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introduzione

Oggi i sistemi informativi geografici GIS sono ampiamente utilizzati nel campo della supporto informativo e automazione dei lavori di gestione del territorio, catasto fondiario e valutazione delle risorse fondiarie. Le informazioni cartografiche sono di particolare importanza per il monitoraggio del territorio e la visualizzazione spaziale di processi e fenomeni negativi. Gli specialisti nel campo dei GIS svolgono un ruolo importante nel supporto informativo al processo decisionale sull'organizzazione dell'uso produttivo delle risorse territoriali, sul loro miglioramento e protezione. Devono essere in grado di creare e integrare un geodatabase, utilizzare nel loro lavoro dati di telerilevamento, materiali di rilevamento strumentale a terra, modelli vettoriali e raster per rappresentare dati spaziali nella mappatura geoinformativa delle risorse terrestri.

Ma prima di sviluppare attività di mappatura scientificamente valide, è necessario studiare in modo completo lo stato attuale dell’ambiente e i possibili cambiamenti durante l’uso economico. È importante preservare paesaggi, flora e fauna unici per le generazioni future. Al giorno d'oggi, il territorio modificato a causa dell'attività economica raggiunge fino all'85% dell'intera superficie terrestre, e questo territorio è in continua evoluzione. Studiare aree così vaste è quasi impossibile utilizzando solo i metodi tradizionali. Una soluzione produttiva a questi problemi richiede la determinazione dell'esatta posizione spaziale dei terreni durante la stesura delle mappe. In questa situazione, il metodo di studio delle risorse terrestri mediante telerilevamento dallo spazio viene in soccorso. Questa procedura è un complesso di diversi metodi di registrazione dell'ambiente naturale utilizzando fotografie, scanner, televisione, radar e altre apparecchiature speciali, nonché osservazioni visive.

Le immagini spaziali servono come base per lo sviluppo di mappe naturali tradizionali basate su fotografie dallo spazio e aiutano a creare mappe che riflettono lo stato attuale della natura circostante. L'avvento della fotografia spaziale ha contribuito a ridurre i costi e a semplificare il processo di mappatura.

Oggi i materiali cartografici sono presentati in formato digitale sulla base del GIS, che è un sistema per garantire la raccolta dei dati, la loro sicurezza, l'elaborazione, la visualizzazione e la trasmissione dei dati elaborati.

Il lavoro del mio corso affronterà le seguenti importanti questioni:

Formazione e sviluppo di metodi GIS per la mappatura delle risorse territoriali;

Obiettivi e traguardi della mappatura delle risorse territoriali;

Considerazione di strumenti software per la cartografia GIS del territorio;

Studio delle principali caratteristiche delle immagini satellitari;

Considerazione dei metodi per decrittografare le immagini spaziali;

Vengono considerati i vantaggi dell'utilizzo delle immagini satellitari nella mappatura del territorio;

Sono state individuate prospettive di ulteriore sviluppo di quest'area;

- utilizzando un esempio specifico, viene evidenziata la questione delle caratteristiche della mappatura della vegetazione per la valutazione catastale dei terreni utilizzando l'esempio della Riserva Naturale della Lapponia;

In conclusione, si trarranno le conclusioni dell'intero lavoro sull'importanza di sviluppare questo metodo in futuro.

Capitolo 1. Mappatura geoinformativa delle risorse territoriali

1.1 Formazione e sviluppo di metodi GIS per la mappatura delle risorse territoriali

Nella formazione e nello sviluppo dei metodi GIS per la mappatura delle risorse territoriali, si possono definire tre fasi principali:

1. periodo pionieristico (anni '60);

2. epoca delle iniziative governative (anni '70);

3. periodo di sviluppo commerciale (dagli anni '80 ad oggi).

Il periodo pionieristico si è sviluppato sullo sfondo dell'emergere di computer elettronici, plotter, digitalizzatori e altre apparecchiature periferiche, con la creazione di algoritmi software e metodi per la visualizzazione grafica delle informazioni sugli schermi e l'emergere di metodi formali di analisi spaziale. La formazione e il rapido sviluppo del GIS sono dovuti alla vasta esperienza nella cartografia topografica e tematica, all'automazione del processo di cartografia e ad una svolta nello sviluppo della tecnologia informatica.

Per la prima volta nel 1960 in Canada è stato creato un database di mappatura del territorio GIS. Il compito principale era quello di analizzare la ricchezza di dati accumulati dal Servizio catastale canadese e di ottenere dati statistici che potessero essere applicati allo sviluppo di piani di gestione del territorio per vaste aree, principalmente per terreni agricoli. Per attuare questo progetto è stato necessario creare una classificazione del territorio, identificare e mostrare la struttura consolidata dell'uso del suolo. La questione più urgente era garantire un input produttivo delle conoscenze cartografiche e tematiche esistenti. Per raggiungere questo obiettivo, gli specialisti hanno sviluppato una soluzione per utilizzare tabelle di dati sugli attributi, che hanno reso possibile dividere file di geoinformazioni geometriche sulla posizione degli oggetti e file con contenuto tematico sugli oggetti oggetto di studio. Per introdurre planimetrie su larga scala, gli scienziati hanno progettato un dispositivo di scansione unico.

In Svezia, gli esperti hanno prestato attenzione alla specializzazione nella contabilità fondiaria del GIS, per questo è stata creata la Banca dati fondiaria svedese, che consente di automatizzare la contabilità delle proprietà fondiarie e immobiliari. Le mappe a quel tempo erano costruite sotto forma di stampe alfanumeriche approssimative, costituite da lettere e numeri con diverse densità di visualizzazione, che creavano l'effetto di immagini mezzitoni.

Nella seconda metà degli anni '60, gli scienziati di Harvard presentarono sviluppi unici nei loro laboratori, che divennero un classico nel campo della cartografia.

Pertanto, furono gettate le basi e fu determinato il ruolo guida dei modelli di dati cartografici, del metodo di ricerca cartografico e dei metodi di presentazione delle informazioni nei sistemi di informazione geografica.

Il successivo periodo di iniziative GIS statali mirava all'inventario delle risorse fondiarie, al catasto fondiario e alla contabilità per migliorare il sistema fiscale, automatizzando al tempo stesso le risorse fondiarie nel sistema di flusso dei documenti contabili sotto forma di database per le divisioni corrispondenti. Un passo importante nello sviluppo del GIS è stata l'introduzione della caratteristica spaziale, della classificazione del suolo o della caratteristica spaziale nell'elenco degli attributi degli oggetti operativi.

In questo momento apparve il concetto di oggetti spaziali, descritti utilizzando attributi posizionali e non posizionali. Si sono formate due direzioni opposte nella rappresentazione: strutture raster e vettoriali, comprese rappresentazioni lineari-nodali topologiche. Sono stati risolti i compiti che costituiscono la base delle basi delle tecnologie dell'informazione geografica, come l'imposizione di strati con nomi diversi, la generazione di zone cuscinetto, poligoni di Thiessen e altre azioni di gestione dei dati spaziali, come determinare se un punto appartiene a un poligono, azioni di geometria computazionale, ecc. Sono state determinate soluzioni efficaci ad altre questioni geometriche, l'ordine operativo delle operazioni di valutazione e le costruzioni grafico-analitiche.

Il periodo di sviluppo commerciale arriva negli anni '80 con la costituzione sistema unificato combinando software informatici per l'elaborazione dei dati, la preparazione di testi e mappe. Questo soyuh consente a una persona di prendere la decisione giusta in eventi importanti. In questo momento, il GIS si sta sviluppando a un ritmo molto rapido, le nuove funzionalità degli strumenti informatici e dei personal computer stanno cambiando in modo significativo l'intera direzione delle informazioni geografiche. I prodotti software sono ora sufficientemente versatili per valutare e analizzare i problemi in materia GIS. Fu durante questo periodo che apparve presso l'Istituto per lo studio dei sistemi ambientali negli Stati Uniti il ​​software ARC/INFO, la cui base per la creazione fu la combinazione di un sistema standard di gestione di database relazionali (INFO) con il programma (ARCO). Oggi il software è cresciuto fino a diventare il complesso ArcGIS: una solida soluzione per la mappatura GIS, in particolare delle risorse terrestri.

In questo periodo è stato introdotto nel nostro Paese il GIS per la mappatura delle risorse territoriali. Fu fondata una struttura informativa fondiaria, divisa in locale, regionale e centrale, e iniziarono ad accumularsi dati catastali fondiari. Il GIS è stato implementato nel processo di registrazione dei terreni, nel monitoraggio e nella protezione del fondo fondiario e sono in fase di sviluppo i fondi dei server.

1.2 Obiettivi e traguardi della mappatura GIS delle risorse territoriali. Classificazione delle risorse fondiarie in Russia

La cooperazione tra geoinformatica e cartografia è diventata la base per la formazione di una nuova direzione: la mappatura delle geoinformazioni, la cui essenza è l'informazione automatizzata e la modellazione cartografica di geosistemi naturali e socioeconomici basati su GIS e basi di conoscenza.

L'uso delle mappe nella pianificazione e gestione della scienza e di altri aspetti della vita dimostra l'importanza della cartografia GIS su scala nazionale.

Per lo sviluppo di quest’area ci sono i seguenti importanti compiti e obiettivi:

Creazione di mappe e atlanti tematici e loro disponibilità per i consumatori, questo è particolarmente importante se si prendono in considerazione le risorse naturali della terra e le mappe relative alla protezione ambientale;

Aumentare il volume di produzione dei materiali cartografici e ottimizzare i tempi della sua emissione;

Utilizzo della tecnologia informatica per automatizzare i processi cartografici e sviluppare mappe digitali;

Creazione di un sistema di recupero delle informazioni che garantisca la raccolta, l'archiviazione e l'utilizzo delle informazioni;

Sviluppo di mappe da parte di specialisti con conoscenze fondamentali in ambito scientifico.

Consideriamo più in dettaglio l'essenza e gli obiettivi della mappatura delle risorse territoriali. Per creare correttamente mappe delle risorse terrestri, è necessario risolvere una serie di compiti prioritari quando si studia un oggetto:

Studiare le capacità del territorio del paese, le sue risorse, la loro posizione, condizioni, prospettive di utilizzo e protezione, caratteristiche individuali e Caratteristiche generali come oggetto di mappatura;

Valutare le pubblicazioni scientifiche esistenti e l'esperienza in questo movimento di mappatura tematica per identificare contenuti, tendenze, metodi di implementazione e possibilità di utilizzo nel lavoro;

Seguire i concetti di lavoro sviluppati per progettare le mappe, tenendo conto dello scopo di ciascuna di esse, del principio di formazione, della giustificazione della struttura, degli elementi matematici, geografici generali e tematici del loro contenuto;

Nello sviluppo delle mappe, si sforza di unificare il software in conformità con le moderne attrezzature tecniche dei servizi cartografici statali e dipartimentali;

- realizzare impaginazioni originali dettagliate di atlanti, mappe murali, contenenti frammenti di mappe principali e di riquadri, diagrammi, grafici, tabelle.

Per comprendere la mappatura delle risorse fondiarie è necessario prima di tutto capire cosa significa il concetto stesso di risorse fondiarie su scala statale, per vedere la classificazione.

La Federazione Russa possiede le più grandi risorse territoriali del mondo, l'area della Russia occupa il 12,5% del territorio mondiale, pari a 1709 milioni di ettari di terreno. Data la disponibilità di una tale quantità di risorse, la politica statale garantisce il controllo più rigoroso sulle sue caratteristiche e condizioni.

Allo stesso tempo, la gestione del territorio è una funzione importante delle autorità governative; queste adottano norme per la gestione del territorio, effettuano tale gestione e vigilano sulla legalità delle norme adottate.

La classificazione delle risorse fondiarie in Russia distingue i seguenti gruppi:

Terreni di aziende agricole, nonché terreni utilizzati per esigenze agricole, terreni agricoli;

Terreni del fondo forestale;

Terreni del fondo idrico;

Terreni registrati presso le autorità cittadine, cittadine e rurali

Terreni ad uso industriale, trasporti, comunicazioni, direttamente coinvolti nel processo produttivo;

Terreni a destinazione ambientale che hanno valore ambientale, scientifico, estetico e sanitario;

Riservare terreni che non vengono forniti a persone giuridiche e individui per il possesso.

Caratteristica del fondo fondiario Federazione Russaè che più del 90% del territorio appartiene allo Stato. Ciò conferma ancora una volta l’importanza di una corretta mappatura GIS.

1.3 Strumenti software per la cartografia GIS del territorio

Lo sviluppo delle tecnologie dell'informazione geografica ha portato alla creazione di aziende che distribuiscono software GIS necessari ai fini della cartografia GIS del territorio. Esistono diverse classi di software, che differiscono per funzionalità e fasi di lavorazione del materiale.

In base alla funzionalità, il software di mappatura del territorio GIS è suddiviso nelle seguenti cinque classi.

Consideriamo il primo, questi sono GIS strumentali.

Sono destinati all'organizzazione dell'input di informazioni cartografiche e attributi, alla loro memorizzazione, all'elaborazione di richieste di informazioni complesse, alla risoluzione di problemi spaziali e analitici, alla costruzione di mappe e piani derivati ​​e, infine, alla preparazione per l'output di layout di immagini cartografiche originali su un supporto. Fondamentalmente, il supporto GIS funziona sia con immagini raster che vettoriali, dispone di un database integrato o utilizza database come Paradox, Access, Oracle e altri. Inoltre, la mappatura del territorio GIS è possibile in AutoCAD Map, MapInfo Professional, Mappa GIS 2011, GeoDraw e altri.

La seconda classe comprende i visualizzatori GIS, prodotti software che consentono l'utilizzo di geodatabase realizzati utilizzando GIS strumentali. Tutti i visualizzatori GIS includono strumenti per interrogare database, eseguire operazioni di posizionamento e zoom su immagini cartografiche. I visualizzatori sono parte integrante di progetti di medie e grandi dimensioni, il che consente di risparmiare sui costi. I visualizzatori GIS consentono di visualizzare materiale cartografico (tablet) su supporto rigido. I prodotti software più comuni sono: Arc Reader, Vista Map, Win Map.

La terza classe comprende software per la preelaborazione e la decodifica dei dati di telerilevamento della Terra. Questi includono pacchetti di elaborazione delle immagini dotati di un apparato matematico che consente la manipolazione di immagini scansionate o registrate digitalmente della superficie terrestre. Ciò include un ampio insieme di operazioni, compresi tutti i tipi di correzione attraverso la georeferenziazione delle immagini, fino alla decrittazione automatizzata dei terreni. Tra questi prodotti GIS ci sono ERDAS Imagine, ERDAS ER Mapper, Image Analyst for ArcGis, Stereo Analyst for ArcGis, ENVI, MultiSpec, PHOTOMOD.

La quarta classe comprende i programmi di vettorizzazione. Questi pacchetti GIS sono specializzati nella scansione, cucitura e correzione di dati di pianificazione cartacea e cartografica con successiva vettorizzazione dei loro contenuti in modo automatico o semiautomatico Modalità automatica. Ciò è fornito dai seguenti programmi: AutoCAD Raster Design, Easy Trace, Arc Scan for ArcGIS, Map EDIT, Panorama Editor e altri.

La quinta classe comprende software per l'elaborazione di osservazioni geodetiche sul campo, che prevede l'importazione di informazioni da ricevitori GPS, tachimetri elettronici, livelli e altre apparecchiature geodetiche. Questo prodotto elabora e valuta i dati, calcola le coordinate dei punti di svolta dei confini terrestri, crea piante dei confini terrestri con i propri mezzi o esporta informazioni da GIS strumentali. Vengono utilizzati i seguenti prodotti software: Trimble Geomatics Office, CREDO_DAT e CREDO TOP PLAN, Survey Analyst for ArcGIS, Complesso di calcoli geodetici, ecc.

1.4 Prospettive di sviluppo nella cartografia GIS

Lo sviluppo della cartografia è determinato dalla crescita del consumo di mappe e dall'aumento del loro valore nell'economia nazionale, nell'edilizia e nel lavoro di ricerca. Le ragioni del crescente interesse sono spiegate dalla necessità di informazioni spaziali più dettagliate e accurate sulla superficie terrestre, sullo sviluppo ricerca spaziale, condizioni e risorse naturali, aumento del livello di istruzione della popolazione, sviluppo di strategie nella pianificazione dell'economia nazionale e dell'edilizia, quando si prendono decisioni sulla protezione e la protezione dell'ambiente. Cioè, l'introduzione di un metodo cartografico per lo studio dei processi naturali e socio-economici.

Alcuni di questi fattori influenzano la crescita del numero di prodotti mappe geografiche, alcuni portano al dettaglio e al chiarimento dei contenuti, all'aggiornamento periodico, altri danno origine alla necessità di creare nuovi tipi di mappe e alla fondazione di nuovi rami della cartografia.

Lo sviluppo della cartografia richiede la ricerca di modalità di ricerca più ottimali, l'ottenimento di dati, nuovi modi di sviluppo e utilizzo delle mappe che aumentino l'efficienza e la produttività del lavoro, il che porta a una più facile comprensione delle mappe e amplia gli orizzonti della loro applicazione.

Pertanto, un aumento dei paesi turistici porta ad un aumento del volume delle carte prodotte per i turisti; la crescita della popolazione, a sua volta, porta ad una maggiore produzione; istituzioni educative atlanti. Esistono un numero infinito di esempi, ma resta il punto che tutti i fattori sopra menzionati portano ad alcune modifiche per la mappatura.

Pertanto, si può osservare la crescita della mappatura tematica dell'Oceano Mondiale, il cui significato è difficile da sopravvalutare su scala planetaria. Problemi risolti mappatura integrata L'oceano mondiale, considerato come una sfera di attività umana associata al maggiore utilizzo di risorse biologiche, minerali ed energetiche sia sulla superficie che nello spessore delle sue acque. Il problema è stato risolto mappando le risorse naturali degli scaffali.

Di grande interesse per la scienza è l'introduzione della cartografia nello spazio per lo studio della Luna, dei pianeti e la creazione di mappe dei corpi celesti.

Quando si sviluppano carte terrestri e topografiche, il lavoro non si limita al semplice chiarimento e aggiornamento, ma porta alla nascita di nuove carte con fotografie della superficie terrestre, carte che mostrano lo sviluppo e la gestione urbana a vari livelli.

La creazione di nuove mappe e atlanti contribuisce all'accumulo di un'enorme quantità di informazioni sulla posizione delle risorse naturali e processi sociali, permette di valutare la loro condizione, interazione, cambiamento...

I compiti principali che i cartografi si prefiggono sono:

Maggiore efficienza del lavoro;

Miglioramento delle mappe;

Ampliare l'ambito di utilizzo delle mappe nella pratica e nella scienza.

Le difficoltà nello svolgimento dei compiti assegnati sono state in gran parte risolte grazie allo sviluppo della tecnologia informatica, della tecnologia informatica, dell'automazione e del telerilevamento e della ricerca sperimentale nella cartografia.

Ma insieme a questo, ci sono una serie di mappe e processi che praticamente non sono suscettibili di problemi matematici a causa di grande quantità criteri il cui significato è difficile da applicare a una determinata misura o legge. Ed è la tecnologia più recente che offre al cartografo l'accesso al lavoro sistema automatico e risolvere individualmente i problemi nella modalità di dialogo “uomo-macchina”.

È questa simbiosi del pensiero umano e delle possibilità illimitate la tecnologia più recenteè considerata una grande prospettiva per il successivo sviluppo della cartografia.

Le indagini satellitari, che forniscono un'enorme panoramica spaziale e riflettono i modelli geografici, consentono al cartografo di evitare il processo di riduzione graduale delle fonti su larga scala e di rimozione di molti dati non necessari, e quindi di accelerare decisamente il processo di acquisizione di dati medi e mappe tematiche a piccola scala. È di grande importanza che l'automazione consenta la trasformazione dei dati ottenuti dai rilievi spaziali in forma cartografica.

Pertanto, quando si studiano le prospettive della cartografia, si possono distinguere due obiettivi principali:

Creazione di nuove mappe rivolte ad un circolo di cartografi e altri specialisti che partecipano alla progettazione, rilevamento e compilazione delle mappe;

L'uso delle mappe nella scienza e nella pratica, al servizio degli interessi dei consumatori.

Vorrei sottolineare che è l'uso delle mappe che modella il futuro di questa corrente scientifica e quindi richiede un miglioramento continuo.

Capitolo 2 Immagini satellitari durante la mappatura dei terreni

2.1 Principali tipologie e caratteristiche delle immagini satellitari

La fotografia spaziale occupa un posto di primo piano tra gli altri metodi di telerilevamento, che è una raccolta di metodi di imaging senza contatto per studiare la Terra e le sue parti registrando e valutando la radiazione propria e riflessa da aerei e veicoli spaziali.

La fotografia spaziale avviene con l'aiuto di satelliti terrestri artificiali, stazioni automatiche interplanetarie, stazioni automatiche a lungo termine e veicoli spaziali con equipaggio. La caratteristica principale delle immagini satellitari è la risoluzione spaziale, suddivisa nelle seguenti classi:

Immagini satellitari a bassissima risoluzione 10000-100000 m;

Immagini satellitari a bassa risoluzione 300-1000 m;

Immagini satellitari con risoluzione media 50-200 m;

Immagini satellitari di risoluzione relativamente alta 20-40 m;

Immagini satellitari ad alta risoluzione 10-20 m;

Immagini satellitari ad altissima risoluzione 1-10 m;

Immagini satellitari ad altissima risoluzione di 0,3-0,9 m.

In base alle caratteristiche della superficie terrestre si può distinguere il seguente gruppo di immagini:

La fotografia singola viene effettuata dagli astronauti con macchine fotografiche a mano; le immagini sono prospettiche con angoli di inclinazione significativi;

Fotografia di rotta, viene effettuata lungo la traiettoria di volo del satellite, in questo caso l'ampiezza della fascia di ripresa dipende dall'altitudine di volo e dall'angolo di visione dell'attrezzatura;

La fotografia mirata ha lo scopo di ottenere immagini di aree specifiche di terreno lontane dall'autostrada;

Fotografia globale, effettuata da satelliti geostazionari e in orbita polare, che fornisce immagini panoramiche su piccola scala dell'intera Terra, ad eccezione delle calotte polari.

Esistono numerosi parametri che determinano la possibilità di decifrare le immagini spaziali: scala, risoluzione spaziale, visibilità e caratteristiche spettrali.

La scala e la visibilità delle immagini satellitari consentono di identificare oggetti di diversi livelli catturati contemporaneamente e nella stessa modalità di ripresa.

La visibilità delle immagini satellitari copre un'area più ampia rispetto alle fotografie aeree. Per fare un confronto, un'immagine dallo spazio copre l'area di 10.000 fotografie aeree. In cui grandi aree sono coperti simultaneamente alle stesse condizioni, il che rende possibile studiare modelli regionali e zonali, fenomeni globali e condurre ricerche su scala globale.

Visualizzazione completa dei componenti della geosfera.

Visualizzando insieme i diversi componenti della geosfera (litosfera, idrosfera, biosfera, atmosfera), è possibile studiarne le connessioni. A causa dell'altitudine elevata delle riprese, le immagini mostrano la copertura nuvolosa del pianeta e, come risultato della generalizzazione dell'immagine, su di esse vengono visualizzate strutture geologiche profonde. Sulla base di ciò, le immagini satellitari forniscono:

Studio dei processi nell'atmosfera;

Interazione atmosfera-oceano;

Manifestazione dell'idrodinamica dei flussi.

Tutto ciò offre numerosi vantaggi; il metodo complesso mostra le interrelazioni degli oggetti, il che facilita la decifrazione e consente di utilizzare le immagini per creare mappe tematiche.

La ripetibilità regolare delle immagini spaziali garantisce una ripetibilità regolare delle rilevazioni ad un dato intervallo (anni, mesi, giorni, ecc.), che non può essere ottenuta con altri metodi.

Inoltre, le immagini satellitari possono essere utilizzate come modello del terreno. Le immagini rappresentano modelli spazio-temporali e consentono di studiare i cambiamenti temporali sulla base di essi utilizzando il principio delle serie spazio-temporali.

2.2 Metodi per decifrare le immagini satellitari nella mappatura delle risorse territoriali

Dopo aver effettuato le fasi necessarie, sulla base dei dati telerilevati, viene effettuata la mappatura GIS delle risorse territoriali mediante decrittazione.

La decodifica è un metodo per studiare oggetti, fenomeni e processi sulla superficie terrestre, che consiste nel riconoscere gli oggetti in base alle loro caratteristiche, determinare le caratteristiche e stabilire relazioni con altri oggetti. La decrittazione è divisa in base al suo contenuto in topografica, in cui le informazioni sulla superficie terrestre e sugli oggetti che si trovano su di essa sono ottenute da immagini; e speciali, in cui informazioni su temi di agricoltura, geologia, ecc.

Il processo di decrittazione inizia con l'impostazione di un compito generale, che viene determinato tenendo conto delle reali possibilità di ottenere materiali di indagine, della disponibilità di attrezzature adeguate, dell'esperienza dei decifratori, ecc.

Per qualsiasi tipo di decrittazione, è necessario eseguire fase preparatoria, che comprende il lavoro preparatorio, l'elaborazione di materiali di immagini e la creazione di un database spaziale raster.

Il trattamento dei materiali delle immagini satellitari prevede le seguenti fasi:

Formazione del progetto del sistema fotogrammetrico digitale e caricamento dei dati delle immagini satellitari nel progetto;

Esecuzione del riferimento piano-altitudine delle immagini satellitari;

Lavori fotogrammetrici sull'orientamento esterno delle immagini satellitari;

Allineamento dei risultati della fototriangolazione.

In questa fase usano Software Scanner fotomodificati e fotogrammetrici.

Esistono tre modi principali per decrittografare le immagini spaziali: campo, ufficio e combinato.

Durante la decrittazione sul campo, l'immagine nelle fotografie viene confrontata con il terreno, in seguito alla quale vengono identificati gli oggetti e determinate le loro proprietà. Il vantaggio principale di questo metodo è la massima completezza e affidabilità dei risultati, con un notevole inconveniente costituito da un'elevata intensità di lavoro, da elevati costi in termini di tempo e denaro.

Durante la decrittazione della scrivania, analisi logica immagini e l'utilizzo dell'intero complesso di funzionalità di decrittazione, con l'utilizzo di appositi dispositivi software in laboratorio. Vale la pena notare i vantaggi di questo metodo:

Risparmiare tempo e denaro;

Buone condizioni di lavoro;

Applicazione di vari strumenti di automazione;

Utilizzo di fonti informative ausiliarie.

Con tutto ciò, sono possibili errori, che alla fine influenzeranno l’affidabilità e richiederanno che i dati vengano perfezionati sul campo.

Nella decrittazione combinata vengono utilizzati processi e metodi tecnologici di campo e di ufficio, che garantiscono un'elevata produttività economica e affidabilità dei dati ottenuti.

A causa di questi evidenti vantaggi, questo metodo è il più comune.

2.3 Vantaggi e svantaggi dell'utilizzo delle immagini satellitari

Studiando le immagini spaziali per la mappatura per GIS, ho identificato una serie di vantaggi del loro utilizzo:

Il satellite non subisce vibrazioni o fluttuazioni brusche, quindi è possibile ottenere immagini satellitari con alta risoluzione e alta qualità dell'immagine;

Le immagini possono essere convertite in formato digitale per la successiva elaborazione informatica;

- ottenimento dell'integrità ambientale;

La natura multizonale e multifattoriale dei dati spaziali garantisce una valutazione globale della situazione;

Efficienza, capacità di ottenere immagini ripetute;

Costo relativamente basso del rilevamento di un'area unitaria;

Possibilità di utilizzare i documenti di rilievo ricevuti nel lavoro d'ufficio.

Tuttavia, è necessario notare una serie di svantaggi di questo tipo di studio:

Quando si lavora in orbita non è possibile ottenere immagini più di una volta ogni 6-12 ore;

Sorgono difficoltà per l'aggiornamento dei sistemi, poiché i nuovi tipi di sensori possono funzionare solo con nuovi lanci di dispositivi;

È difficile implementare il posizionamento di alcune apparecchiature di rilevamento nello spazio;

Insufficiente efficienza nell'adempimento delle richieste, che si spiega con la stretta dipendenza dell'ingresso del veicolo spaziale nell'area di rilevamento dai parametri balistici dell'orbita di lavoro;

Costi elevati per la creazione e il dispiegamento di veicoli spaziali.

Analizzati questi dati, possiamo concludere che l'utilizzo delle immagini satellitari per la cartografia GIS, pur presentando degli svantaggi, è preferibile rispetto ad altri tipi di ricerca.

2.4 Prospettive per lo sviluppo dell'uso delle immagini satellitari nella mappatura delle risorse territoriali per la Federazione Russa

Lo sviluppo delle tecnologie spaziali domestiche è parte integrante del percorso di sviluppo innovativo scelto dal nostro Paese. Si trovano sempre più spesso dati di immagini della Terra provenienti dallo spazio e prodotti specializzati da esso derivati ampia applicazione per risolvere i problemi pratici di tutti i giorni. Valutazione dello stato di avanzamento della costruzione, situazione ambientale nella regione, l’agricoltura, la valutazione dell’attrattiva degli investimenti dei territori, ecc. Una vasta gamma di problemi richiede informazioni obiettive e aggiornate per una soluzione produttiva, la cui unica fonte sono spesso i dati di telerilevamento della Terra (ERS).

L'efficienza del lavoro con le informazioni satellitari può essere aumentata dai geoservizi associati alle stazioni riceventi che, basati sulla tecnologia ScanEx Web GeoMixer®, forniscono una rapida visualizzazione dello spazio e delle informazioni analitiche e il trasferimento dei prodotti finiti. Le tecnologie dei geoportali hanno confermato la loro produttività nel condurre un monitoraggio satellitare operativo dello stato ecologico e della situazione delle navi nelle aree marine, nel monitoraggio dell'andamento di inondazioni e inondazioni, ecc.

La tecnologia di base per aumentare la disponibilità delle informazioni spaziali è lo sviluppo dello ScanEx Center - complessi hardware e software universali "UniScan", che attualmente ricevono dati da 17 moderni satelliti per i dati di rilevamento del territorio.

L’uso dei dati delle immagini satellitari nel settore agricolo si sta espandendo per risolvere problemi di inventario dei terreni, monitorare le condizioni dei raccolti, identificare le aree di erosione, monitorare la qualità e la tempestività delle varie attività agricole. La ripetibilità delle indagini permette di osservare le dinamiche di sviluppo delle colture e di prevederne le rese.

La tecnologia ScanNet può essere utilizzata per monitorare attività economiche illegali, pesca non autorizzata, inquinamento del territorio e ambiente acquatico e altri compiti. L'adattamento e l'organizzazione del monitoraggio satellitare vengono effettuati tenendo conto delle esigenze individuali del cliente.

Per raggiungere un livello competitivo veramente globale nel settore, che è un catalizzatore per i moderni processi di geoinformazione in tutti i paesi sviluppati, sono necessarie azioni coordinate di tutti i partecipanti interessati: sia le autorità governative che i rappresentanti del settore privato. |

Capitolo 3 Mappatura della vegetazione per la valutazione catastale dei terreni utilizzando l'esempio della Riserva Naturale della Lapponia

3.1 Caratteristiche della stima catastale delle risorse fondiarie

Con l'avvento dell'ordine del Presidente della Russia di effettuare una valutazione catastale di tutte le terre della Russia, la questione dell'analisi delle terre particolarmente protette è diventata molto acuta aree naturali(SPNA). Una valutazione catastale del valore dei terreni delle aree protette è necessaria per calcolare i danni ai terreni di questo gruppo, per valutare le decisioni economiche relative al trasferimento di terreni da questo gruppo o a questo gruppo, nonché per il confronto con i costi economici derivanti dall'abbandono l’uso economico del territorio.

L'articolo 390 del Codice Fiscale della Federazione Russa stabilisce che il valore catastale di un terreno è determinato in conformità con la legislazione fondiaria della Russia. Ai sensi del comma 2 dell'art. 66 del Codice fondiario della Federazione Russa, per determinare il valore catastale, viene effettuata una valutazione catastale statale delle risorse fondiarie. Il decreto del governo della Federazione Russa del 04/08/2000 N 316 ha approvato le regole per la valutazione catastale statale dei terreni, che determinano la procedura per la valutazione catastale statale dei terreni di tutte le categorie sul territorio della Federazione Russa a fini fiscali finalità ed altre finalità stabilite dalla legge. Per eseguire il lavoro specificato, sono coinvolti periti o persone giuridiche che hanno il diritto di concludere un accordo di valutazione in conformità con i requisiti stabiliti dalla legge federale del 21 luglio 2005 N 94-FZ “Nell'effettuare ordini per la fornitura di beni, esecuzione di lavori, fornitura di servizi per esigenze governative e comunali" (come modificato l'11 luglio 2011).

La valutazione catastale statale dei terreni si basa sulla classificazione dei terreni per destinazione e tipo di uso funzionale, e viene effettuata per determinare il valore catastale dei terreni per scopi diversi almeno una volta ogni cinque anni. Le autorità esecutive delle entità costituenti della Federazione Russa, su raccomandazione degli organi territoriali di Rosreestr, approvano i risultati della valutazione catastale statale dei terreni. Le linee guida metodologiche per la valutazione catastale statale dei terreni e i documenti normativi e tecnici necessari per eseguire la valutazione catastale statale dei terreni sono sviluppati e approvati dal Ministero dello Sviluppo Economico della Russia in accordo con le autorità esecutive federali interessate.

Le raccomandazioni metodologiche per la valutazione catastale statale dei terreni di territori e oggetti particolarmente protetti, approvate con ordinanza del Ministero dello Sviluppo Economico della Russia del 23 giugno 2005 n. 138, si applicano solo per determinare il valore catastale dei terreni per scopi ricreativi come parte di aree protette e terreni di aree e resort medici e ricreativi.

Un'efficace valutazione economica del valore dei terreni delle aree protette è complicata dalla varietà di ragioni per cui è necessaria l'organizzazione delle aree protette. Possono essere suddivisi in funzionali-biosferici, risorse-economiche ed etico-morali.

I metodi per valutare il valore delle aree protette con regime di riserva tengono conto dell'efficacia degli ecosistemi, del valore e dell'unicità della diversità degli ecosistemi e di altri indicatori. Viene fornita un'analisi delle terre di riserva tenendo conto della capitalizzazione del volume di produzione persa, dei costi di ripristino degli ecosistemi disturbati per la durata media del periodo di ripristino degli ecosistemi in condizioni naturali. valori. Una chiara formulazione del valore conservazionistico è data da S.E. Zhuravleva, che ha proposto, sulla base dell'analisi sintassonomica, di tenere conto della rarità, della naturalezza, della vulnerabilità, del significato floristico e fitocenotico comunità vegetali, la loro vicinanza al confine dell'areale. Gli approcci metodologici per valutare il significato ambientale delle comunità forestali sono discussi in dettaglio nel lavoro di L. Andersen et al.

La valutazione catastale dei terreni prevede la loro mappatura tenendo conto della loro appartenenza tipologica, che determina il valore di specifiche aree. Pertanto, la valutazione catastale delle aree protette prevede la mappatura della vegetazione delle aree protette, tenendo conto dello stato dinamico, della produttività, della rarità, della naturalità, della vulnerabilità, del significato floristico-fitocenotico delle comunità vegetali e della loro vicinanza al confine dell'area. Le categorie dinamiche della vegetazione degli ecosistemi disturbati dovrebbero essere caratterizzate dalla durata media del periodo di recupero, che è una condizione necessaria calcolo del valore del terreno tenendo conto della capitalizzazione.

3.2 Caratteristiche della mappatura della vegetazione utilizzando l'esempio della Riserva Naturale della Lapponia utilizzando immagini satellitari

Nel mio lavoro del corso, ho scelto lo studio della mappatura utilizzando immagini satellitari di un oggetto della Federazione Russa come la Riserva Naturale della Lapponia, perché è un capolavoro unico creato dalla natura stessa, e quindi è di grande valore per il nostro stato, e il suo studio è più che giustificato.

La Riserva Naturale della Lapponia si trova sul territorio delle catene montuose Monchetundra e Chunatundra, sulle rive del Lago Imandra in Regione di Murmansk Attraverso la riserva passa lo spartiacque dei mari Bianco e di Barents. L'area della riserva è vastissima e pari a 278.438 ettari, di cui 8.574 sono zone acquatiche di laghi e fiumi. La Figura 1 mostra una foto dallo spazio di questa riserva unica.

Figura 1 – Riserva Naturale della Lapponia. Foto dallo spazio

Il paesaggio della riserva è molto vario, dalle foreste alla tundra e alle cime montuose. Il punto più alto è a 1140 metri sul livello del mare, l'altezza media della catena montuosa è di 470 m.

La riserva è al quarto posto per dimensioni nella parte europea della Russia caratteristica unica Il fatto è che le persone non hanno mai vissuto sul suo territorio né sono state impegnate in attività produttive, quindi il territorio della riserva ha mantenuto la sua integrità.

Obiettivo principale e direzione attività scientifica La riserva mantiene e aumenta la popolazione renna sul territorio della penisola di Kola. I lavoratori monitorano e studiano inoltre l’impatto delle imprese industriali vicine sull’ambiente e sul cambiamento climatico. Animale ricco e mondo vegetale rende questa riserva un luogo interessante per studiare e raccogliere dati.

Oggetto della mappatura per il lavoro del corso era la vegetazione della Lapponia riserva statale. L'area del territorio per la creazione della mappa è di 161.241 ettari.

Il metodo di studio della vegetazione si basa sull'utilizzo di dati ottenuti da mappe topografiche e sulla valutazione dei coefficienti di luminosità spettrale (SBC) di immagini satellitari (KS) ottenute dal satellite Landsat-7 con una risoluzione di 30 m al suolo. I dati provenienti da appezzamenti sperimentali permanenti stabiliti nel 1986 e descritti più ampiamente nel 2008 sono stati utilizzati per determinare la relazione tra il coefficiente di luminosità e le unità di copertura vegetale e l'accuratezza della mappatura dei sistemi ecologici.

La caratteristica principale dell'interazione della radiazione nel campo ottico con il mezzo sondato è il coefficiente di luminosità spettrale (SBC), poiché sono i coefficienti di luminosità che vengono misurati sperimentalmente e non i coefficienti di riflessione. Il coefficiente di luminosità spettrale c è una quantità che caratterizza la distribuzione spaziale della luminosità spettrale di una superficie riflettente, pari al rapporto tra la luminosità di una data superficie in una data direzione B(l) e la luminosità di una superficie idealmente diffusa B0(l ) con un coefficiente di riflessione unitario e illuminato allo stesso modo della superficie data

s(l)= V(l)/V0(l)

Le superfici che hanno una riflessione di diffusione uniforme per tutte le lunghezze d'onda dello spettro, ad esempio le piastre rivestite di bario, sono solitamente considerate un diffusore ideale.

La superficie fondiaria è caratterizzata da un'ampia varietà di tipologie di superficie sottostante, caratterizzate da diversi coefficienti di luminosità integrale, e, inoltre, In misura maggiore, diverse dipendenze spettrali del CSC, causate, innanzitutto, dagli spettri di assorbimento specifici di vari oggetti. Tuttavia, per diversi tipi di superficie sottostante, i valori dei QW integrali possono praticamente coincidere, pertanto l'identificazione affidabile di tali oggetti è possibile solo sulla base dell'utilizzo di:

- funzionalità di decrittazione strutturale;

Riprese multispettrali.

Le caratteristiche riflettenti della vegetazione dipendono da:

Proprietà ottiche dei fitoelementi (foglie, fusti, rami, tronchi, fiori, frutti);

- architettura della copertura vegetale (forma, posizione relativa e orientamento dei fitoelementi);

Coefficiente di copertura proiettiva (la quantità di vegetazione per unità di superficie).

Il contributo principale alla formazione delle CSC di una copertura vegetale continua è dato dalla riflessione della luce da parte delle foglie.

Utilizzando immagini satellitari nella banda degli infrarossi, abbiamo determinato i valori CSC corrispondenti a cinque classi di grado di umidità del suolo. Utilizzando l’indice di vegetazione normalizzato (NVI), che tiene conto del rapporto tra CV nelle fasce del rosso e del verde, sono state individuate 6 tipologie di categorie di vegetazione:

Vegetazione acquatica delle zone acquatiche;

Foreste di abeti rossi;

Foreste di latifoglie e pini;

Boschi aperti e arbusti;

Muschio, arbusto, vegetazione erbacea

Copertura vegetale rada.

La differenza tra deciduo e foreste di conifere nella gamma del vicino infrarosso ha permesso di creare una mappa delle foreste di conifere. Per elaborare le immagini spaziali abbiamo utilizzato il pacchetto grafico ImagePals2Go e programmi originali in C++. Come risultato dell'elaborazione delle immagini satellitari, sono state ottenute le seguenti immagini raster:

Mappa dell'umidità;

Carta delle tipologie delle strutture di copertura vegetale;

- mappa delle foreste di conifere.

La combinazione computerizzata di queste tre mappe consente di costruire una mappa geobotanica. L'interpretazione geobotanica dei contorni che emergono quando tutte e tre le mappe vengono combinate è presentata nella Tabella 1.

Tabella 1 – Segni di decodifica della vegetazione

Struttura della vegetazione	Il grado di umidità del suolo secondo i risultati delle immagini satellitari
foreste di abeti rossi		boschi di abete rosso phagnum, erbe palustri	foreste di abeti rossi di mirtilli e mirtilli	foreste di abeti rossi di mirtilli rossi e mirtilli rossi	foreste di abeti rossi muschi-licheni
pinete e boschi	comunità di pino-arbusto-sfagno	sfagno delle pinete	pinete di mirtilli e mirtilli	verdi muschi-licheni, pinete di mirtilli rossi e mirtilli rossi	Pinete, pinete, licheni
foreste decidue	boschi di betulle, erba-sfagno, erba palustre	foreste di betulle dal muschio lungo, sfagno di mirtilli	Foreste di betulle di mirtilli e mirtilli	verdi muschi-licheni, foreste di betulle di mirtilli rossi e mirtilli rossi	foreste di betulle, boschi di betulle, licheni
foreste tortuose e arbusti decidui	salici palustri, boschi di betulle palustri	foreste di betulle dai capelli lunghi, di legno	betulla mirtillo-crowberry	foreste di muschio-lichene verde betulla	foreste di betulle
muschio, arbusto, vegetazione erbacea	graminacee-sfagni, comunità erbacee girofile delle torbiere	Comunità arbustive-sfagnose delle torbiere	tundra di muschio verde-arbusto e prati desolati	tundre e terre desolate ricoperte di licheni	tundre e terre desolate di licheni-arbusti in combinazione con aggregazioni di epiliti-licheni
copertura vegetale rada	aggregazioni igrofitiche nelle paludi	aggregazioni igrofitiche di aree paludose bruciate	aggregazioni mesofitiche su terreni potenzialmente forestali	Aggregazioni di epilicheni e muschi	Aggregazioni epilicheniche

L'accuratezza dei risultati della mappatura è stata valutata dalla percentuale di coincidenza delle unità di vegetazione sulla mappa e negli stessi punti sulla superficie terrestre. Se i dati della mappa e il rilievo del terreno di controllo non corrispondevano, veniva utilizzato un coefficiente che assumeva valori da 0 a 1 per valutare la significatività dell'errore:

à=100*(N - S(Ki))/N, i=1, …., N

dove P è la precisione della mappatura, %; N è il numero di punti dell'esame di controllo, S è la somma, Ki è il coefficiente di significatività adimensionale dell'errore nell'i-esimo punto dell'esame di controllo. Il coefficiente di significatività dell'errore Ki è uguale alla distanza euclidea relativa tra il baricentro di un'unità di vegetazione sulla mappa e lo stesso punto sulla superficie terrestre.

La distanza euclidea relativa è definita come la distanza euclidea tra i centroidi dei sintassi mappati e osservati, normalizzata dal valore massimo della distanza euclidea:

Ki = Eotn = Eij / Emax

Per calcolare la distanza euclidea è stata utilizzata la copertura media delle specie, quella massima è stata la distanza tra i boschi di abete rosso e quelli di pino lichenico; La precisione della mappatura era del 72%. Per migliorare la precisione della mappatura al 98%, le classi di umidità sono state adattate in base ai dati della mappa topografica. Su una carta topografica in scala 1:25.000, tratti di pendii e sommità di colline con forte drenaggio, superfici piane e leggermente in pendenza con drenaggio normale, avvallamenti con umidità corrente, superfici piane e leggermente in pendenza ricoperte di foresta con segni di palude, paludi boscose, sono stati identificati percorribili e impraticabili.

3.3 Analisi dell'efficacia della mappatura effettuata. conclusioni

Applicazione di un metodo combinato che utilizza l'interpretazione automatica dei tipi di struttura della vegetazione, del grado di umidità del suolo dalle immagini satellitari e mappe topografiche seguito dalla combinazione dei risultati della decrittazione e dalla loro analisi completa si ottengono risultati accettabili. La mappatura della vegetazione della tundra montana e della cintura della foresta storta di betulla ha permesso di distinguere con una precisione del 98%: tundra di licheni-arbusti, muschio verde foresta storta di betulla, foresta storta di betulla, lichene.

La valutazione della mappatura della vegetazione palustre con questo metodo ha permesso di distinguere chiaramente le paludi dalle foreste in modalità automatica, tuttavia, per stabilire in dettaglio l'appartenenza tipologica dei complessi palustri, è necessario utilizzare i dati dell'analisi strutturale ad alta risoluzione immagini satellitari.

Una valutazione dei risultati dell'utilizzo del metodo di mappatura in esame ha permesso di identificare le cause degli errori e trovare modi per eliminarli. Pertanto, sono state identificate differenze nel coefficiente di luminosità spettrale (SBC) di oggetti identici in diverse parti delle immagini satellitari, che vengono eliminate elaborando l'immagine in parti rispetto alle aree di riferimento in diverse parti dell'immagine. Per stabilire una migliore corrispondenza con le classi di umidità del suolo durante l'analisi spettrale, è necessario un numero maggiore di punti di studio del suolo in diverse aree del territorio.

Per eliminare gli effetti di luce e ombra che compaiono a causa delle zone fortemente ombreggiate dalle colline, esistono una serie di programmi speciali che richiedono la costruzione modello matematico rilievo, tipi di illuminazione dell'area per la successiva modifica spettrale delle immagini spaziali. Questo metodo è utilizzato nelle zone montuose. Per altre aree della terra è più economico e più appropriato utilizzare le immagini satellitari ottenute tempo diverso giorni.

La mappatura della vegetazione e l'analisi dei materiali d'archivio hanno mostrato che il 25% dei terreni forestali sono stati danneggiati dagli incendi. Gli studi sul campo hanno dimostrato che in tutte le 98 aree di studio pinete c'erano incendi. Con l'ausilio delle immagini satellitari si riconoscono chiaramente le principali fasi della dinamica post-incendio delle pinete, tese a sostituire i pini e le betulle con gli abeti rossi e i licheni con i muschi.

Sulla base di quanto sopra, possiamo concludere che l'uso di un metodo combinato di mappatura geobotanica utilizzando la decifrazione automatica dei tipi di struttura della copertura vegetale, foreste di conifere, grado di umidità del suolo secondo CI e mappe topografiche, seguita dalla combinazione dei risultati della decodifica e la loro analisi significativa ha permesso di identificare in modo abbastanza accurato le unità mappate di affiliazione sintassonomica. Le mappe ottenute con il metodo considerato consentono di analizzare la rarità, la vulnerabilità, il significato floristico-fitocenotico, la prossimità al confine dell'areale delle componenti della copertura vegetale, determinarne l'area e fornire una valutazione catastale dei terreni di una specifica area protetta .

Conclusione

Come risultato del lavoro svolto e dell'analisi delle informazioni studiate, si possono trarre alcune conclusioni riguardo al materiale studiato.

Attualmente c’è un crescente interesse per l’ottenimento di immagini satellitari, poiché le possibilità di utilizzo pratico dei risultati di questa attività si stanno espandendo. L'introduzione attiva delle tecnologie spaziali e di geoinformazione nella struttura informativa contribuisce a:

Maggiore efficienza della gestione regionale;

Dà impulso al moderno sviluppo dell'economia della Federazione Russa.

Le tecnologie di geoinformazione sono necessarie nel campo della gestione agricola e forestale, della gestione urbana, della pianificazione socioeconomica dello sviluppo regionale e della risoluzione dei problemi ambientali.

Grazie alle tecnologie spaziali innovative, le seguenti opportunità sono diventate realtà:

Efficienza di ricezione e affidabilità delle informazioni;

È aumentata la precisione dei calcoli e delle valutazioni del monitoraggio regolare;

Costi di mappatura ridotti;

Aumento della qualità nel prendere decisioni gestionali sui compiti assegnati;

Aumentare l’attrattiva degli investimenti e la competitività del territorio pubblicando su Internet siti e progetti di investimento promettenti.

Soprattutto, sono emersi i prerequisiti organizzativi e amministrativi per l’introduzione diffusa di tecnologie integrate di monitoraggio dello spazio nelle regioni:

I leader regionali hanno compreso la necessità di un lavoro serio in questa direzione, il che è dovuto, tra le altre cose, alla posizione attiva dei massimi vertici politici del paese su questo tema;

Nella maggior parte delle regioni sono state create strutture organizzative responsabili dell'informatizzazione. Hanno una forma organizzativa e giuridica, un ambito di autorità e sono responsabili dello sviluppo delle moderne tecnologie dell'informazione;

- il processo di creazione è in corso sistemi federali sulla base delle tecnologie di monitoraggio dello spazio, diventa possibile organizzare l'interazione interdipartimentale a livello federale e regionale.

L'esperienza positiva è emersa dall'implementazione di tecnologie integrate di monitoraggio spaziale in diverse regioni ed è diventata evidente effetto economico dalla creazione di tali sistemi.

Elenco della letteratura usata

1. Andersson L., Alekseeva N.M., Koltsov D.B., Kuksina N.V., Kutepov D.Zh., Mariev A.N., Neshataev V.Yu. Identificazione e censimento delle foreste di valore biologico nel nord-ovest della parte europea della Russia. T.1. Metodologia per l'identificazione e la mappatura. Esercitazione. / Rappresentante. ed. Andersson L.,. Alekseeva N.M. San Pietroburgo, 2009.

2. Berlyant A.M. Mappatura della geoinformazione, M., 2010.

3. Geoinformatica: un libro di testo per le università: in 2 libri// a cura di Tikunov V.S., M., 2010.

4. Zhuravleva S. E. Giustificazione sintassonomica per la selezione delle comunità vegetali protette. Usando l'esempio di alcune comunità della Repubblica del Bashkorostan. Abstract dell'autore. Dottorato di ricerca diss.03.00.05. Ufa, 1999, 20 p.

5. Ilyinsky N. D., Obiralov A. I., Fostikov A. A. Fotogrammetria e decrittazione delle immagini: un libro di testo per le università. M., 2009.

6. Kashkin V. B. Sukhinin A. I. Telerilevamento della Terra dallo spazio. Elaborazione digitale delle immagini: tutorial. M., 2011.

7. Klebanovich N.V. Catasto fondiario: un libro di testo per le università specializzate in Geografia. Mn., 2010.

8. Kutepov D.Zh., Mariev A.N., Neshataev V.Yu. Identificazione e censimento delle foreste di valore biologico nel nord-ovest della parte europea della Russia. T.1. Metodologia per l'identificazione e la mappatura. Guida allo studio./ Risposta. Ed. Anlersson L., Alekseeva N. M., Kuznetsova E. S. San Pietroburgo, 2009.

9. Kravtsova V.I. Metodi spaziali per la ricerca sul suolo: un libro di testo per studenti universitari. M., 2011.

10. Labutina A.I. Decifrare le immagini aerospaziali: un libro di testo per studenti universitari. M., 2010.

11. Myasnikovich M.V. Tecnologie spaziali nel sistema di controllo. M., 2012.

12. Olshevsky A. Selezione del metodo ottimale per classificare le immagini spaziali ai fini della decodifica automatizzata dei tipi di terreno. M., 2012.

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Vista dallo spazio

Il 20° secolo è stato il secolo del lancio del primo satellite artificiale della Terra, del primo volo con equipaggio nello spazio, dell'atterraggio sulla Luna e dei voli verso i pianeti sistema solare. Se il volo di Yu. A. Gagarin nello spazio è stato una sensazione mondiale, allora i voli di oggi sono già diventati qualcosa di banale, una cosa ovvia. Uno sguardo alla Terra dallo spazio, la fotografia spaziale della superficie del pianeta fa parte dei momenti di lavoro degli astronauti.

Usando le immagini dallo spazio, puoi tracciare la forma dei continenti e degli oceani, puoi vedere lo stato della natura, puoi raccontare il tempo in arrivo, puoi tracciare le correnti oceaniche, i vortici emergenti, puoi osservare direttamente tutto ciò che non potrebbe essere fatto prima.

Quindi oggi possiamo già parlare della nascita nuova scienza– Geografia spaziale. Il primo volo umano nello spazio fu l'inizio della formazione della conoscenza della geografia spaziale.

Ad oggi è stato accumulato un enorme fondo di immagini provenienti dallo spazio, con diversi livelli di dettaglio e scala, e sono stati accumulati vari materiali video e fotografici.

Nota 1

Bisogna ammettere che questi materiali sono comprensibili solo agli specialisti e vengono utilizzati per risolvere problemi specialistici ristretti, in geologia, ad esempio, per chiarire la struttura geologico-strutturale e cercare minerali, nell'educazione per acquisire capacità di interpretazione.

I satelliti artificiali della Terra svolgono compiti molto importanti; aiutano a determinare la distribuzione del manto nevoso e delle riserve idriche nei ghiacciai. Il permafrost viene studiato utilizzando la geografia spaziale.

Con il suo aiuto, è stata raccolta una grande quantità di materiale sulla varietà di tipi e forme di rilievo, in particolare forme molto grandi che non possono essere coperte dalla Terra.

Le immagini dallo spazio hanno rivelato strisce curve a forma di arco nei deserti Nord Africa, allungandosi per decine di chilometri nella direzione dei venti che soffiano.

Una vista dallo spazio ha permesso agli scienziati di scoprire che l'intero pianeta è tagliato da faglie argillose e tra queste ci sono faglie “trasparenti” attraverso uno spesso strato di sedimenti sciolti. Altre immagini forniscono assistenza nell'identificazione dei minerali. Naturalmente, svolgere tale lavoro sulla Terra è molto difficile e talvolta semplicemente impossibile.

I satelliti meteorologici sorvegliano una vasta area e monitorano tutti i fenomeni che si verificano nell'atmosfera, il che è importante quando si fanno previsioni meteorologiche.

Informazioni sul settore energetico del pianeta, ad es. Quanta energia solare ricevono le diverse parti della Terra e a quanto ammonta la perdita di radiazione termica nello spazio, viene fornita anche dai satelliti. Sulla base di questi dati, gli scienziati hanno scoperto che il pianeta è più caldo e più scuro, ma in precedenza la scienza disponeva di altri dati.

La geografia spaziale è utilizzata con successo nello studio della flora della Terra. Dallo spazio è possibile determinare i confini delle zone di vegetazione in modo molto più preciso, il che significa che è anche possibile monitorarne i cambiamenti.

Nota 2

Pertanto, oggi è diventato possibile determinare dallo spazio tutti i cambiamenti che si verificano in natura e adottare le misure appropriate già sulla Terra. La geografia spaziale aiuta gli scienziati a monitorare le dinamiche dei processi naturali e la loro frequenza e fornisce fotografie delle stesse aree in periodi di tempo diversi.

Geografia spaziale e scienze moderne

Le immagini della superficie terrestre dallo spazio sono di grande interesse per la scienza e l'economia nazionale. Forniscono nuove informazioni sul pianeta.

I meteorologi furono i primi a utilizzare le immagini della Terra dallo spazio. Le fotografie della nuvolosità li hanno convinti della correttezza delle loro ipotesi a riguardo condizione fisica atmosfera, presenza di cellule con flussi ascendenti e discendenti masse d'aria. Sulla base delle immagini satellitari e del loro utilizzo, i meteorologi risolvono il compito più difficile della scienza: compilare previsioni meteorologiche per 2-3 settimane.

Le fotografie spaziali vengono utilizzate con successo ed efficacia anche in geologia. Aiutano a integrare e chiarire le mappe geologiche e aiutano a sviluppare nuovi metodi per la ricerca di minerali. Ad esempio, le osservazioni dallo spazio hanno aiutato a rilevare grandi faglie in Kazakistan e Altai, e questo indica il loro potenziale minerario. Gli scienziati, avendo tali informazioni, hanno elaborato un piano generale per il lavoro di ricerca.

Studiando la crosta terrestre Secondo le fotografie spaziali, sono state scoperte faglie profonde nascoste ed enormi formazioni ad anello. Gli scienziati continuano a studiare la struttura geologica delle acque basse oceaniche e della piattaforma continentale.

Una vista della Terra dall'alto fornisce informazioni sulle caratteristiche delle regioni, consente di chiarire le informazioni esistenti o di elaborare nuove carte geologiche.

Le osservazioni spaziali aiutano a risolvere i problemi agricoli: utilizzando le immagini è possibile monitorare:

• riserve di umidità nel terreno,
• lo stato delle colture,
• utilizzo dei pascoli.

Nelle regioni aride è possibile rilevare le acque sotterranee a basse profondità.

Con l'aiuto delle informazioni spaziali, diventa possibile tenere registri, valutare i terreni e determinare le aree colpite da parassiti agricoli. Nel settore forestale, le immagini satellitari aiutano a sviluppare un metodo di contabilità forestale, questo è un problema che affligge la silvicoltura. Usando le immagini, non solo effettuano un inventario delle risorse forestali, ma calcolano anche le riserve di legno.

Nello studio dell'oceano mondiale vengono utilizzati metodi spaziali; le immagini mostrano chiaramente le correnti oceaniche e la velocità del loro movimento, la presenza perturbazioni marittime nell'oceano. Le mappe del ghiaccio compilate da immagini vengono utilizzate nella navigazione, le mappe della superficie oceanica aiutano nell'organizzazione della pesca.

Anche gli archeologi non si sono fatti da parte, estraendo informazioni scientificamente preziose dalle immagini. Tracce del passato, sepolte agli occhi degli scienziati, aiutano anche a scoprire immagini spaziali, ad esempio, nella regione di Kalmyk Trans-Volga, grazie alle fotografie dall'orbita, sono stati scoperti numerosi antichi insediamenti sotterranei; Le fotografie mostrano strade un tempo asfaltate e fiumi che scorrono.

Oggi, per le riprese dallo spazio, è ampiamente utilizzata la telecamera spaziale multispettrale MKF-6, allo sviluppo della quale hanno preso parte specialisti dell'URSS e della RDT.

Il dispositivo è dotato di 6 fotocamere ed effettua fotografie spettrozonali in 6 gamme dello spettro elettromagnetico. Nelle fotografie scattate con questo dispositivo, solo gli oggetti che riflettono onde elettromagnetiche una certa lunghezza.

Cartografia spaziale

Le immagini dallo spazio hanno trovato applicazione nella cartografia, e questo è del tutto naturale, perché catturano la superficie della Terra in modo molto dettagliato e gli specialisti trasferiscono abbastanza facilmente queste immagini su una mappa.

Nota 3

Le immagini spaziali vengono decifrate utilizzando caratteristiche di identificazione, le principali delle quali sono la forma dell'oggetto, le sue dimensioni e il tono.

Ad esempio, i corpi idrici – laghi, fiumi – sono raffigurati nelle fotografie in toni scuri (neri), con le sponde chiaramente visibili. La vegetazione forestale ha toni meno scuri di una struttura a grana fine, e i rilievi montuosi risaltano in toni nettamente contrastanti a causa della diversa illuminazione dei pendii. Le strade e gli insediamenti hanno i propri segnali di decodificazione.

Confrontando una mappa e un'immagine satellitare, puoi trovare ulteriori informazioni sulla zona: le informazioni dell'immagine satellitare sono più dettagliate e aggiornate.

Le mappe vengono compilate da fotografie allo stesso modo delle fotografie aeree, utilizzando vari metodi utilizzando strumenti fotogrammetrici.

Un'opzione più semplice è creare una mappa in scala della fotografia: gli oggetti vengono prima copiati su carta da lucido e quindi trasferiti dalla carta da lucido alla carta. Essi, tuttavia, mostrano solo i contorni dell'area, non sono legati a una griglia cartografica e la loro scala è arbitraria, motivo per cui sono chiamati diagrammi cartografici.

Le immagini spaziali vengono utilizzate nella cartografia per creare mappe su piccola scala e oggi sono già state create una varietà di mappe tematiche.

Le informazioni cartografiche stanno gradualmente diventando obsolete perché l'aspetto della Terra cambia costantemente. Le immagini dallo spazio consentono di correggere le mappe e aggiornare le informazioni, poiché sono affidabili e le più recenti.

Le fotografie spaziali vengono utilizzate non solo per mappare la superficie della Terra; vengono utilizzate per creare mappe della Luna e di Marte. Nonostante il fatto che la mappa lunare sia più dettagliata, la mappa di Marte rappresenta la superficie marziana in modo abbastanza chiaro e accurato.

Il dipartimento compila mappe dell'argomento spaziale e informazioni sugli stati Mappe dello spazio vicino e profondo.

Questo è più o meno lo stesso della cartografia, della topografia e della geodesia. È necessario distinguere le leggi della cartografia terrestre da quelle della cartografia spaziale. Sul pianeta mappiamo le specie nello spazio, mappiamo lo stato secondo le leggi dello scambio di segni di informazioni cosmiche. Questa regola è pericolosa da infrangere. Se questa regola viene violata, il metabolismo naturale del corpo umano viene distrutto. Un'immagine infinita e incerta del soggetto cosmico e degli stati di informazione distrugge il naturale scambio di informazioni di una persona. Le unità soggettive definite devono trasformarsi nel tempo in definizioni scientifiche, e il segno di questa misurazione deve essere registrato, archiviato e consolidato nel sistema educativo.

È stato stabilito che lo spazio dello spazio è oggettivo e allo stesso tempo informativo. Di conseguenza, è possibile realizzare mappe di due tipi, dove coppie di unità sono in relazione naturale. Le mappe dello spazio visibile e le mappe dei suoi stati informativi non visibili devono corrispondere quando sovrapposte.

La cartografia spaziale nei sistemi di vita solare dovrebbe svilupparsi come una direzione scientifica separata. Il motivo è fondamentale: se l'espressione figurativa di uno stato o di un oggetto informativo corrisponde alla realtà, allora l'intera natura informativa dello scambio nel corpo umano è nella norma naturale. In secondo luogo, la natura cosmica naturale non può essere studiata in modo coerente senza l'argomento della cartografia spaziale. La nostra visione, così come le capacità tecniche (telescopio, osservatorio), sono limitate, ma con la conoscenza degli stati cosmici di scambio di informazioni, abbiamo l'opportunità di determinare correttamente le distese cosmiche distanti e comporre mappe accurate. Secondo i dati più recenti, abbiamo scoperto mappe e diagrammi dello spazio profondo, sia di tipo sostanziale che informativo. Queste mappe hanno sostituito il concetto di infinito cosmico e nel tempo dello sviluppo terrestre devono essere costantemente integrate man mano che si studia l'ambiente cosmico. Secondo lo scambio sistemico di informazioni cosmiche, riceviamo unità di schemi per informazioni cosmiche distanti e stati soggetti. Dopo aver ricevuto l'intera quantità totale di informazioni, riceveremo una visione dettagliata della mappa generale delle informazioni cosmiche. Questo basta per studio iniziale spazio informativo. La coerenza scientifica è imperativa per svilupparsi simultaneamente in due direzioni: esterna e interna. Macrocosmo e microcosmo: la conoscenza deve svilupparsi in equilibrio. La legge cosmica generale dice: La vita si preserva con una salda relazione tra le unità oggettive e informative e i loro nomi. La legge dell '"anima": l'anima è sempre calma con unità di relazione completate. Sviluppandosi unilateralmente, si formano oggetti senza nome, che acquisiscono potere di ricerca e in una persona si verifica uno spostamento nella memoria solida. Convenzionalmente, l'anima si sforza autonomamente di determinare il nome dell'oggetto e (l'anima) lascia il corpo. La conclusione è quella di rafforzare lo studio del microcosmo e denominare correttamente nuovi stati o fenomeni soggetti. Ricordare la scala temporale e la data della definizione di un nuovo nome di soggetto e di nomi figurativi di soggetto. Questa legge dovrebbe essere applicata rigorosamente anche agli stati macrocosmici. Il compilatore della mappa deve conoscere le leggi dello stato naturale di controscambio di informazioni del corpo umano. Con il pensiero dei segni, la coscienza umana è diretta verso il triplo azzeramento logico: zero informativo (spirituale), zero morale e materiale. Zero è indipendenza. La forma dipendente delle relazioni domina sul pianeta. Questo deve essere risolto. Le relazioni tra le persone devono essere indipendenti. In senso figurato, segui la regola: "Quando esci, spegni la luce". Con il vento c'è il desiderio di una persona.

Il volo spaziale umano ha permesso di conoscere ancora meglio il nostro pianeta. Le informazioni fornite su di lei sono numerose e varie. Ma ovviamente siamo interessati a ciò che riguarda gli habitat umani: il bacino aereo e il sottosuolo, la copertura vegetale e il suolo.

Utilizzo di immagini dallo spazio nella cartografia

Man mano che il flusso di energia cosmica si intensifica, la portata della sua applicazione si espande. Attualmente, in un modo o nell'altro, viene utilizzato in quasi tutti gli studi geografici settoriali e complessi. Per quanto riguarda la cartografia, le immagini spaziali stanno appena iniziando a essere studiate. Tuttavia è già possibile indicare gli ambiti in cui troverà applicazione nel prossimo futuro. Ciò avviene principalmente nella rappresentazione della zona costiera di mari e laghi, aree allagate e vegetazione costiera, nonché insediamenti, vie di comunicazione, ecc.

Si stima che l'utilizzo delle immagini satellitari per questi scopi consenta un notevole risparmio in termini di costi, manodopera e tempo.

All'estero, ad esempio negli Stati Uniti, esiste esperienza nella creazione di mappe geografiche generali di territori poco esplorati utilizzando immagini satellitari, in particolare in. Sulla base delle immagini satellitari è stata realizzata una mappa in scala 1:250.000.

Le immagini spaziali hanno trovato applicazione nella produzione di documenti cartografici intermedi: mappe fotografiche. Possono contenere solo un'immagine fotografica (dallo spazio) della superficie terrestre, integrata con elementi delle mappe tradizionali: geografiche generali, geologiche, geomorfologiche, ecc.

Le mappe fotografiche hanno un significato indipendente come fonti per lo studio della superficie terrestre per vari scopi del suo utilizzo economico. Servono ad aggiornare e migliorare le mappe naturali tradizionali, ma non possono sostituirle da sole.

Sebbene le immagini satellitari siano attualmente ampiamente utilizzate in vari studi su fenomeni e processi naturali, tuttavia lavoro sperimentale non arrivano al punto di creare mappe fondamentali di ampia copertura spaziale. Apparentemente le condizioni non sono ancora mature per questo. Tuttavia esiste una certa esperienza nella compilazione di mappe della natura utilizzando immagini satellitari. È noto che il programma televisivo "Time" si conclude con un messaggio del Centro Idrometeorologico Russo sulle previsioni del tempo. Spesso vengono mostrate mappe sinottiche compilate tenendo conto dei dati ricevuti dai satelliti.

Oggi la ricerca meteorologica nel nostro Paese viene effettuata con l'uso diffuso delle informazioni ricevute dai satelliti meteorologici della Terra. Il Centro Idrometeorologico della Russia compila mappe globali della nuvolosità per date diverse. E l'analisi della copertura nuvolosa utilizzando le mappe aiuta a studiare molti processi atmosferici: correnti a getto nelle regioni subtropicali, correnti d'aria nell'alta troposfera, tempeste tropicali, ecc. Utilizzando le mappe della copertura nuvolosa, è stato proposto un metodo per stimare la quantità mensile di precipitazioni. All'estero, le mappe delle temperature superficiali dell'oceano sono state compilate utilizzando immagini satellitari.

Tuttavia, tutto questo lavoro riguarda la cosiddetta mappatura operativa, cioè l’ottenimento di mappe per un utilizzo immediato e a breve termine nell’interesse di un particolare servizio o dipartimento governativo.

Per quanto riguarda la compilazione di mappe tematiche fondamentali di ampia copertura territoriale da immagini spaziali, in URSS, su iniziativa dei geologi sovietici, si è lavorato per creare una mappa delle faglie dell'URSS e dei paesi vicini su una scala di 1: 2.500.000 Questa, in sostanza, è stata la prima esperienza nell'utilizzo delle informazioni spaziali nella cartografia tematica. Questo lavoro è stato svolto presso il Centro statale di ricerca e produzione “Priroda”.