Использование аэрокосмических снимков для целей гидрогеологии

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Использование аэрокосмических снимков для целей гидрогеологии

28.07.2020

Широкое изучение природной среды с помощью материалов аэрокосмических съемок начало выделяться как самостоятельное направление с 1960 г. и особенно развилось в связи с выполнением программ космических исследований в России и США. Эти исследования базируются на анализе результатов физических взаимодействий между природными и антропогенными образованиями земной поверхности и зафиксированными дистанционными измерительными устройствами величинами электромагнитной энергии в определенных диапазонах волн.

Использование космических снимков для изучения среды, и в том числе гидрогеологии, представляет дальнейшее развитие аэрометодов, причем значение аэрометодов не снижается с появлением космической информации. Аэроснимки продолжают играть большую роль при крупномасштабных исследованиях, а, главное, для осуществления имитационных экспериментов, направленных на отработку методов и аппаратуры, которую предполагается затем устанавливать на космических носителях для осуществления запланированных программ. Это правомерно, так как в использовании аэро- и космических снимков отмечается много общего. Ho космические снимки отличаются от аэроснимков масштабом получаемых изображений, значительно большим территориальным охватом и меньшим, по сравнению с аэроснимками, разрешением на местности; для космических фотоснимков значительно возрастает значение передаточных функций атмосферы.

В настоящее время для исследования окружающей среды дистанционными методами используется ограниченный диапазон электромагнитного спектра — от 0,4 до 14 мкм, т. е. съемка в видимых и инфракрасных лучах. Для проведения этой съемки разработана аппаратура, устанавливаемая на самолетных или космических носителях. Различаются два класса аппаратурных систем: фотографические и нефотографические (сканирующие) системы. Фотографические системы предназначены для съемок в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне спектра (0,4—0,9 мкм), а нефотографические могут работать в широкой области спектра.

Для целей гидрогеологии наиболее приемлемы съемки, выполняемые в узкой зоне видимого и инфракрасного излучения (в диапазоне 0,6—14 мкм), но могут использоваться материалы, выполненные либо в широком диапазоне видимого спектра (0,4—0,8 мкм), либо в узких зонах спектра, получаемые в результате многозональных (или мультиспектральных) съемок. Так, на самолетах и космических носителях устанавливаются аппараты, проводящие съемку в спектральных диапазонах от 3 до 12. Например, фотосъемочный аппарат МКФ-6, разработанный совместно немецкими и советскими специалистами, проводит съемку в шести спектральных диапазонах видимой и ближней инфракрасной зоны электромагнитного спектра.

Материалы фотографических съемок, как правило, представляются в виде фотоснимков, результаты нефотографических видов съемки могут быть представлены в виде записи на магнитной ленте, в цифровой форме или в виде снимка. Информация, получаемая в цифровой форме или на магнитной ленте, наиболее приспособлена к обработке машинным способом. Видеоинформация, представленная в виде черно-белых или цветных снимков, нуждается в тематическом дешифрировании, независимо от того, получены они фотографическим или нефотографическим (сканерным) методом. Однако при дешифрировании необходимо учитывать тот диапазон электромагнитного спектра, в котором произведена съемка, так как в зависимости от этого на снимках найдут отражение те или иные природные объекты или физическое состояние их, которые могут рассматриваться в качестве индикаторов подземной гидросферы.

Для практической работы изготавливаются, по данным фотографической или сканерной съемок, различные снимки — черно-белые, цветные (в естественных тонах) и спектрозональные (или ложноцветные, т. е. выполненные в условной цветовой гамме) в оригинальных масштабах пли с различным увеличением. Сравнение информативности этих материалов проводилось при специальных исследованиях.

Сложность применения аэрокосмических снимков в гидрогеологических исследованиях обусловлена тем, что объект исследования — подземные воды — не находит на таких материалах непосредственного отражения. В связи с этим при изучении подземной гидросферы используется только индикационное дешифрирование. По определению Э. Баррета и Л. Куртиса, под индикационным дешифрированием понимается процесс, позволяющий определить с помощью умозаключений невидимые характеристики. При гидрогеологическом дешифрировании эти умозаключения основываются на взаимосвязях между подземными водами и природными особенностями территории, получающими на материалах аэрокосмических съемок непосредственное отражение в тоне и структуре рисунков изображения.

В зависимости от примененных методов дистанционного зондирования в качестве таких индикаторов гидрогеологических параметров выступают либо компоненты ландшафта (рельеф, растительность), имеющие на снимках, выполненных в видимой зоне электромагнитного спектра, непосредственное отражение в тоне и структуре рисунка, либо элементы геологического строения местности, находящие отражение в этих же зонах в текстуре рисунков изображения; либо физическое состояние (температура) поверхностных горизонтов Земли или растительного покрова, фиксируемые при тепловой инфракрасной съемке. Следовательно, для однозначной интерпретации, т. е. дешифрирования, аэрокосмической информации для целей гидрогеологии непременным условием является установление связей между подземными водами и теми или иными параметрами окружающей среды, находящими на снимках непосредственное отражение.

Применение для целей гидрогеологии аэрокосмической информации в видимой и ближней инфракрасной зонах спектра представляет собой наиболее разработанную область дистанционной гидрогеологии; использование тепловых инфракрасных съемок пока только находится на стадии экспериментального изучения.

Перспективность материалов аэрокосмических съемок в видимой зоне спектра для гидрогеологических исследовании показывается во многих работах. Эти исследования проводились на основе материалов аэросъемки уже давно, но наиболее актуальными эти разработки стали в связи с широким потоком дистанционных материалов, получаемых в результате съемок из космоса. Получение материалов более мелкомасштабных съемок из космоса изменило не только территориальный охват, но и, главное, состав индикаторов подземных вод. Если при дешифрировании крупномасштабных аэроснимков одно из важных мест занимают растительные индикаторы, то с уменьшением масштаба съемок все большее значение приобретают геоморфологические и ландшафтные комплексные индикаторы, которые позволяют отдешифрировать по снимкам геологo-структурную ситуацию, на основании чего можно судить о гидрогеологических условиях. При визуальном дешифрировании широко используется современная аппаратура, наиболее распространены стереоскопы Цейса и Вильда, стереопланиграфы и др., а также оптико-электронная аппаратура.

Изучение гидрогеологических условий дистанционными методами осуществляется в различных регионах, начиная от гумидных районов умеренных широт до аридных и субаридных регионов субтропических и тропических зон.

Аэрокосмические снимки широко используются при поисках пресных вод в аридных областях, изучении зоны аэрации, а также природных процессов, обусловленных деятельностью подземных вод (оползни, карст, просадки, засоление н заболачивание).

Такие исследования и практическое использование снимков на основе геологического дешифрирования осуществлялось в засушливых областях Австралии, США и других районах. Так, черно-белые мелкомасштабные аэроснимки были использованы для поисков водопунктов в полупустынном районе Австралии на площади около 10000 км2, представляющей плоскую аллювиальную равнину. По снимкам были выделены долины рек и сухих русел, песчаные массивы и водопункты (водохранилища, колодцы, родники, скважины), для которых определены их тип и глубина (первого от поверхности водоносного горизонта).

В области с гумидным климатом визуальное дешифрирование аэрокосмических фотоматериалов, основанное на выявленных взаимосвязях подземных вод с компонентами ландшафта, имеющими прямое отображение па снимках в фототоне и фоторисунках, находит применение при поисках неглубоко залегающих грунтовых вод в верховодки, изучении подземных вод карстовых массивов, при гидрогеологическом картировании и районировании. Так, X. X. Грумэжеску считает эффективным использовать черно-белые снимки для выявления площадей распространения неглубокозалегающих грунтовых вод, но эти материалы не позволили ему оценить водовмещающие породы и химизм подземных вод. А. Виберг на основании установленных корреляций между рельефом и механическим составом отложений по аналогичным фотоснимкам определил глубину и мощность первого водоупорного горизонта, представленного глинами. Внимание исследователей привлекает возможность использования аэрокосмических снимков для изучения гидрогеологических особенностей карстовых регионов, их картографирования н оценки водных ресурсов. Такие исследования проведены в Венгрии и во Франции.

Дешифрирование аэроснимков позволяет выявить также взаимозависимость поверхностных и подземных вод. Так, в долине р. Дне (Чехословакия) дешифрирование показало, что часть затопляемых в паводок площадей летом не имеет связи с рекой, питание грунтовых вод происходит со стороны террас, а фильтрация вод из реки не играет роли. Размеры затопляемых площадей зависят от грунтовых вод и их обильности перед половодьем, величин весеннего стока, испарения и транспирации.

Большое внимание исследователей привлекает возможность широкого и планомерного использования материалов многозональных (мультиспектральных) съемок, выполняемых в узких зонах видимого и ближнего инфракрасного диапазона электромагнитного спектра. При работе с многозональными космическими снимками значительную информацию можно извлечь по составным цветокодированным изображениям, которые могут быть получены фотографическим путем или с помощью оптико-электронной аппаратуры. Так, например, на предприятии «Карл-Цейс» в Иене совместно с Институтом космических исследований АН СССР сконструирован аддитивный проектор МСП-4 для интерпретации результатов съемки многозональной камерой МКФ-6. Проектор МСП-4 позволяет получить цветокодированные изображения, увеличенные до 5 раз. Для синтезирования многозональных снимков разработаны также различные оптико-электронные приборы, осуществляющие синтез по нескольким каналам с выводом изображения на экран и последующим фотографированием полученного составного цветокодированного изображения. Материалы синтеза многозональных снимков, представленные в виде цветных увеличенных изображений, широко используются при составлении карт переувлажненных земель. На основе анализа многозональных аэроснимков в США в штате Аризона определяли расход подземных вод на эвапотранспирацию, расцениваемый как непроизводительные потери пресной воды. Установлено, что использование этих материалов целесообразно при глубине залегания грунтовых вод. до 9 м.

Использование многоспектральных снимков, полученных с искусственного спутника Земли EPTC-I («Лэндеат»), позволило обнаружить кольцевые структуры, связанные с деятельностью термальных вод в кальдере каньона Ногалес в Нью-Мексико.

Благодаря своей обзорности и объективному отражению в плане всех особенностей территории, аэрокосмические снимки наиболее эффективны для составления картографических документов. Это подтверждается экспериментальными и экспериментально-производственными работами, выполнявшимися в различных физико-географических и структурно-геологических условиях. Например, в центральной и западной Лапландии, где грунтовые воды локализуются в озах, камах и других формах флювиогляциальных отложений, использование черно-белых аэроснимков позволило составить гидрогеологические карты. На картах нашли отражение основные условия распространения водовмещающих пород, пути фильтрации подземных вод, области их питания и разгрузки. Космические снимки, полученные с американского искусственного спутника «Лэндсат», были использованы для составления гидрогеологической карты Северной Канады, на которой показаны уровни залегания грунтовых вод, распространение линз подземных вод; были определены хорошо выраженные геологические структуры и разломы, контролирующие движение подземных вод; выделены и определены районы накопления и разгрузки подземных вод. Аналогичные космические снимки использованы В. Герлахом для составления карты обводненных разломов восточной части Рейнских сланцевых гор. На снимках они дешифрировались в виде системы линеаментов, значение которых для оценки водных ресурсов было определено при наземных изысканиях.

Космические многозональные снимки, полученные с искусственного спутника «Лэндсат» и с орбитальной станции «Сканлэб», были использованы для изучения гидрогеологических условий и картирования грунтовых вод в пампасах Аргентины. Дешифрирование снимков, подтвержденное наземными исследованиями, показало, что растительность аргентинских пампасов отражает изменения в минерализации и уровне залегания грунтовых вод. Наиболее контрастные дешифровочные признаки выявлены на снимках, выполненных в ближней инфракрасной зоне электромагнитного спектра. Для этого региона выявлены и описаны дешифровочные признаки индикаторов минерализации и уровня залегания грунтовых вод, распространенных в бессточных котловинах, эоловых отложениях, коренных дочетвертичных породах. На карте, составленной по космическим снимкам, выделены районы, различающиеся по гидрогеологическим условиям, нанесены тектонические нарушения, имеющие гидрогеологическое значение. Эти исследования дополнялись наземными наблюдениями, в результате чего на одни из районов составлена в изолиниях карта глубин грунтовых вод, залегающих до 10 м, и схема дешифрирования уровня залегания грунтовых вод всего региона. Аналогичные многозональные снимки послужили основой для гидрогеологического районирования во Франции.

Для картографического отображения результатов дешифрирования наиболее целесообразно использовать фотосхемы и фотокарты, составляемые на основе трансформированных снимков из космоса, так как в этом случае облегчается такой трудоемкий процесс, как перенос выделенных на снимке контуров на картографическую основу. Предварительная обработка космических снимков осуществляется с помощью ЭВМ. Такие схемы и фотокарты составлены по снимкам, полученным с искусственного спутника «Лэндсат», на всю территорию США и ряд крупных регионов.

Картографирование избыточно увлажненных земель (болота, прибрежные марши) непосредственно примыкает к гидрогеологическим исследованиям, проводимым по аэрокосмическим материалам. Картографирование таких участков, например, было проведено в центральном Атлантическом регионе. Для составления карты масштаба 1:250 000 были использованы увеличенные отпечатки синтезированных снимков (цветных составных изображений), полученных с искусственного спутника EPTC-I. На картах штата Виргиния были выделены участки болот с различной глубиной залегания грунтовых вод, песчаные массивы и солоноватые болота. В штате Делавэр инвентаризация избыточно увлажненных земель проведена на основе визуального дешифрирования многозональных аэроснимков, включая снимки, выполненные в ближней ИК-зоне электромагнитного спектра, В результате составлены карты болот в масштабах 1:24 000 и 1:60 000. Многозональные снимки с искусственного спутника «Лэндсат» были использованы также для картографирования периодически затопляемых побережий Сальвадора, где по увеличенным отпечаткам составлены карты масштаба 1:300 000. Различные типы болот (солончаковатые, прибрежные и другие) с неглубоко залегающими грунтовыми водами выделены по космическим снимкам в бассейнах рек Шарантэ и Содр (Франция), на побережье Чесапикского залива (США). На космических фотографиях и мелкомасштабных чернобелых аэроснимках, выполненных в зимнее время, зоны повышенной влажности, приуроченные к тектоническим нарушениям, дешифрировались по темным линиям, выделяющимся на фоне площадей, покрытых снегом и имеющих благодаря этому светлый фототон.

Этими и другими исследованиями установлено, что степень увлажнения почвы и участки с неглубокозалегающими грунтовыми водами или верховодкой наиболее достоверно дешифрируются на снимках, выполненных в зоне 0,8—1,1 мкм.

Таким образом, индикационное дешифрирование аэрокосмических фотоматериалов основывается на широком круге природных индикаторов. При изучении подземных вод учитывают геологию поверхностных отложений, структурные особенности территории, почвенно-растительные индикаторы. В качестве показателей гидрогеологических условий выступают также отклонения в сроках таяния льда, распределение снежного покрова, флуктуации рек и береговых линий озер и другие признаки, находящие отражение в фототоне и рисунке фотоизображения.

Как показывает анализ работ по использованию аэрокосмических снимков для изучения и картографирования грунтовых вод и гидрогеологических условий, использование только одних дистанционных материалов недостаточно для получения достоверных результатов. Непременным условием такого рода работ является проведение наземных исследований традиционными методами, что позволяет установить достоверность выявленных дешифровочных признаков подземных вод, т. е. установить характер фотоизображения их природных или антропогенных индикаторов.

Несмотря на ряд достижений в области индикационного дешифрирования для целей гидрогеологии по аэрокосмическим материалам, полученным в результате съемки в видимой и ближней ИК-зоне электромагнитного спектра, за рубежом большое внимание уделяется определению возможностей использования в гидрогеологических исследованиях информации, позволяющей относительно непосредственно судить о подземных водах. Таким видом информации считаются материалы съемок, выполненных в дальней ИК-зоне электромагнитного спектра или тепловой инфракрасной съемки. Преимуществами такой съемки считаются независимость ее от погодных условий. В ряде случаев материалы ночных инфракрасных тепловых съемок признаются более пригодными для гидрогеологического дешифрирования.

При тепловой инфракрасной съемке, выполняемой в диапазоне электромагнитного спектра 8—14 мкм, фиксируется тепловое излучение различных объектов. Таким образом, дешифрирование полученных снимков основывается на изучении и отграничивании площадей, характеризующихся различными температурами поверхностных образований. Эти различия в значительной степени определяются гидрогеологическими условиями зоны аэрации.

Установленные зависимости между температурой листовой поверхности растительного покрова, рассматриваемой в качестве индикатора влажности почв, а также выявление зависимостей между температурой почв и их влажностью, раскрывают пути использования тепловых инфракрасных снимков, полученных с космических носителей, для определения влажности почв, а, следовательно, косвенно — и для изучения неглубокозалегающих грунтовых вод и верховодки.

Для обоснования возможностей применения тепловой инфракрасной съемки, выполненной с космических носителей, для гидрогеологических целей в США было проведено исследование влияния уровня грунтовых вод на характер изображения, полученного в результате тепловой инфракрасной съемки (называемых иначе ИК-снимками), изучено соотношение температуры почв и глубины залегания уровня грунтовых вод. В результате было установлено, что по тепловым ИК-снимкам можно определить изменение глубины залегания подземных вод на фоне изменений влажности, но на характер изображения влияет также интенсивность испарения, что затрудняет дешифрирование.

Определение круга гидрогеологических задач, решаемых с помощью материалов тепловой инфракрасной съемки, проводилось в различных странах первоначально на материалах аэросъемок. Так, с помощью дистанционных методов выявлены горячие источники на западном побережье Индии, сопряженные с линеаментами и центрами землетрясений. Индикация неглубоких водоносных горизонтов по характеру таяния снега была проведена по ITK-снимкам Южной Дакоты (США). При сопоставлении с результатами дешифрирования наземных материалов обнаружена хорошая сходимость. Там же, в Южной Дакоте, дешифрирование тепловых ИК-снимков было проведено для обнаружения родников и заброшенных самоизливающих скважин. А при дешифрировании тепловых инфракрасных изображений долины р. Бич-сиу-ривер (штат Южная Дакота) по темным тонам снимка были выделены неглубокозалегающие подземные воды и выходы вод, последние дешифрировали по характеру ледового покрова на реках.

Исследование снимков, полученных в результате тепловой инфракрасной съемки с высотного самолета, было проведено в США для разработки методики картирования подземных вод по этим материалам. Дешифрирование ИК-снимков аридных районов Техаса, выполненных ночью с высоты 9—10,5 км, позволило наметить геотермальные аномалии до 0,1° С, характеризовавшие наличие пресных подземных вод в известняковой формации на глубине до 200 м. Особенно четко фиксировались положительные геотермальные аномалии вдоль зон дробления, закрытых разломов и т. п. По тепловым ИК-снимкам, выполненным в предрассветные часы с высотного самолета, были выявлены неизвестные ранее источники, а также участки разгрузки грунтовых вод вдоль отмелей и песчаных берегов р. Лехиг (штат Пенсильвания, США). На снимках были отдешифрированы источники с дебитом до 4 л/мин. Наземные исследования подтвердили правильность проведенного дешифрирования. Эти работы подтвердили пригодность тепловых инфракрасных изображений, выполненных с высотного самолета.

Снимки теплового поля в ИК-диапазоне электромагнитного спектра, сделанные с самолетов, оказались эффективными для выявления участков выхода тепловых и холодных вод, а также для получения дополнительных данных о водовмещающих породах.

Однако наибольшее значение тепловые инфракрасные съемки имеют для определения тех гидрогеологических параметров, которые не могут быть выявлены другими дистанционными методами и которые сложно определить при наземных исследованиях. К ним относится установление и точная локализация на местности подводной (субаквальной) разгрузки подземных вод. Определением возможностей использования тепловой инфракрасной съемки для решения этой задачи занимались многие исследователи. Эти разработки дали положительные результаты. Так, субаквальные карстовые источники были обнаружены в оз. Медисин (США) по ИК-снимкам, полученным в результате съемки, проведенной осенью для получения наибольших температурных контрастов. Выходы термальных вод в оз. Аббе (Эфиопия) были выявлены по снимкам, выполненным в тепловом инфракрасном диапазоне (8—14 мкм), что было обосновано самолетными экспериментами к анализом данных со спутников.

В штатах Монтана и Айдахо (США) тепловая ИК-съемка применялась для обнаружения притока подземных вод на протяжении 88 км вдоль р. Колумбия. По разности температур поверхностных и подземных вод выявлены участки разгрузки последних; установлено, что увеличение расхода воды р. Кларкфорк с 28 до 71 м3/с связано с притоком подземных вод. В пределах оз. Бич-Куил (Канада) на площади 250 км2 по космическим снимкам выявлено девять участков субаквальной разгрузки подземных вод, площадь которых достигала 4 км2. На снимках области разгрузки отличались от спиральных и донных течений вод озера.

Особое внимание привлекает использование материалов тепловых инфракрасных съемок для выявления участков субмаринной разгрузки вод. В этом отношении проделана большая работа в различных странах — Великобритании, Японии, США и др. Так, в Великобритании с помощью тепловой инфракрасной съемки, выполненной в диапазоне 8—14 мкм, на побережье определены участки разгрузки вод меловых отложений по разности температур с водами моря, которые достигали 3,9° С. В Японии использование ИК-сканера с диапазоном 8—14 км, установленном на спутнике, тоже дало возможность обнаружить субмаринные источники. Дешифрирование материалов аналогичной космической термальной съемки обнаружило выходы восходящих вод вдоль побережья Сахары,

Вопросы динамики подземных вод интересуют гидрогеологов не только с точки зрения обнаружения участков различных гидродинамичных зон, в частности, разгрузки, но и изменений в подземной гидросфере, происходящих за определенный промежуток времени. Для этого исследуется информация, полученная дистанционными методами на один и тот же участок, но через некоторые промежутки времени. Например, по разновременным снимкам, полученным с искусственного спутника EPTC-I (Лэндсат), установлена динамика грунтовых вод на избыточно увлажненных побережьях, причем лучшие результаты получены по синтезированным цветным изображениям и тепловым ИК-снимкам.

Помимо этих задач, аэрокосмические материалы съемок в тепловой инфракрасной зоне электромагнитного спектра использованы при изучении и картировании загрязнений подземных вод, вызванных антропогенными факторами. Так, по ИК-снимкам закартированы участки загрязнений грунтовых вод, вызванных эксплуатацией серных и других месторождений методом подземного выщелачивания.

Вопросы дистанционного зондирования для целен изучения, рационального использования и охраны грунтовых вод рассматриваются на многих международных симпозиумах и конференциях. Например, эти вопросы затронуты на Международном симпозиуме по охране вод, который работал в Страсбурге в 1974 г., на Международной конференции ассоциации картографов в Москве в 1976 г. Материалы дистанционного зондирования считают возможным рекомендовать для контроля (мониторинга) за гидрогеологическими условиями и загрязнением подземных вод.

Изучение путей использования для гидрогеологических целей других видов дистанционных съемок пока не получило значительного распространения, хотя уже давно указывалось на возможность использования материалов, полученных в результате съемок в длинноволновой части электромагнитного спектра. Так, отмечалось что космическая микроволновая съемка в диапазоне 0,3—10 см (пассивная микроволновая радиометрия) интересна при определении степени увлажненности поверхностных отложений. Возможности применения материалов пассивной микроволновой съемки для изучения верховодки проанализированы в Калифорния; рассматривались также перспективы применения радиоволновой съемки для изучения глубины залегания и минерализации подземных вод. Ho эти работы пока еще остаются на уровне единичных экспериментов.

В результате проведения экспериментальных и опытно-производственных работ большинство исследователей приходят к заключению о целесообразности практического использования определенного комплекса дистанционных и наземных исследований для решения наибольшего числа гидрогеологических задач. В связи с этим проводятся исследования по оценке комплекса материалов аэрокосмических съемок. Так, например, в США были проведены исследования снимков, выполненных в видимой и ближней инфракрасной зоне, материалов тепловой инфракрасной, радарной и пассивной микроволновой съемок с целью определения возможностей использования и комплексирования их для установления уровня грунтовых вод. Анализ включал определение физических характеристик почвенной влаги, температуры и растительности. Все исследования проводились с полевым контролем. В результате авторы определили следующие пути целесообразного использования дистанционных методов:

— изучение всего региона для рационального размещения скважин наблюдения (проводится по материалам съемок в видимой и ближней инфракрасной зоне спектра);

— изучение общих условий окружающей среды для лучшей интерпретации и интерпретации данных, полученных по скважинам (по тем же материалам);

— непосредственное получение и интерпретация сведений об условиях формирования и распределения верховодки или основных индикаторов ее существования (комплекс съемок в видимой и инфракрасной зоне).

Комплекс дистанционных методов (аэрокосмические снимки, материалы съемок в рентгеновых и ультрафиолетовых лучах и в инфракрасной зоне спектра) был использован в Великобритании для изучения возможностей использования их при выявлении горизонтов подземных вод и их надземной разгрузки. Использование тепловизора ИК-диапазона, работавшего в двух интервалах 3—5 и 8—14 мкм с разрешением 0,2° С на 1 м, позволило выделить источники и уровни залегания грунтовых вод.

В настоящее время в связи с огромным потоком материалов аэрокосмических съемок уделяется большое внимание вопросам автоматизации дешифрирования этой информации при использовании ее в геолого-географических целях, в том числе и для решения гидрогеологических задач. В этом направлении практически разработаны два пути автоматизированной обработки аэрокосмических снимков: 1) использование оптико-электронной техники и ЭВМ для разложения изображения снимка по оптическим плотностям, так называемый, эквиденситный метод; 2) реализация на ЭВМ программы человеко-машинного комплекса и применение ЭВМ для автоматизированного дешифрирования информации, представленной в цифровом варианте. Так, этот вариант обработки был использован для выделения солоноватых болот и составления схемы в масштабе 1 : 20 000 по снимкам, полученным с искусственного спутника «Лэндсат».

Для дальнейшего широкого внедрения материалов аэрокосмических съемок в практику работы гидрогеологов, очевидно, необходимы: 1) широкая информация специалистов о выполненных космических съемках и имеющихся материалах; 2) информация о возможностях дистанционных методов для решения конкретных гидрогеологических задач и методике работы с аэрокосмическими материалами; возможно, целесообразно расширить специальное обучение методам дешифрирования аэрокосмической информации; 3) усовершенствование автоматизированной обработки космической информации для обеспечения скоростных методов картографирования подземных вод, их динамики и связанных с ними процессов, в том числе и обусловленных антропогенной деятельностью.

Информация о выполненных космических съемках и полученных материалах содержится, помимо общенаучных работ, в многочисленных альбомах, атласах, справочниках, которые публикуются центрами по дистанционному зондированию. Так, например, в США по материалам съемок с космического корабля «Джемини», помимо альбомов аннотированных снимков, опубликованных в 1967—1968 гг., вышел альбом, иллюстрирующий возможности использования этих снимков в различных отраслях наук о Земле и хозяйства. Снимки, полученные с космического корабля «Аполлон» и орбитальной станцией «Скайлэб», опубликованы в 1970 г. в книге «This Island Earth».

Большой по объему материал космических снимков почти всего земного шара, полученный в результате осуществления программ EPTC-I («Лэндсат»), систематизируется в специальных каталогах и широко рекламируется путем издания красочных альбомов. Например в 1976 г. опубликованы альбомы аннотированных снимков, иногда дополненных, схемами тематического дешифрирования. Альбомы космических снимков, выполненных американскими космическими кораблями и искусственными спутниками Земли, публикуются также в других странах. Например, Центр космических исследований в ФРГ опубликовал альбомы аннотированных и частично отдешифрированных снимков, полученных с космического корабля «Джемини» и искусственного спутника «Лэндсат».

Необходимость подготовки кадров, владеющих методами дешифрирования материалов космических съемок, послужила стимулом для создания учебных и справочных пособий. Так, опубликован «Космический справочник для всех», который содержит указатель источников фотографической информации, перечень видов и краткую характеристику современных дистанционных методов и получаемых материалов. Для студентов и специалистов выпущены учебные пособия и обзорные монографии, в которых содержится изложение физических основ дистанционных наблюдений, характер получаемой информации, методика ее дешифрирования, количественные методы анализа и обработки данных. Однако специальной монографии, посвященной использованию этих методов в гидрогеологии, за рубежом нет.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: