При работе со снимками для географов в первую очередь важны спектральный диапазон съемки, который определяет биогеофизические характеристики объектов, передаваемые снимками, и технология получения изображения, от которой зависят изобразительные, радиометрические и геометрические свойства снимков. Эти две характеристики представляют основу классификации космических снимков, учитывающей возможности их географического дешифрирования (рис.1).

Спектральный диапазон съемки определяет первый, фундаментальный, уровень этой классификации, учитывающий отражательные и излучательные характеристики объектов, воспроизводимые на снимках. По этому признаку выделяются три основные группы снимков:

а) в видимом, ближнем и среднем инфракрасном диапазоне, который называют также световым;

б) в тепловом инфракрасном диапазоне;

в) в радиодиапазоне.

По технологии получения снимки в световом диапазоне делятся на фотографические и сканерные, которые, в свою очередь, подразделяются на полученные оптико-механическим и оптико-электронным сканированием с использованием линейных ПЗС-приемников излучения. Для краткости первые из них названы сканерными, а вторые - ПЗС-снимками. Таким образом, в световом диапазоне выделены три типа снимков: фотографические, сканерные и ПЗС-снимки.

Поскольку снимки в тепловом инфракрасном диапазоне в настоящее время получают в основном по единой технологии, то они представлены одним типом - это тепловые инфракрасные снимки.

Рис.1. Классификация космических снимков по спектральным диапазонам и технологии съемки

Снимки в радиодиапазоне делятся в зависимости от выполнения пассивной или активной съемки на микроволновые радиометрические снимки, получаемые при регистрации собственного излучения исследуемых объектов, и радиолокационные снимки, получаемые при регистрации отраженного радиоизлучения, посылаемого с носителя.

Названия типов снимков условны. Так, сканирование используется для получения разных типов снимков, а название сканерные отнесено лишь к снимкам, получаемым оптико-механическими сканерами в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.

Радиометрическими являются также несколько выделенных типов, а название отнесено лишь к микроволновым, чтобы подчеркнуть их отличие от получаемых при активном методе радиолокационных снимков.

Каждый из выделенных типов снимков далее может быть подразделен с учетом показателей, определяющих их дешифровочные возможности, - обзорности, масштаба и пространственного разрешения (территориального охвата), которые зависят от конкретных параметров съемки: высоты орбиты, характеристик съемочной аппаратуры и др.

космический снимок географическое исследование классификация

Классификации космических снимков по этим трем показателям, важнейшим для дешифрирования, в целом образуют единую систему:

- площадь охвата снимка; - ширина полосы охвата; L_R - разрешение на местности; п = 1ч9.

По обзорности (охвату территории одним снимком) снимки разделяют следующим образом:

1. Глобальные, охватывающие всю планету, точнее освещенную часть одного полушария - это снимки Земли с геостационарных спутников и межпланетных космических аппаратов. Ширина зоны охвата у них более 10 тыс. км, а территориальный охват составляет сотни миллионов квадратных километров.

2. Крупнорегиональные, отображающие материки, их части и крупные регионы, - снимки с метеорологических спутников на околоземных орбитах, а также снимки малого и среднего разрешения с ресурсных спутников. Ширина зоны охвата варьирует от 3 тыс. км у снимков малого разрешения до 500 км у снимков среднего разрешения, территориальный охват составляет миллионы квадратных километров. На одном снимке этого типа изобразится Западная Европа, почти вся Австралия, Средняя Азия, Тибет.

3. Региональные, на которых изображаются регионы и их части, - это снимки с ресурсных и картографических спутников, а также с пилотируемых кораблей и орбитальных станций. Наиболее характерный охват 350 х 350 км²,180 х 180 км², 60 х 60 км². На снимке подобного охвата изобразится такое государство, как Бельгия, небольшая область, например Московская, крупные мегаполисы.

4. Локальные, на которых изображаются относительно небольшие участки местности, - снимки со спутников для детального наблюдения и крупномасштабного топографического картографирования с охватом порядка 10 х 10 км². На таком снимке изобразится промышленный комплекс, крупное хозяйство, небольшой город, а для Москвы потребуется несколько снимков.

Охват аэроснимков составляет от сотен квадратных метров до 20 х 20 км²; обычно он существенно меньше, чем у космических снимков, но мелкомасштабные аэроснимки по охвату перекрываются с детальными космическими.

По масштабу космические снимки делят на следующие группы:

1) сверхмелкомасштабные - 1: 10 000 000 - 1: 100 000 000. Такие снимки получают с геостационарных спутников и с метеоспутников на околоземных орбитах;

2) мелкомасштабные - 1: 1 000000 - 1: 10000000. Такие масштабы типичны для снимков с ресурсных спутников, а также с пилотируемых кораблей и орбитальных станций;

3) среднемасштабные - 1: 100 000 - 1: 1 000 000. Снимки таких масштабов получают с ресурсно-картографических спутников;

4) крупномасштабные - 1: 10000 - 1: 100000. Это снимки со спутников для детального наблюдения и крупномасштабного топографического картографирования, в том числе спутников двойного назначения: военного и гражданского. К данной группе относятся и аэроснимки, которые, в свою очередь, дифференцируются по масштабам.

По пространственному разрешению (размеру на местности минимального изображающегося элемента L_R) снимки разделяют так:

1. Снимки низкого разрешения (измеряется километрами, L_R ? 1000 м). Такое разрешение характерно для сканерных и тепловых инфракрасных снимков с метеоспутников, включая геостационарные, и для снимков, получаемых сканерами малого разрешения с ресурсных спутников, где основные изображающиеся объекты - облачность, тепловая структура вод океана, крупнейшие геологические структуры суши.

2. Снимки среднего разрешения (сотни метров, L_R = 100-1000 м), на которых отображаются многие природные объекты, но в большинстве случаев не воспроизводятся объекты, связанные с хозяйственной деятельностью. Это снимки, получаемые сканерами Среднего разрешения, и тепловые инфракрасные снимки с ресурсных спутников.

3. Снимки высокого разрешения (десятки метров, L_R = 10-100 м), на которых изображаются не только природные, но и многие хозяйственные объекты. Высокое разрешение характерно для наиболее широко используемых сканерных снимков с ресурсных спутников и фотографических снимков с пилотируемых кораблей, орбитальных станций, автоматических картографических спутников. Поскольку размерность большинства изучаемых географических объектов находится как раз в этих пределах, снимками этой группы удовлетворяется большинство географических задач. Но для решения этих задач они неравноценны. Поэтому эта группа подразделяется на две подгруппы:

а) снимки относительно высокого разрешения (30-100 м), получаемые главным образом сканирующей аппаратурой с ресурсных спутников для решения оперативных задач и обзорного тематического картографирования;

б) снимки высокого разрешения (10-30 м) - это фотографические, сканерные и ПЗС-снимки с ресурсно-картографических и ресурсных спутников, используемые для детального тематического картографирования.

4. Снимки очень высокого разрешения (единицы метров, L_R = 1-10 м), на которых отображается весь комплекс природных и хозяйственных объектов, включая населенные пункты и транспортные сети. Снимки получают длиннофокусной фотографической и аппаратурой ПЗС-съемки с картографических спутников для решения задач топографического картографирования.

5. Снимки сверхвысокого разрешения (доли метра, L_R ? 1 м), детально отображающие населенные пункты, промышленные, транспортные и другие хозяйственные объекты. Эти снимки получают с использующих аппаратуру ПЗС-съемки специализированных спутников для детальной съемки и крупномасштабного топографического картографирования. К данной группе относится и весь огромный массив аэрофотоснимков.

При классификации снимков по масштабу следует учитывать, что для фотографических снимков принято указывать оригинальный масштаб снимков, получаемых при съемке; для сканерных же снимков принимают масштаб, наиболее широко используемый при визуализации изображения.

Характеристика основных типов снимков