Природные условия аэросъемки

ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Аэростатная съемка

Аэростатная съемка предназначена для крупномасштабного изучения растительного покрова болот и других растительных комплексов (лесных, луговых и т. д.) [15, 23]. Так, например, растительный покров болот является основным индикатором, определяющим среду и условия болото- и торфообразовательного процессов. Фотосъемка ведется фотокамерой, привязанной к аэростату (рис. 1.1) и дает информацию об условиях роста растительности на поверхности болота.

Система съемки переносная и может управляться с земли по кабелю или по радио. Аэростат из поливиниловой пленки и имеет сферическую форму. В качестве газа-наполнителя используется гелий. Фотокамера имеет автоматический перевод кадров и обычно находится на высоте от 70 до 100 м. Масштаб фотосъемки выбирается исходя из масштаба изучаемого процесса или явления. Вертикальное положение фотокамеры контролируется шарнирным устройством. Фотосъемка проводится одним или двумя исполнителями.

При фотосъемке учитывают сезон, тип пленки и масштаб. Используется черно-белая, цветная или инфракрасная пленка. Наибольшую информацию несет цветная пленка. Инфракрасная пленка дополнительно имеет инфракрасный чувствительный эмульсионный слой вместо синего чувствительного слоя цветной пленки. Так, например, зеленые листья растений за счет хлорофилла хорошо отражаются на инфракрасном слое. Основными дешифровочными признаками являются: фототон и цвет изображения на снимке (или цвета на цветной пленке); форма, строение, рисунок, конфигурация небольших растений и другие особенности фотоизображения. Получаемые крупномасштабные фотоснимки значительно повышают информацию данных наземного геоботанического обследования и используются при составлении карт растительности.

Аэросъемка

Аэрометоды подразделяют на аэрофотографические, применяемые во всей видимой части спектра (0,4—0,8 мкм)и в ближней инфракрасной (0,8—1,1 мкм); фотоэлектронные, рассчитанные на использование узких зон в тех же частях спектра и в ультрафиолетовых (0,01—0,4 мкм), дальних инфракрасных (1,2—25 мкм) и радиоволновых (от 1 мм до нескольких м) лучах; аэрогеофизические, основанные на регистрации гамма-излучения Земли и параметров её физических полей; аэровизуальные, ограниченные видимой частью спектра. В настоящее время аэрометоды вошли составной частью во все виды геологических исследований [6, 23, 28]. Они в обязательном порядке используются при производстве геолого-съемочных и поисковых работ всех масштабов, а также при изучении тектоники и неотектоники, структур рудных полей, гидрогеологических и инженерно-геологических изысканиях, изучении геологического строения мелководных водоемов, участков шельфа и т.д.

Природные условия аэросъемки

Фотоизображение ландшафта существенно меняется в зависимости от условий освещения, состояния атмосферы, фазы вегетации растительного покрова и степени увлажненности земной поверхности. Поэтому при аэросъемке нужно учитывать время проведения лестно-съемочных работ. Условия проведения аэросъемки определяются рядом природных факторов (рис. 1.2).

Влияние влажности. Влажность снижает яркость (отражательную способность) природных объектов, особенно рыхлых отложений, не покрытых растительностью и создает этим значительные контрасты яркости между сухими и влажными участками поверхности одинакового вещественного состава. Если аэросъемка проведена на распаханных землях, а также в степных и полупустынных районах весной, до начала вегетации и полного просыхания почвы, то глубинные структуры, от которых зависит скорость и степень просыхания поверхности, «просвечивают» через рыхлые отложения и хорошо дешифрируются на аэроснимках. После полного просыхания почвы контрасты исчезают, и на аэроснимках, отснятых позднее, обнаружить эти структуры уже нельзя. Различие влажности обычно способствует выделению рыхлых отложений разного возраста и состава.

Влияние условий освещения. Как правило, аэросъемка производится в ясную погоду. Однако, на высотных аэроснимках встречаются изображения облаков и теней от них. Затененные участки имеются также на аэроснимках горных и лесных районов. В тени находятся крутые склоны и местность у их подножья (например, дно ущелья). Объекты, оставшиеся в тени, как правило, не прорабатываются. Поэтому, аэросъемку горных районов проводят тогда, когда площадь затененных участков наименьшая, т.е. при максимальной высоте солнца. От высоты и азимута Солнца зависит и яркость освещенных склонов. Обращенные к Солнцу участки освещены интенсивнее наклоненных в противоположную сторону, и тем сильнее контраст их яркости, чем больше крутизна склонов. Вследствие этого утренние и вечерние АС горного ландшафта очень сильно различаются между собой. При аэросъемке плоскоравнинной незаселенной местности рассматриваемые контрасты полезны, т.к. они подчеркивают микродетали рельефа, трудно различимые даже на стереомодели вследствии их плавности. Чтобы использовать их, нужно проводить аэросъемку при малых высотах.

Воздушная дымка. Слой атмосферы, находящийся между объективом аэрофотоаппарата (АФА) и поверхностью Земли, имеет некоторую яркость, вызванную рассеянием прямого солнечного света. Это явление называют воздушной или атмосферной дымкой. Воздушная дымка создает фон, существенно снижающий контрасты природных объектов. Ее влияние зависит от высоты фотографирования, влажности, загрязненности атмосферы и высоты Солнца. При высоте фотографирования до 0,5 км влияние дымки незначительно. При увеличении высоты до 3 км оно растет пропорционально высоте, далее рост замедляется, и, начиная с высоты 7-10 км, практически останавливается. Воздушная дымка снижает контраст между темными объектами сильнее, чем между светлыми. Съемка при высоте Солнца 15-20⁰ даже при отличной видимости приводит к тому, что большинство темных объектов местности на снимке сливается в общий фон. Для уменьшения влияния дымки используют светофильтры, отсекающие синефиолетовую часть спектра. Светофильтр уменьшает влияние дымки, но устраняет его не полностью.

Выбор сезона аэросъемки.Аэросъемочный период начинается весной, после полного освобождения поверхности Земли от снега и паводковых вод и продолжается до первого осеннее-зимнего снегопада. В течение этого периода аэросъемки можно проводить только в ясные, безоблачные дни при хорошей видимости. На севере и северо-востоке России в зонах тундры и лесотундры аэросъемочный период продолжается всего 4-6 недель и ежегодно бывает только несколько дней, пригодных для съемок. При переходе от лесотундры на юг к тайге и далее, вплоть до зоны пустынь, аэросъемочный период удлиняется и появляется возможность более свободного выбора времени аэросъемки. Наибольшая высота Солнца достигается в мае, июне и июле и мало меняется в течение этого периода. К концу августа она в большинстве районов становится недостаточной, что является существенным аргументом против осенних аэросъемок. Дальность видимости чаще всего уменьшается в разгар лета, т.е. в июне-июле в равнинных южных районах, и в июле – в более северных. В таежной зоне, как правило, предпочтительнее аэроснимки, сделанные в начале аэросъемочного периода, до полного развития хвои у лиственниц и листвы у листопадного подлеска. В зоне смешанных лесов для аэросъемки выделяются как наиболее благоприятные периоды до начала вегетации и до полного развития листвы, а также период ее пожелтения. Аэросъемка во время листопада или после него нежелательна, особенно в районах распространения рыхлых пород. Геоиндикационные особенности древостоя в это время не выявляются, а опавшая листва маскирует детали геологического строения местности. В лесостепи и степи, где значительные площади заняты сельскозяйственными угодьями, оптимальный период аэросъемки – после распашки до полного высыхания почвы и появления густого растительного покрова. В пустынных и полупустынных районах аэросъемку также лучше проводить весной, до полного высыхания почвы. Допустима и осенняя съемка, когда увлажнение почвы вновь увеличивается, а высота Солнца еще достаточно велика. В высокогорных районах аэросъемочным периодом является время, в течении которого площадь, покрытая снегом, минимальна. Обычно он начинается в июне и заканчивается в августе или сентябре. Оптимальный срок, учитывая высоту стояния Солнца, не позже середины июля.

Выбор времени суток. В мае, июне и июле почти во всех районах России Солнце имеет высоту порядка 40⁰ и более в течении 5-7 часов. Этот период и следует использовать для съемки. В горных районах с сильно расчлененным рельефом, где требуется максимальная высота Солнца, съемочное время ограничивается четырьмя – пятью околополуденными часами. Крупномасштабную аэросъемку равнинных и слабозалесенных территорий, предпочтительно вести при высоте Солнца 20-40⁰, в утренние или вечерние часы.