuis l'espace sont utilisées pour apporter des modifications au contenu des cartes, constituant le moyen le plus rapide d'identifier ces changements. Le développement ultérieur de la cartographie spatiale conduira à des résultats encore plus significatifs.

L’importance et l’avantage des images de la Terre prises depuis l’espace par rapport aux photographies aériennes conventionnelles sont indéniables. Tout d'abord, leur visibilité : des images prises à des centaines et des milliers de kilomètres de hauteur permettent d'obtenir à la fois des images couvrant des photographies aériennes et des images d'une zone s'étendant sur des centaines et des milliers de kilomètres. De plus, ils ont des propriétés de généralisation spectrale et spatiale, c’est-à-dire filtrer le secondaire, l’aléatoire et mettre en valeur l’essentiel, le principal. La photographie spatiale permet d’obtenir des images à intervalles réguliers, ce qui permet d’étudier la dynamique de n’importe quel processus.

La possibilité d'obtenir des images satellite a conduit à l'émergence d'un certain nombre de nouvelles cartes thématiques - des cartes de tels phénomènes dont les nombreuses caractéristiques sont pratiquement impossibles à obtenir par d'autres méthodes. Ainsi, pour la première fois dans l’histoire de la science, des cartes mondiales de la couverture nuageuse et de l’état des glaces ont été établies. Les images satellites sont indispensables pour étudier la dynamique des processus atmosphériques - cyclones tropicaux et ouragans. À ces fins, la photographie à partir de satellites céostationnaires est particulièrement efficace - des satellites planant « immobiles » au-dessus d'un point de la surface de la Terre ou, plus précisément, se déplaçant avec la Terre à la même vitesse angulaire.

Les images satellite ont fourni des informations fondamentalement nouvelles aux géologues. Ils ont permis d'approfondir les recherches et ont donné naissance à un nouveau type d'ouvrages cartographiques : les cartes « cosmophotogéologiques ». L'avantage le plus important des images satellite est la capacité d'y montrer de nouvelles caractéristiques de la structure des territoires qui sont invisibles sur les photographies aériennes ordinaires. C'est la filtration de petits détails qui conduit à l'organisation spatiale de fragments dévastés de grandes formations géologiques en un seul tout. Les discontinuités linéaires, appelées linéaments, bien visibles sur les photographies, ne peuvent pas toujours être détectées lors de relevés directs sur le terrain. Les cartes de linéament fournissent une aide significative dans l’exploration profonde des minéraux. Des structures géologiques jusqu'alors inconnues ont ainsi été découvertes dans le cours moyen de la Vilyuya.

Les images spatiales sont désormais intensivement utilisées en glaciologie ; elles constituent la principale source d’information. Dans la pratique, tous les pionniers de l'espace, en particulier les participants aux vols spatiaux de longue durée, résolvent avec succès divers problèmes de cartographie thématique. Dans notre pays, les forêts occupent plus de la moitié du territoire . Les informations sur les nombreuses caractéristiques de ce fonds forestier sont énormes et doivent être mises à jour régulièrement. Des volumes gigantesques d'informations opérationnelles, complètes et en même temps détaillées sont impensables sans l'aide des astronautes et de la photographie spatiale. La pratique a déjà prouvé que la cartographie spatiale des forêts est un maillon nécessaire dans leur étude et la gestion des ressources. Une cartographie spatiale régulière des changements survenant dans les forêts est très importante pour prévenir et localiser les impacts néfastes et résoudre les problèmes de protection de l'environnement. Ce n'est qu'avec l'aide de la technologie spatiale qu'il est possible d'obtenir des informations sur l'état sanitaire des forêts, et grâce aux enquêtes quotidiennes des satellites Meteor, des données sur la situation des incendies dans les forêts peuvent être obtenues.

La cartographie continue spatiale de l’état de l’environnement est aujourd’hui appelée « surveillance ». L'éventail des moyens et des méthodes d'un cartographe s'élargit : des hauteurs cosmiques aux profondeurs sous-marines, mais partout - sur le panneau de commande d'un topographe spatial - un rover planétaire, près d'un théodolite ordinaire, il y a une personne qui crée une carte.

Types de tournage.

La photographie spatiale est réalisée selon différentes méthodes (Fig. «Classification des images spatiales par plages spectrales et technologie d'imagerie»).

La nature couvrant la surface de la Terre avec des images satellite, on peut distinguer les relevés suivants :

une seule photographie,

itinéraire,

observation,

enquête mondiale.

Célibataire (sélectif) la photographie est réalisée par des astronautes avec des appareils photo portatifs. Les photographies sont généralement prises en perspective avec des angles d'inclinaison importants.

Itinéraire tournage la surface de la Terre s'effectue le long de la trajectoire de vol du satellite. La largeur de la zone de tir dépend de l'altitude de vol et de l'angle de vue du système de tir.

Observation tir (sélectif) conçu pour obtenir des images de zones spécialement désignées de la surface de la Terre à l'écart de l'itinéraire.

Mondial tournage produits à partir de satellites géostationnaires et en orbite polaire. satellites. Quatre ou cinq satellites géostationnaires en orbite équatoriale assurent une acquisition quasi continue d'images de relevés à petite échelle de l'ensemble de la Terre (patrouille spatiale) à l'exception des calottes polaires.

Photo aérospatiale est une image bidimensionnelle d'objets réels, obtenue selon certaines lois géométriques et radiométriques (photométriques) en enregistrant à distance la luminosité des objets et est destinée à l'étude des objets visibles et cachés, des phénomènes et des processus du monde environnant, ainsi que pour déterminer leur position spatiale.

Une image satellite dans ses propriétés géométriques n'est pas fondamentalement différente d'une photographie aérienne, mais présente des caractéristiques associées à :

photographier à haute altitude,

et à grande vitesse.

Étant donné qu'un satellite se déplace beaucoup plus rapidement qu'un avion, il nécessite des vitesses d'obturation courtes lors de la prise de vue.

La photographie spatiale varie selon :

échelle,

résolution spatiale,

visibilité,

caractéristiques spectrales .

Ces paramètres déterminent les possibilités d'interprétation de divers objets dans les images satellite et de résoudre les problèmes géologiques qu'il convient de résoudre avec leur aide.

Cartographie spatiale

Les images spatiales sont particulièrement utilisées en cartographie. Et cela est compréhensible, car une photographie spatiale capture avec précision et suffisamment de détails la surface de la Terre, et les spécialistes peuvent facilement transférer l'image sur une carte.

La lecture (déchiffrement) des images spatiales, ainsi que des photographies aériennes, repose sur des caractéristiques d'identification (déchiffrement). Les principaux sont la forme des objets, leur taille et leur ton. Les rivières, lacs et autres plans d'eau sont représentés sur les photographies dans des tons sombres (noir) avec une identification claire des littoraux. La végétation forestière se caractérise par des tons moins sombres avec une structure à grain fin. Les détails du terrain montagneux sont clairement mis en valeur par les tons contrastés nets obtenus sur la photographie grâce à l'éclairage différent des pentes opposées. Les colonies et les routes peuvent également être identifiées grâce à leurs fonctions de décryptage, mais uniquement sous un fort grossissement. Cela ne peut pas être fait sur des copies imprimées.

L'utilisation d'images satellite à des fins cartographiques commence par déterminer leur échelle et les relier à une carte. Ce travail est généralement réalisé sur une carte à une échelle plus petite que l'échelle de l'image, puisqu'il faut tracer les limites non pas d'une, mais de toute une série d'images.

En comparant une photographie avec une carte, vous pouvez découvrir ce qui est représenté sur la photographie et comment, comment cela est représenté sur la carte et quelles informations supplémentaires sur la zone sont fournies par une image photographique de la surface de la Terre prise depuis l’espace. Et même si la carte est à la même échelle que la photographie, vous pouvez toujours obtenir des informations plus complètes et, surtout, à jour sur la zone à partir de la photographie par rapport à la carte.

La cartographie à partir d'images satellites s'effectue de la même manière qu'à partir de photographies aériennes. En fonction de la précision et de l'objectif des cartes, diverses méthodes de compilation à l'aide d'instruments photogrammétriques appropriés sont utilisées. Le plus simple est de réaliser une carte à l’échelle de la photographie. Ce sont ces cartes qui sont généralement placées à côté des photographies dans les albums et les livres. Pour les compiler, il suffit de copier des images d'objets locaux sur du papier calque à partir d'une photographie, puis de les transférer de papier calque sur papier.

De tels dessins cartographiques sont appelés cartes. Ils affichent uniquement les contours du terrain (sans relief), ont une échelle arbitraire et ne sont pas liés à une grille cartographique.

En cartographie, les images satellite sont principalement utilisées pour créer des cartes à petite échelle. L'avantage de la photographie spatiale à ces fins est que l'échelle des images est similaire à l'échelle des cartes créées, ce qui élimine un certain nombre de processus de compilation assez fastidieux. De plus, les images spatiales semblent avoir franchi le chemin de la généralisation primaire. Cela se produit parce que la photographie est réalisée à petite échelle.

Actuellement, diverses cartes thématiques ont été créées à partir d'images satellite. Dans certains cas, les caractéristiques de certains phénomènes ne peuvent être déterminées qu'à partir d'images satellite et il est impossible de les obtenir par d'autres méthodes. Sur la base des résultats de la photographie spatiale, de nombreuses cartes thématiques ont été mises à jour et détaillées, et de nouveaux types de paysages géologiques et d'autres cartes ont été créés. Lors de l'élaboration de cartes thématiques, les images prises dans différentes zones spectrales sont particulièrement utiles car elles contiennent des informations riches et variées.

Les images spatiales ont trouvé de nombreuses applications dans la production de documents cartographiques intermédiaires - les cartes photographiques. Ils sont constitués de la même manière que des plans photographiques, par mosaïque collant ensemble des photographies individuelles sur un support commun. Les cartes photo peuvent être de deux types : certaines ne montrent qu'une image photographique, tandis que d'autres sont complétées par des éléments individuels de cartes ordinaires. Les cartes photographiques, tout comme les photographies individuelles, constituent des sources précieuses pour étudier la surface de la Terre. En même temps, ils constituent un élément supplémentaire par rapport à une carte ordinaire et ne peuvent pas la remplacer complètement.

L’apparence de la Terre change constamment et toute carte vieillit progressivement. Les images satellite contiennent les informations les plus récentes et les plus fiables sur la région et sont utilisées avec succès pour mettre à jour non seulement des cartes à petite mais aussi à grande échelle. Ils vous permettent de corriger les cartes de vastes zones du globe. La photographie spatiale est particulièrement efficace dans les zones difficiles d'accès, où le travail sur le terrain nécessite beaucoup d'efforts et d'argent.

La photographie depuis l’espace n’est pas seulement utilisée pour cartographier la surface de la Terre. Les cartes de la Lune et de Mars ont été compilées à partir de photographies spatiales. Lors de la création de la carte de la Lune, les données obtenues à partir des véhicules automoteurs automatiques Lunokhod-1 et Lunokhod-2 ont également été utilisées. Comment s’est déroulé le tournage avec leur aide ? Lorsque le véhicule automoteur se déplaçait, un soi-disant parcours d'enquête était posé. Son objectif est de créer un cadre par rapport auquel la situation topographique sera tracée sur la future carte. Pour construire le parcours, les longueurs des sections parcourues du chemin et les angles entre elles ont été mesurées. Depuis chaque position du Lunokhod, un tournage télévisé de la zone a été réalisé. Des images télévisées et des données de mesure ont été transmises par radio à la Terre. Ici, un traitement a été effectué, à la suite duquel des plans de sections individuelles de la zone ont été élaborés. Ces plans distincts étaient liés à la progression du tournage et combinés.

La carte de Mars, établie à partir d'images spatiales, est moins détaillée que la carte de la Lune, mais elle affiche néanmoins clairement et assez précisément la surface de la planète (Fig. 55). La carte est réalisée sur trente feuilles à l'échelle 1:5000000 (50 km en 1 cm). Deux nappes circumpolaires sont compilées dans une projection azimutale, 16 nappes quasi-équatoriales sont dans une projection cylindrique et les 12 nappes restantes sont dans une projection conique. Si toutes les feuilles sont collées ensemble, vous obtiendrez une boule presque régulière, c'est à dire le globe de Mars.

Riz. 55. Fragment d'une carte photo de Mars

La base de la carte de Mars, ainsi que de la carte de la Lune, étaient les photographies elles-mêmes, dans lesquelles la surface de la planète est représentée avec un éclairage latéral dirigé selon un certain angle. Le résultat est une carte photographique sur laquelle le relief est représenté de manière combinée - lignes horizontales et coloration naturelle des ombres. Sur une telle carte photographique, non seulement la nature générale du relief est clairement visible, mais aussi ses détails, notamment les cratères, qui ne peuvent être représentés par des lignes horizontales, puisque la hauteur de la section du relief est de 1 km.

La situation concernant la photographie de Vénus est beaucoup plus compliquée. Il ne peut pas être photographié de la manière habituelle, car il est caché à l'observation optique par des nuages ​​denses. Puis l'idée est née de réaliser son portrait non pas à la lumière, mais aux rayons radio. À cette fin, ils ont développé un radar sensible capable de sonder la surface de la planète.

Pour voir le paysage de Vénus, il faut rapprocher le radar de la planète. C'est ce qu'ont fait les stations interplanétaires automatiques « Venera-15 » et « Venera-16 ».

L'essence de l'enquête radar est la suivante. Le radar installé à la station envoie les signaux radio réfléchis de Vénus vers la Terre au centre de traitement des informations radar, où un dispositif informatique électronique spécial convertit les signaux reçus en image radio.

De novembre 1983 à juillet 1984, les radars Venera-15 et Venera-16 ont photographié l'hémisphère nord de la planète depuis le pôle jusqu'au trentième parallèle. Ensuite, à l’aide d’un ordinateur, une image photographique de la surface de Vénus a été appliquée à la grille cartographique et, en outre, un profil en relief a été construit le long de la ligne de vol de la station.

Surveillance de l'environnement depuis l'espace

Actuellement, le problème de la protection de l'environnement est mondial. C’est pourquoi les méthodes de contrôle spatiales prennent de plus en plus d’importance, permettant d’augmenter le volume des recherches et d’accélérer l’acquisition et le traitement des données. Le principal moyen de surveillance est un système de relevés spatiaux basé sur un réseau de stations au sol. Ce système comprend des photographies provenant de satellites artificiels de la Terre, de vaisseaux spatiaux habités et de stations orbitales. Les images photographiques résultantes sont envoyées aux centres de réception au sol, où les informations sont traitées.

Qu'est-ce qui est visible sur les images satellites ? Tout d’abord, presque toutes les formes et types de pollution de l’environnement. L'industrie est la principale source de pollution de l'environnement. Les activités de la plupart des industries s'accompagnent d'émissions de déchets dans l'atmosphère. Les images montrent clairement des panaches de ces émissions et des écrans de fumée s’étendant sur plusieurs kilomètres. Lorsque la concentration de pollution est élevée, même la surface de la Terre ne peut pas être vue à travers. Il existe des cas connus où la végétation sur une superficie de plusieurs kilomètres carrés est morte à proximité de certaines entreprises métallurgiques nord-américaines. Ceci est déjà affecté non seulement par l’impact des émissions nocives, mais aussi par la pollution des sols et des eaux souterraines. Ces zones apparaissent sur les photographies comme un semi-désert décoloré, sec et sans vie au milieu des forêts et des steppes.

Les photographies montrent clairement des particules en suspension charriées par les rivières. Une forte pollution est particulièrement typique des sections de delta des rivières. Ceci est dû à l’érosion côtière, aux coulées de boue et aux travaux hydrauliques. L'intensité de la pollution mécanique peut être déterminée par la densité d'image de la surface de l'eau : plus la surface est claire, plus la pollution est importante. Les zones d'eau peu profonde ressortent également sur les images sous forme de points lumineux, mais contrairement à la pollution, elles sont de nature permanente, tandis que ces dernières changent en fonction des conditions météorologiques et hydrologiques. La photographie spatiale a permis d'établir que la pollution mécanique des plans d'eau augmente à la fin du printemps, au début de l'été et moins souvent en automne.

La pollution chimique des zones aquatiques peut être étudiée à l’aide d’images multispectrales qui enregistrent l’état de dépression de la végétation aquatique et côtière. Les images peuvent également être utilisées pour établir une contamination biologique des plans d’eau. Elle se manifeste par le développement excessif d'une végétation particulière, visible sur les photographies dans la région verte du spectre.

Le rejet d'eau chaude dans les rivières par les entreprises industrielles et énergétiques est clairement visible sur les images infrarouges. Les limites de répartition des eaux chaudes permettent de prédire les évolutions du milieu naturel. Par exemple, la pollution thermique perturbe la formation de la couche de glace, qui est clairement visible même dans le domaine visible du spectre.

Les incendies de forêt causent de graves dommages à l'économie nationale. Depuis l'espace, ils sont visibles principalement grâce au panache de fumée, qui s'étend parfois sur plusieurs kilomètres. La photographie spatiale vous permet de déterminer rapidement l’étendue de la propagation du feu. De plus, les images satellite aident à détecter les nuages ​​​​à proximité, à partir desquels de fortes pluies sont provoquées à l'aide de réactifs spéciaux pulvérisés dans l'air.

Les images spatiales de tempêtes de poussière sont d’un grand intérêt. Pour la première fois, il est devenu possible d'observer leur origine et leur évolution, de suivre le mouvement des masses de poussière. Le front d’une tempête de poussière peut atteindre des milliers de kilomètres carrés. Le plus souvent, les tempêtes de poussière balayent les déserts. Un désert n’est pas une terre sans vie, mais un élément important de la biosphère et nécessite donc une surveillance constante.

Passons maintenant au nord de notre pays. Les gens se demandent souvent pourquoi on parle tant de la nécessité de protéger la nature de la Sibérie et de l'Extrême-Orient ? Après tout, l’intensité de l’impact y est encore bien moindre que dans les régions centrales.

Le fait est que la nature du Nord est beaucoup plus vulnérable. Quiconque y est allé sait qu'après le passage d'un véhicule tout-terrain dans la toundra, la couverture du sol ne se rétablit pas et l'érosion de surface se développe. L'épuration des bassins d'eau est dix fois plus lente que d'habitude, et même une petite route nouvellement asphaltée peut provoquer un changement difficilement réversible de la situation naturelle.

Les territoires du nord de notre pays s'étendent sur 11 millions de km 2 . C'est la taïga, la toundra forestière, la toundra. Malgré les conditions de vie difficiles et les difficultés logistiques, de plus en plus de villes apparaissent au Nord et la population augmente. Dans le cadre du développement intensif du territoire du Nord, le manque de données initiales pour la conception des agglomérations et des installations industrielles est particulièrement aigu. C'est pourquoi l'exploration spatiale de ces zones est si pertinente aujourd'hui.

Actuellement, deux méthodes liées - la cartographie et l'aérospatiale - interagissent étroitement dans l'étude de la nature, de l'économie et de la population. Les conditions préalables à une telle interaction résident dans les propriétés des cartes, des photographies aériennes et des images satellite en tant que modèles de la surface terrestre.

Conclusion

Les études spatiales résolvent divers problèmes liés à la télédétection de la Terre et démontrent leurs vastes capacités. Par conséquent, les méthodes et moyens spatiaux jouent déjà aujourd’hui un rôle important dans l’étude de la Terre et de l’espace proche de la Terre. Les technologies progressent et, dans un avenir proche, leur importance pour résoudre ces problèmes augmentera considérablement.

Bibliographie

Bogomolov L. A., Application de la photographie aérienne et de la photographie spatiale à la recherche géographique, dans le livre : Cartographie, vol. 5, M., 1972 (Résultats de la science et de la technologie).

Vinogradov B.V., Kondratiev K.Ya., Méthodes spatiales de géoscience, Leningrad, 1971 ;

Kusov V. S. « La carte est créée par des pionniers », Moscou, « Nedra », 1983, p. 69.

Leontyev N. F. « Cartographie thématique » Moscou, 1981, de. "Sciences", p.102.

Petrov B. N. Stations orbitales et étude de la Terre depuis l'espace, « Vestn. Académie des sciences de l'URSS", 1970, n° 10 ;

Edelshtein, A. V. « Comment est créée une carte », M., « Nedra », 1978. c. 456.

"Géographie"

Sur ce sujet:

« Photographie spatiale. Types et propriétés des images spatiales, leur application en cartographie"

Contenu

Introduction (p.3)

Types de tournage (c.6)

Cartographie spatiale (p.8)

Surveillance de l'environnement depuis l'espace (p.12)

Conclusion (p.15)

Références (p. 16)

Introduction

Objectif du travail : considération de l’essence de la photographie spatiale.

La photographie spatiale est un processus technologique consistant à photographier la surface de la Terre depuis un avion afin d'obtenir des images photographiques de la zone (photographies) avec des paramètres et des caractéristiques spécifiés. Les principales tâches de la photographie spatiale comprennent : la recherche des planètes du système solaire ; étude et utilisation rationnelle des ressources naturelles de la Terre ; étude des changements anthropiques à la surface de la Terre ; exploration de l'océan mondial; recherche sur la pollution de l'air et des océans; surveillance de l'environnement; étude du plateau continental et des zones côtières .

La principale différence entre la photographie depuis l'espace est la suivante : la haute altitude, la vitesse de vol et leur changement périodique à mesure que le vaisseau spatial se déplace en orbite ; rotation de la Terre et, par conséquent, des objets photographiés par rapport au plan orbital ; changement rapide de l'éclairage de la Terre le long de la trajectoire de vol du vaisseau spatial ; photographier à travers toute la couche de l'atmosphère ; l'équipement photographique est entièrement automatisé. Une altitude de prise de vue élevée entraîne un zoom arrière sur l'image. Le choix de l'altitude orbitale s'effectue en fonction des tâches résolues lors de la photographie et de la nécessité d'obtenir des images photographiques d'une certaine échelle. À cet égard, les exigences imposées au système optique des caméras augmentent en termes de qualité d'image, qui doit être bonne sur l'ensemble du champ. Les exigences en matière de distorsions géométriques sont particulièrement élevées.

Nous voyons comment l'homme maîtrise progressivement l'espace proche de la Terre et comment des automates envoyés depuis la Terre étudient avec succès d'autres planètes du système solaire. Les satellites artificiels créés par l'homme et lancés dans l'espace transmettent à la Terre des photographies de notre planète prises depuis de grandes hauteurs.

Alors aujourd'hui, nous pouvons direà propos de la géodésie spatiale , ou, comme on l'appelle aussi, géodésie par satellite. On assiste à l'émergence d'une nouvelle branche de la cartographie, qu'il serait de bon ton d'appelercartographie spatiale.

Déjà aujourd'hui, les images prises depuis l'espace sont utilisées pour apporter des modifications au contenu des cartes, constituant le moyen le plus rapide d'identifier ces changements. Le développement ultérieur de la cartographie spatiale conduira à des résultats encore plus significatifs.

L’importance et l’avantage des images de la Terre prises depuis l’espace par rapport aux photographies aériennes conventionnelles sont indéniables. Tout d'abord, leur visibilité : des images prises à des centaines et des milliers de kilomètres de hauteur permettent d'obtenir à la fois des images couvrant des photographies aériennes et des images d'une zone s'étendant sur des centaines et des milliers de kilomètres. De plus, ils ont des propriétés de généralisation spectrale et spatiale, c’est-à-dire filtrer le secondaire, l’aléatoire et mettre en valeur l’essentiel, le principal. La photographie spatiale permet d’obtenir des images à intervalles réguliers, ce qui permet d’étudier la dynamique de n’importe quel processus.

La possibilité d'obtenir des images satellite a conduit à l'émergence d'un certain nombre de nouvelles cartes thématiques - des cartes de tels phénomènes dont les nombreuses caractéristiques sont pratiquement impossibles à obtenir par d'autres méthodes. Ainsi, pour la première fois dans l’histoire de la science, des cartes mondiales de la couverture nuageuse et de l’état des glaces ont été établies. Les images satellites sont indispensables pour étudier la dynamique des processus atmosphériques - cyclones tropicaux et ouragans. À ces fins, la photographie à partir de satellites céostationnaires est particulièrement efficace - des satellites planant « immobiles » au-dessus d'un point de la surface de la Terre ou, plus précisément, se déplaçant avec la Terre à la même vitesse angulaire.

Les images satellite ont fourni des informations fondamentalement nouvelles aux géologues. Ils ont permis d'approfondir les recherches et ont donné naissance à un nouveau type d'ouvrages cartographiques : les cartes « cosmophotogéologiques ». L'avantage le plus important des images satellite est la capacité d'y montrer de nouvelles caractéristiques de la structure des territoires qui sont invisibles sur les photographies aériennes ordinaires. C'est la filtration de petits détails qui conduit à l'organisation spatiale de fragments dévastés de grandes formations géologiques en un seul tout. Les discontinuités linéaires, appelées linéaments, bien visibles sur les photographies, ne peuvent pas toujours être détectées lors de relevés directs sur le terrain. Les cartes de linéament fournissent une aide significative dans l’exploration profonde des minéraux. Des structures géologiques jusqu'alors inconnues ont ainsi été découvertes dans le cours moyen de la Vilyuya.

Les images spatiales sont désormais intensivement utilisées en glaciologie ; elles constituent la principale source d’information. Dans la pratique, tous les pionniers de l'espace, en particulier les participants aux vols spatiaux de longue durée, résolvent avec succès divers problèmes de cartographie thématique. Dans notre pays, les forêts occupent plus de la moitié du territoire . Les informations sur les nombreuses caractéristiques de ce fonds forestier sont énormes et doivent être mises à jour régulièrement. Des volumes gigantesques d'informations opérationnelles, complètes et en même temps détaillées sont impensables sans l'aide des astronautes et de la photographie spatiale. La pratique a déjà prouvé que la cartographie spatiale des forêts est un maillon nécessaire dans leur étude et la gestion des ressources. Une cartographie spatiale régulière des changements survenant dans les forêts est très importante pour prévenir et localiser les impacts néfastes et résoudre les problèmes de protection de l'environnement. Ce n'est qu'avec l'aide de la technologie spatiale qu'il est possible d'obtenir des informations sur l'état sanitaire des forêts, et grâce aux enquêtes quotidiennes des satellites Meteor, des données sur la situation des incendies dans les forêts peuvent être obtenues.

La cartographie continue spatiale de l’état de l’environnement est aujourd’hui appelée « surveillance ». L'éventail des moyens et des méthodes d'un cartographe s'élargit : des hauteurs cosmiques aux profondeurs sous-marines, mais partout - sur le panneau de commande d'un topographe spatial - un rover planétaire, près d'un théodolite ordinaire, il y a une personne qui crée une carte.

Types de tournage.

La photographie spatiale est réalisée selon différentes méthodes (Fig. «Classification des images spatiales par plages spectrales et technologie d'imagerie»).

La nature couvrant la surface de la Terre avec des images satellite, on peut distinguer les relevés suivants :

une seule photographie,

itinéraire,

observation,

enquête mondiale.

Célibataire (sélectif) la photographie est réalisée par des astronautes avec des appareils photo portatifs. Les photographies sont généralement prises en perspective avec des angles d'inclinaison importants.

Itinéraire tournage la surface de la Terre s'effectue le long de la trajectoire de vol du satellite. La largeur de la zone de tir dépend de l'altitude de vol et de l'angle de vue du système de tir.

Observation tir (sélectif) conçu pour obtenir des images de zones spécialement désignées de la surface de la Terre à l'écart de l'itinéraire.

Mondial tournage produits à partir de satellites géostationnaires et en orbite polaire. satellites. Quatre ou cinq satellites géostationnaires en orbite équatoriale assurent une acquisition quasi continue d'images de relevés à petite échelle de l'ensemble de la Terre (patrouille spatiale) à l'exception des calottes polaires.

Photo aérospatiale est une image bidimensionnelle d'objets réels, obtenue selon certaines lois géométriques et radiométriques (photométriques) en enregistrant à distance la luminosité des objets et est destinée à l'étude des objets visibles et cachés, des phénomènes et des processus du monde environnant, ainsi que pour déterminer leur position spatiale.

Une image satellite dans ses propriétés géométriques n'est pas fondamentalement différente d'une photographie aérienne, mais présente des caractéristiques associées à :

photographier à haute altitude,

et à grande vitesse.

Étant donné qu'un satellite se déplace beaucoup plus rapidement qu'un avion, il nécessite des vitesses d'obturation courtes lors de la prise de vue.

La photographie spatiale varie selon :

échelle,

résolution spatiale,

visibilité,

caractéristiques spectrales .

Ces paramètres déterminent les possibilités d'interprétation de divers objets dans les images satellite et de résoudre les problèmes géologiques qu'il convient de résoudre avec leur aide.

Cartographie spatiale

Les images spatiales sont particulièrement utilisées en cartographie. Et cela est compréhensible, car une photographie spatiale capture avec précision et suffisamment de détails la surface de la Terre, et les spécialistes peuvent facilement transférer l'image sur une carte.

La lecture (déchiffrement) des images spatiales, ainsi que des photographies aériennes, repose sur des caractéristiques d'identification (déchiffrement). Les principaux sont la forme des objets, leur taille et leur ton. Les rivières, lacs et autres plans d'eau sont représentés sur les photographies dans des tons sombres (noir) avec une identification claire des littoraux. La végétation forestière se caractérise par des tons moins sombres avec une structure à grain fin. Les détails du terrain montagneux sont clairement mis en valeur par les tons contrastés nets obtenus sur la photographie grâce à l'éclairage différent des pentes opposées. Les colonies et les routes peuvent également être identifiées grâce à leurs fonctions de décryptage, mais uniquement sous un fort grossissement. Cela ne peut pas être fait sur des copies imprimées.

L'utilisation d'images satellite à des fins cartographiques commence par déterminer leur échelle et les relier à une carte. Ce travail est généralement réalisé sur une carte à une échelle plus petite que l'échelle de l'image, puisqu'il faut tracer les limites non pas d'une, mais de toute une série d'images.

En comparant une photographie avec une carte, vous pouvez découvrir ce qui est représenté sur la photographie et comment, comment cela est représenté sur la carte et quelles informations supplémentaires sur la zone sont fournies par une image photographique de la surface de la Terre prise depuis l’espace. Et même si la carte est à la même échelle que la photographie, vous pouvez toujours obtenir des informations plus complètes et, surtout, à jour sur la zone à partir de la photographie par rapport à la carte.

La cartographie à partir d'images satellites s'effectue de la même manière qu'à partir de photographies aériennes. En fonction de la précision et de l'objectif des cartes, diverses méthodes de compilation à l'aide d'instruments photogrammétriques appropriés sont utilisées. Le plus simple est de réaliser une carte à l’échelle de la photographie. Ce sont ces cartes qui sont généralement placées à côté des photographies dans les albums et les livres. Pour les compiler, il suffit de copier des images d'objets locaux sur du papier calque à partir d'une photographie, puis de les transférer de papier calque sur papier.

De tels dessins cartographiques sont appelés cartes. Ils affichent uniquement les contours du terrain (sans relief), ont une échelle arbitraire et ne sont pas liés à une grille cartographique.

En cartographie, les images satellite sont principalement utilisées pour créer des cartes à petite échelle. L'avantage de la photographie spatiale à ces fins est que l'échelle des images est similaire à l'échelle des cartes créées, ce qui élimine un certain nombre de processus de compilation assez fastidieux. De plus, les images spatiales semblent avoir franchi le chemin de la généralisation primaire. Cela se produit parce que la photographie est réalisée à petite échelle.

Actuellement, diverses cartes thématiques ont été créées à partir d'images satellite. Dans certains cas, les caractéristiques de certains phénomènes ne peuvent être déterminées qu'à partir d'images satellite et il est impossible de les obtenir par d'autres méthodes. Sur la base des résultats de la photographie spatiale, de nombreuses cartes thématiques ont été mises à jour et détaillées, et de nouveaux types de paysages géologiques et d'autres cartes ont été créés. Lors de l'élaboration de cartes thématiques, les images prises dans différentes zones spectrales sont particulièrement utiles car elles contiennent des informations riches et variées.

Les images spatiales ont trouvé de nombreuses applications dans la production de documents cartographiques intermédiaires - les cartes photographiques. Ils sont constitués de la même manière que des plans photographiques, par mosaïque collant ensemble des photographies individuelles sur un support commun. Les cartes photo peuvent être de deux types : certaines ne montrent qu'une image photographique, tandis que d'autres sont complétées par des éléments individuels de cartes ordinaires. Les cartes photographiques, tout comme les photographies individuelles, constituent des sources précieuses pour étudier la surface de la Terre. En même temps, ils constituent un élément supplémentaire par rapport à une carte ordinaire et ne peuvent pas la remplacer complètement.

L’apparence de la Terre change constamment et toute carte vieillit progressivement. Les images satellite contiennent les informations les plus récentes et les plus fiables sur la région et sont utilisées avec succès pour mettre à jour non seulement des cartes à petite mais aussi à grande échelle. Ils vous permettent de corriger les cartes de vastes zones du globe. La photographie spatiale est particulièrement efficace dans les zones difficiles d'accès, où le travail sur le terrain nécessite beaucoup d'efforts et d'argent.

La photographie depuis l’espace n’est pas seulement utilisée pour cartographier la surface de la Terre. Les cartes de la Lune et de Mars ont été compilées à partir de photographies spatiales. Lors de la création de la carte de la Lune, les données obtenues à partir des véhicules automoteurs automatiques Lunokhod-1 et Lunokhod-2 ont également été utilisées. Comment s’est déroulé le tournage avec leur aide ? Lorsque le véhicule automoteur se déplaçait, un soi-disant parcours d'enquête était posé. Son objectif est de créer un cadre par rapport auquel la situation topographique sera tracée sur la future carte. Pour construire le parcours, les longueurs des sections parcourues du chemin et les angles entre elles ont été mesurées. Depuis chaque position du Lunokhod, un tournage télévisé de la zone a été réalisé. Des images télévisées et des données de mesure ont été transmises par radio à la Terre. Ici, un traitement a été effectué, à la suite duquel des plans de sections individuelles de la zone ont été élaborés. Ces plans distincts étaient liés à la progression du tournage et combinés.

La carte de Mars, établie à partir d'images spatiales, est moins détaillée que la carte de la Lune, mais elle affiche néanmoins clairement et assez précisément la surface de la planète (Fig. 55). La carte est réalisée sur trente feuilles à l'échelle 1:5000000 (50 km en 1 cm). Deux nappes circumpolaires sont compilées dans une projection azimutale, 16 nappes quasi-équatoriales sont dans une projection cylindrique et les 12 nappes restantes sont dans une projection conique. Si toutes les feuilles sont collées ensemble, vous obtiendrez une boule presque régulière, c'est à dire le globe de Mars.

Riz. 55. Fragment d'une carte photo de Mars

La base de la carte de Mars, ainsi que de la carte de la Lune, étaient les photographies elles-mêmes, dans lesquelles la surface de la planète est représentée avec un éclairage latéral dirigé selon un certain angle. Le résultat est une carte photographique sur laquelle le relief est représenté de manière combinée - lignes horizontales et coloration naturelle des ombres. Sur une telle carte photographique, non seulement la nature générale du relief est clairement visible, mais aussi ses détails, notamment les cratères, qui ne peuvent être représentés par des lignes horizontales, puisque la hauteur de la section du relief est de 1 km.

La situation concernant la photographie de Vénus est beaucoup plus compliquée. Il ne peut pas être photographié de la manière habituelle, car il est caché à l'observation optique par des nuages ​​denses. Puis l'idée est née de réaliser son portrait non pas à la lumière, mais aux rayons radio. À cette fin, ils ont développé un radar sensible capable de sonder la surface de la planète.

Pour voir le paysage de Vénus, il faut rapprocher le radar de la planète. C'est ce qu'ont fait les stations interplanétaires automatiques « Venera-15 » et « Venera-16 ».

L'essence de l'enquête radar est la suivante. Le radar installé à la station envoie les signaux radio réfléchis de Vénus vers la Terre au centre de traitement des informations radar, où un dispositif informatique électronique spécial convertit les signaux reçus en image radio.

De novembre 1983 à juillet 1984, les radars Venera-15 et Venera-16 ont photographié l'hémisphère nord de la planète depuis le pôle jusqu'au trentième parallèle. Ensuite, à l’aide d’un ordinateur, une image photographique de la surface de Vénus a été appliquée à la grille cartographique et, en outre, un profil en relief a été construit le long de la ligne de vol de la station.

Surveillance de l'environnement depuis l'espace

Actuellement, le problème de la protection de l'environnement est mondial. C’est pourquoi les méthodes de contrôle spatiales prennent de plus en plus d’importance, permettant d’augmenter le volume des recherches et d’accélérer l’acquisition et le traitement des données. Le principal moyen de surveillance est un système de relevés spatiaux basé sur un réseau de stations au sol. Ce système comprend des photographies provenant de satellites artificiels de la Terre, de vaisseaux spatiaux habités et de stations orbitales. Les images photographiques résultantes sont envoyées aux centres de réception au sol, où les informations sont traitées.

Qu'est-ce qui est visible sur les images satellites ? Tout d’abord, presque toutes les formes et types de pollution de l’environnement. L'industrie est la principale source de pollution de l'environnement. Les activités de la plupart des industries s'accompagnent d'émissions de déchets dans l'atmosphère. Les images montrent clairement des panaches de ces émissions et des écrans de fumée s’étendant sur plusieurs kilomètres. Lorsque la concentration de pollution est élevée, même la surface de la Terre ne peut pas être vue à travers. Il existe des cas connus où la végétation sur une superficie de plusieurs kilomètres carrés est morte à proximité de certaines entreprises métallurgiques nord-américaines. Ceci est déjà affecté non seulement par l’impact des émissions nocives, mais aussi par la pollution des sols et des eaux souterraines. Ces zones apparaissent sur les photographies comme un semi-désert décoloré, sec et sans vie au milieu des forêts et des steppes.

Les photographies montrent clairement des particules en suspension charriées par les rivières. Une forte pollution est particulièrement typique des sections de delta des rivières. Ceci est dû à l’érosion côtière, aux coulées de boue et aux travaux hydrauliques. L'intensité de la pollution mécanique peut être déterminée par la densité d'image de la surface de l'eau : plus la surface est claire, plus la pollution est importante. Les zones d'eau peu profonde ressortent également sur les images sous forme de points lumineux, mais contrairement à la pollution, elles sont de nature permanente, tandis que ces dernières changent en fonction des conditions météorologiques et hydrologiques. La photographie spatiale a permis d'établir que la pollution mécanique des plans d'eau augmente à la fin du printemps, au début de l'été et moins souvent en automne.

La pollution chimique des zones aquatiques peut être étudiée à l’aide d’images multispectrales qui enregistrent l’état de dépression de la végétation aquatique et côtière. Les images peuvent également être utilisées pour établir une contamination biologique des plans d’eau. Elle se manifeste par le développement excessif d'une végétation particulière, visible sur les photographies dans la région verte du spectre.

Le rejet d'eau chaude dans les rivières par les entreprises industrielles et énergétiques est clairement visible sur les images infrarouges. Les limites de répartition des eaux chaudes permettent de prédire les évolutions du milieu naturel. Par exemple, la pollution thermique perturbe la formation de la couche de glace, qui est clairement visible même dans le domaine visible du spectre.

Les incendies de forêt causent de graves dommages à l'économie nationale. Depuis l'espace, ils sont visibles principalement grâce au panache de fumée, qui s'étend parfois sur plusieurs kilomètres. La photographie spatiale vous permet de déterminer rapidement l’étendue de la propagation du feu. De plus, les images satellite aident à détecter les nuages ​​​​à proximité, à partir desquels de fortes pluies sont provoquées à l'aide de réactifs spéciaux pulvérisés dans l'air.

Les images spatiales de tempêtes de poussière sont d’un grand intérêt. Pour la première fois, il est devenu possible d'observer leur origine et leur évolution, de suivre le mouvement des masses de poussière. Le front d’une tempête de poussière peut atteindre des milliers de kilomètres carrés. Le plus souvent, les tempêtes de poussière balayent les déserts. Un désert n’est pas une terre sans vie, mais un élément important de la biosphère et nécessite donc une surveillance constante.

Passons maintenant au nord de notre pays. Les gens se demandent souvent pourquoi on parle tant de la nécessité de protéger la nature de la Sibérie et de l'Extrême-Orient ? Après tout, l’intensité de l’impact y est encore bien moindre que dans les régions centrales.

Le fait est que la nature du Nord est beaucoup plus vulnérable. Quiconque y est allé sait qu'après le passage d'un véhicule tout-terrain dans la toundra, la couverture du sol ne se rétablit pas et l'érosion de surface se développe. L'épuration des bassins d'eau est dix fois plus lente que d'habitude, et même une petite route nouvellement asphaltée peut provoquer un changement difficilement réversible de la situation naturelle.

Les territoires du nord de notre pays s'étendent sur 11 millions de km 2 . C'est la taïga, la toundra forestière, la toundra. Malgré les conditions de vie difficiles et les difficultés logistiques, de plus en plus de villes apparaissent au Nord et la population augmente. Dans le cadre du développement intensif du territoire du Nord, le manque de données initiales pour la conception des agglomérations et des installations industrielles est particulièrement aigu. C'est pourquoi l'exploration spatiale de ces zones est si pertinente aujourd'hui.

Actuellement, deux méthodes liées - la cartographie et l'aérospatiale - interagissent étroitement dans l'étude de la nature, de l'économie et de la population. Les conditions préalables à une telle interaction résident dans les propriétés des cartes, des photographies aériennes et des images satellite en tant que modèles de la surface terrestre.

Conclusion

Les études spatiales résolvent divers problèmes liés à la télédétection de la Terre et démontrent leurs vastes capacités. Par conséquent, les méthodes et moyens spatiaux jouent déjà aujourd’hui un rôle important dans l’étude de la Terre et de l’espace proche de la Terre. Les technologies progressent et, dans un avenir proche, leur importance pour résoudre ces problèmes augmentera considérablement.

Bibliographie

Bogomolov L. A., Application de la photographie aérienne et de la photographie spatiale à la recherche géographique, dans le livre : Cartographie, vol. 5, M., 1972 (Résultats de la science et de la technologie).

Vinogradov B.V., Kondratiev K.Ya., Méthodes spatiales de géoscience, Leningrad, 1971 ;

Kusov V. S. « La carte est créée par des pionniers », Moscou, « Nedra », 1983, p. 69.

Leontyev N. F. « Cartographie thématique » Moscou, 1981, de. "Sciences", p.102.

Petrov B. N. Stations orbitales et étude de la Terre depuis l'espace, « Vestn. Académie des sciences de l'URSS", 1970, n° 10 ;

Edelshtein, A. V. « Comment est créée une carte », M., « Nedra », 1978. c. 456.

kov avec la présentation des résultats de mesure sous une forme claire et pratique pour l'analyse visuelle - sous la forme de cartes dynamiques spéciales.

3.4. Cartographie aérospatiale pour la recherche géographique

Réaliser des cartes à partir de photographies. Dans la cartographie thématique aérospatiale réalisée lors de recherches géographiques, les images sont utilisées : 1) pour préparer la base topographique d'une future carte et 2) comme source de son contenu. Pour résoudre le premier problème, les images satellite doivent être amenées à une certaine échelle et projection. Ceci est réalisé en transformant des photographies, qui sont ensuite montées en plans photographiques et en cartes photo.

Le contenu de la carte est obtenu à partir d'images lors du processus de décryptage, en utilisant toutes les méthodes disponibles d'extraction d'informations, y compris le traitement informatique. Évidemment, pour le décodage, il est nécessaire de sélectionner des images d'une échelle et d'une résolution telles que la généralité de l'image corresponde à la généralisation requise du contenu de la carte. Ici, il est utile de s'appuyer sur la résolution géographique des images, ce qui permet de déterminer le type d'images optimal pour résoudre un problème spécifique.

Selon le sujet, l'échelle et la finalité de la carte, en plus de l'image principale, vous pouvez également utiliser un ensemble d'images aérospatiales à différentes échelles, permettant l'étude d'objets naturels et socio-économiques à plusieurs niveaux hiérarchiques. L'échelle de l'image satellite originale principale (des images généralement à haute résolution sont utilisées) est généralement plusieurs fois plus petite que l'échelle de la carte en cours d'élaboration, et le travail d'interprétation visuelle est effectué à l'aide d'images avec un grossissement important (5 à 10 fois). , ce qui garantit une extraction plus complète des informations.

Le schéma technologique de création d'une carte à partir d'images aérospatiales, déterminé par le programme cartographique, peut changer en fonction de conditions spécifiques, mais il implique toujours d'effectuer des travaux tels que le référencement spatial (géographique) des images et la préparation de la base ; décryptage; transférer les résultats du décodage à la base et établir la carte originale.

Généralisation cartographique lors du passage de l'image à la carte.

L'image des images aérospatiales est saturée d'une quantité de détails nettement supérieure à celle qui peut être transmise graphiquement lors de l'élaboration d'une carte à partir de l'image. Le processus de généralisation est donc inévitable lorsqu’on passe d’une image à une carte.

En cartographie topographique, où la création de cartes topographiques à partir de photographies aériennes représente un processus de production de masse, les règles de généralisation et de sélection lors du passage de l'image à la carte sont formulées dans les manuels et directives correspondants. Les principes et les règles d'une telle généralisation sont proches de ceux bien développés en cartographie et visent à écarter les détails sans importance tout en préservant les éléments les plus importants et en affichant les traits typiques de la structure du territoire.

De nombreux détails de l'image sont exclus, représentant des informations inutiles pour résoudre la tâche principale de décodage. Les objets qui servaient d’indicateurs, mais n’étaient pas eux-mêmes des objets d’étude, passent au second plan. Par exemple, un géomorphologue, identifiant des linéaments, ne dessine pas une rivière avec tous ses méandres à partir d'une photographie, mais identifie des sections redressées qui mettent en valeur la faille qu'il déchiffre. Lors du déchiffrement, il omet le quadrillage des champs et les contours des forêts, qui ne permettent pas d'identifier les objets géologiques qui lui tiennent à cœur.

Ainsi, la sélection ciblée des éléments déchiffrables est l'aspect principal de la généralisation lors du décodage. Une autre fonction de généralisation est déterminée par le détail excessif de l'image des éléments déchiffrés dans l'image, qui ne peuvent être restitués graphiquement, assurant la lisibilité de la carte. Avec une simplification inévitable, il est important de conserver le motif naturel dans le dessin des contours déchiffrés et de ne pas le perdre lors de la schématisation. Ce motif est unique pour divers paysages. Par exemple, dans les paysages de toundra, il est important de transmettre un motif tacheté créé par un système de petits lacs arrondis dans un relief thermokarstique, et dans les zones érodées de la région centrale de Tchernozem, un système complexe de dissection arborescente du relief par un réseau de ravines-poutres, qui détermine l’image spatiale de ces territoires.

Les critères de sélection, assez stricts, donnés dans les documents de production pour la réalisation des cartes devraient être modifiés en fonction des objectifs de l'étude. Par exemple, afin de transmettre les phases de développement du relief thermokarstique gelé, du jeune au mature et décrépit (lacs thermokarstiques - lacs bordés de hélas - hélas avec lacs résiduels - secs hélas), il est important de préserver même un bordure étroite d'hélas autour des lacs dans la deuxième étape, et dans la troisième - même de très petits lacs, puisque c'est leur présence qui sépare ces étapes.

Ainsi, une généralisation correcte repose sur une étude détaillée du paysage géographique, de ses traits typiques et caractéristiques, sur l'identification des traits régionaux du territoire à partir de photographies et des traits individuels de la conception de divers objets. Il est résolu en sélectionnant des objets individuels jusqu'à ce que

figures et caractéristiques, généralisation des contours, exagération de l'image (exagération volontaire de la taille de ses éléments) compte tenu des objectifs de l'étude et des caractéristiques régionales du territoire.

Exigences de la carte créée à partir de photographies, les exigences sont les mêmes que pour toutes les cartes : elle doit avoir une base mathématique sous la forme d'une grille de coordonnées ou d'une grille de sorties signée, une indication de l'échelle. Avec les méthodes informatiques désormais répandues pour préparer la carte originale, il est nécessaire d'avoir une désignation à échelle linéaire sur la carte. La conception et les méthodes de représentation du contenu extrait des photographies peuvent varier. Les résultats sont présentés sous différentes formes - sous la forme d'une photo-carte thématique, lorsque l'image de la photographie est complétée par les limites de contours déchiffrés ou d'objets individuels avec des indices numériques ; sous la forme d'une « image classifiée » - les résultats d'une classification informatique et, enfin, sous la forme d'une carte traditionnelle avec des contours d'objets sélectionnés et leur coloration à l'aide d'une méthode de fond de haute qualité. Un élément absolument nécessaire de la carte est une légende qui répond aux règles cartographiques - construite dans le strict respect de la logique de classification des phénomènes représentés et de leur subordination hiérarchique. Ceci est souvent oublié lors de la création de cartes sur ordinateur, à l'aide de modules logiciels de création de légendes qui, en règle générale, ne répondent pas à ces exigences professionnelles.

Les cartes compilées à partir d'images sont, en règle générale, plus détaillées et reflètent mieux les schémas spatiaux de répartition des objets étudiés, mais l'exhaustivité et la fiabilité de leur contenu sont assurées par l'implication de sources supplémentaires, avec lesquelles les images sont utilisées. à

cartographie aérospatiale.

Types de produits cartographiques créés à partir d'images.

L'affichage visuel et expressif du terrain dans l'imagerie aérospatiale crée un désir naturel d'utiliser l'imagerie aérospatiale en plus de la carte, et parfois à sa place. Cela a conduit à la création d'un nouveau type de produit cartographique basé sur de nombreuses images - les cartes photographiques, qui sont des images aérospatiales transformées en projection cartographique, généralement dotées d'éléments de base mathématique et ayant parfois une charge cartographique minimale. Des cartes photographiques à moyenne échelle sont créées dans le découpage et la nomenclature des cartes topographiques et géographiques générales. De nombreuses* cartes photographiques de différents pays et continents ont également été compilées. Un ensemble de cartes photographiques du monde entier, créées à partir de photographies d'enquête PNHRR/NOAA, est contenu dans l'Atlas mondial du millénaire (2001).

Cartes topographiques. La connaissance topographique du monde, même à notre époque, reste loin d'être complète. Les images spatiales représentent désormais une véritable base de cartographie topographique. Parfois, ils constituent le seul matériel d'enquête possible pour les hautes montagnes, les déserts et les zones humides difficiles d'accès, qui sont non seulement infranchissables, mais également difficiles à atteindre pour les travaux d'enquête aérienne.

La création de cartes topographiques à partir d'images satellites s'oriente désormais vers l'utilisation des technologies numériques et des systèmes informatiques.

Mettre à jour les cartes. Les levés aérospatiaux répétés fournissent de bons matériaux pour la mise à jour régulière des cartes topographiques, qui constituent un type de travail cartographique nécessaire. Auparavant, le processus de mise à jour prenait de nombreuses années car il commençait par des cartes à grande échelle ; Vous pouvez désormais mettre à jour simultanément les cartes de toute la série d’échelles.

Cartes thématiques. La résolution de la plupart des images satellites modernes dans les premières dizaines de mètres correspond à la dimension de la plupart des objets à la surface de la Terre étudiés par les géographes. Cela fait des images obtenues à partir des satellites de cartographie des ressources un matériau précieux pour la cartographie thématique. Pour le territoire de notre pays, des cartes cosmophotogéologiques et cosmophototectoniques ont été créées aux échelles 1:10 000 000, 1:5 000 000, 1:2 500 000, contenant des données fondamentalement nouvelles sur la structure de la croûte terrestre, principalement sur linéaire structures discontinues et annulaires. Des cartes géologiques d'État aux échelles 1:200 000 (2e édition) et 1:1 000 000 (3e édition) sont compilées à l'aide d'informations spatiales. Pour cela, on crée ce que l'on appelle une « base factuelle à distance » (ou base cosmophoto), qui est un ensemble de cartes photographiques d'échelles appropriées, créées à partir d'images de différents types, en comptant sur la complémentarité des informations qui en sont extraites. Grâce à l'utilisation d'images satellite, il est devenu possible de réaliser une carte des sols à plusieurs feuilles du pays à l'échelle 1:1 000 000 pour les régions du nord et de l'est et de créer une carte des sols de la Russie à l'échelle 1:2 500 000. .

Basé sur des images satellite de la fin du 20e siècle. une série de cartes ont été créées à des échelles générales dans le cadre du programme de l'Inventaire cartographique intégré des ressources naturelles (KKIPR) pour un certain nombre des régions économiques les plus importantes de Russie : Stavropol, région de Tver, Kalmoukie, région de Baïkal, Yakoutie du Sud, ainsi que comme pour le Tadjikistan, l'Ouzbékistan, le Kirghizistan et la Mongolie.

À l’étranger, avec l’avènement des images spatiales, un nouveau type de cartographie de l’occupation et de l’utilisation des terres s’est généralisé. Ces cartes sont pour la plupart

Siège social 1 : 250 SARL sont établies dans de nombreux États américains. Aperçu de la cartographie mondiale de l'occupation des sols au début des années 90. XXe siècle réalisée selon les données AVHRR/M2/L4 et au tournant du millénaire selon les données Végétation/SPOT. Les images satellite sont également utilisées dans d'autres grands projets de cartographie thématique, par exemple pour créer une carte des forêts canadiennes. Les cartes mondiales de l'état de l'atmosphère, de l'océan et bien d'autres, caractérisant la Terre en tant que système et ses changements, ont un contenu varié.

Images aérospatiales dans SIG. Les systèmes d'information géographique (SIG) ont trouvé les applications les plus larges dans la recherche scientifique moderne et les activités pratiques. Outre les informations statistiques et cartographiques, ils utilisent des images aérospatiales. L'imagerie est particulièrement précieuse pour les SIG en raison d'un certain nombre de ses propriétés.

La représentation intégrée des systèmes naturels-territoriaux et leur utilisation économique détermine l'utilisation des images dans divers domaines thématiques de recherche et pour étudier les interrelations de divers objets. Le déchiffrement des images vous permet de créer de nombreuses sections d'informations, telles que la géologie, le relief, les sols, la végétation, l'économie et l'habitat.

L'efficacité de l'obtention de l'information et sa « fraîcheur » garantissent l'utilisation d'images pour l'identification et l'évaluation rapides des changements survenant à la surface de la Terre - en mettant à jour les couches SIG existantes, en les maintenant au niveau moderne et en mettant à jour les informations.

Une référence temporelle claire des données et la possibilité d'utiliser des photographies prises à des moments et des dates différents en font un matériau indispensable pour étudier la dynamique de la nature et de l'économie.

Ces propriétés déterminent deux directions principales pour l'utilisation des images aérospatiales dans la création de SIG. Premièrement, ils représentent une source d'informations primaires lors de la création de couches thématiques dans une base de données SIG, en particulier pour les zones difficiles d'accès et non étudiées. Deuxièmement, il s'agit d'un élément indépendant de la base de données, conçu pour résoudre des problèmes aussi importants que l'étude des interrelations de divers objets et phénomènes géographiques et l'étude de leur dynamique.

L'inclusion d'informations aérospatiales dans les systèmes d'information géographique impose ses propres exigences sur la structure du logiciel et du système, et donc une

type de SIG intégré.