С космическим путеводителем по Земле - Станислав Хабаров

От наземного сбора картографических сведений ступенькой вверх было применение аэрофотосъёмки, поставляющей обзорный вид сверху, с высоты птичьего полёта. Не всегда калейдоскопическое сочетание аэрофотоснимков складывалось в общую картину. И теперь съёмка из космоса дала единовременный обзор огромных пространств при одинаковых световых условиях.

Картографирование земной поверхности невозможно без генерализации – обобщения изображений, отбрасывания второстепенного. Без этого не создать обзорной картографической модели. Космическим снимкам присуща естественная генерализация, интеграция элементов ландшафта. С орбитальных высот мелкие детали сливаются, благодаря этому обнаруживаются главные, основные черты.

Само удаление определяет степень генерализации. Отлетая на десятки тысяч километров, можно разглядеть на поверхности планеты то, чего не увидишь с высот обычного ближнего космоса (200—400 километров).

Так фотографии, сделанные с советских межпланетных «Зондов», обнаружили характерные картографические особенности «лика Земли». Пустыня Caxаpa на них перечёркнута исполинскими «морщинами» – линеаментами. Крупнейший из них – протяжённостью в пять тысяч километров – тянется через всю Северную Африку. Его рисунок составили отдельные образования: вытянувшиеся в этом направлении хребты, цепочки возвышенностей, выступы древнего фундамента, трещины, проступающие из рыхлых напластований. Другими словами, выявляется нечто похожее на «каналы Марса», которые при достаточном увеличении оказались цепочками естественных проявлений – кратеров, трещин, а не рукотворными произведениями «марсиан».

Транссахарские линеаменты, скорее всего, наружные проявления гигантских трещин, раскалывающих до глубин в 50—100 километров земную кору и являющихся границами субконтинентов.

Строение атмосферы, уменьшение её плотности с высотой как бы подыгрывают космическим наблюдениям. Разреженные верхние слои не влияют на осмотр, а более низкие иногда сообщают ценные метеорологические сведения. Современное зондирование земной поверхности выполняется «поэтажно». Более общее – с космических высот, уточняющее – со специальных самолётов, детальное – на поверхности Земли.

Потребителями космической картографической информации являются множество организаций. Высокое качество и геометрическая точность современных специализированных фотоаппаратов позволяют использовать снимки из космоса как фотокарты. Такие возможности особенно ценны для стран, не обладающих в полной мере национальными географическими картами. Космическая съёмка повышает оперативность, точность, надёжность, рентабельность картографических работ, делает возможным динамическое картографирование.

Мелкомасштабные обзорные карты устаревают к завершению работы над ними обычными методами. Оперативного подхода требуют карты землепользования. Например, учёта пахотных земeль. Требуются и картографические планы – сводки состояния и урожайности полей. В практике космических работ используются орбитальные фотоизображения. На специальной полётной фотокарте «Эльбрусы» во время своей семимесячной экспедиции отметили целый pяд неизвестных прежде геологических объектов.

Космическим съёмкам присуща высокая информативность, позволяющая составлять разномасштабные карты, а также углублять содержание существующих карт. Если прежние карты обозначали лишь ареалы лесов, то на последующих отмечались участки разных пород деревьев и их состояния. Современная гляциологическая карта обозначает места подвижек ледников и ледовые сбросы. И так во всём. Детали природных образований складываются в комплексный образ изучаемого района. 3емля как бы открывается вновь.

Большое количество тематических карт создаётся теперь «по подсказке из космоса». Причём некоторых карт вообще прежде не было. Например, карт размещения водной растительности.

В оперативном картографировании нуждаются как труднодоступные, так и хорошо освоенные районы. Высокая степень обзорности из космоса несёт в себе возможность быстрого обновления устаревающих карт.

Одна из первых космических съёмок специализированным аппаратом КАТЭ-140 позволила смонтировать фотокарту Арало-Каспийского региона (площадь 2,4 миллиона квадратных километров) на основании всего лишь 30 космических снимков, тогда как снимков с самолёта потребовалось бы для этой цели 60—70 тысяч. К тому же длительное функционирование орбитальных станций предоставляет возможность изучать скрытую динамику природных и хозяйственных процессов, обобщая отдельные наглядные изменения.

3ондирование Земли из космоса и сопутствующий ему обильный информационный поток в свою очередь повлекли за собой необходимость решения вспомогательных задач: пpостранственной привязки снимков и их автоматической трансформации в проекции карт, машинного дешифрирования космических снимков, в хoдe которого выявляются характерные пpиродные образования.

В полётах космических кораблей «Союз» и станций «Салют» и «Мир» получила подтверждение высокая эффективность многозональной съёмки – одновременного фотографирования земной поверхности в зонах видимой и невидимой частей спектра. Различия в изображении объекта съёмки на отдельных зональных снимках складываются в его спектральный образ, многоплановый портрет.

Опыт использования многозонального фотографирования позволяет выделить зоны, наиболее информативные для определённых объектов съёмки. Инфракрасная съёмка хорошо выявляет специфику водных ресурсов. А ведь наличие или отсутствие воды определяет экономическое развитие данного района, его растительность и животный мир. Инфракрасная съёмка обеспечивает контрастность водных образований, и потому с её помощью изучают размещение почвенных и грунтовых вод, болот, геометрию берегов рек, озёр, морей. Такая съёмка позволяет разделить области пресной и морской воды и определить её запасы в виде снега и льда.

Математическое обеспечение анализа многозональных снимков предусматривает высокоскоростное прецизионное считывание фотоизображений. При этом интенсивность каждого элемента изображения вместе с его координатами кодируется и закладывается в память ЭВМ. Вычислительная машина автоматически проводит сопоставление, опознавание природных образований, их классификацию. Библиотека опорных (тестовых) изображений помогает сделать конкретный вывод, дать оценку отснятой территории, обеспечить прогноз.

Такие возможности позволяют карте обрести новое качество. Отбор и просеивание исходных материалов методами математической статистики, всесторонний охват природных территориальных и производственных комплексов позволяют вести изучение их как кибернетических систем, определяя их развитие и возможности управления ими.

Карта физическая своей условной, привычной для нас окраской довольно правильно отображает земную поверхность. Должно быть, когда-то были, не могли

не быть споры, как раскрасить карту. И победила натуральная окраска. Вид из космоса лишён картографической простоты, но он близок к избранным цветам: сине-голубому – океанов, тёмно-красному – пустынь, коричневому – гор с белыми пятнами снежных вершин.

Затем появились предложения использовать при создании географических карт натуральные цвета ландшафтов, соответствующие их окраске на космических снимках. Другими словами, можно перейти к реальному изображению, исключив условность существующих физических карт. Такие карты получили название орбитальных. Для их составления необходимы снимки из космоса на всю картируемую территорию, полученные в идентичных условиях и в короткий срок. Самолётные съёмки для таких карт не подходят. Самолётная съёмка не только не может выявить характерного геометрического рисунка rлобальных образований, но зачастую она неспособна отличить и цветовые переходы. Ограниченный участок поверхности, фиксируемый самолётной съёмкой, выглядит однотонно и не позволяет обнаружить цветовой контраст.

Орбитальные карты, разумеется, отличаются от снимков более чётким вырисовыванием отдельных наземных образований и насыщенными, чистыми цветами. В качестве первого опыта были составлены карты Прибалхашья и Северо-Западной Африки по снимкам со станций «Салют» и Ceвepo-Западной Африки по снимкам с космических кораблей «Джемини».

В 1960 году был выполнен первый монтаж космических телеизображений, позволивший охватить вecь земной шар. Cтруктуру всего облачного покрова 3емли. Была издана обобщающая карта линейных и кольцевых образований на территории СНГ. На ней видны районы сгyщений и разряжений этих структур, особенности земной коры. По этим складкам современные «хироманты» разгадывают судьбы месторождений полезных ископаемых. При этом наблюдается многоступенчатость картографического процесса. Одни карты становятся исходными для других.