Автор: ассистент Д.В.Добрынин

I. Организационно-методический раздел

Цель курса: развитие представлений и наработка практических навыков анализа и интерпретации современных материалов дистанционного зондирования.

Задачи курса:

  1. знакомство с теоретическими вопросами и базовыми основами дистанционных методов исследования окружающей среды;
  2. развитие навыков визуального анализа материалов дистанционного зондирования и интерактивного тематического камерального дешифрирования;
  3. рассмотрение подходов к дешифрированию почв и почвенного покрова;
  4. ознакомление с процедурами автоматического анализа материалов дистанционного зондирования.

Место курса в профильной подготовке выпускника – спецкурс разработан для студентов-почвоведов, специализирующихся на кафедре географии почв в области картографии и пространственного анализа.

Требования к уровню освоения содержания курса – знание теоретических основ и навыки практического использования данных дистанционного зондирования в почвенных исследованиях. Начальные навыки работы с компьютером.

II. Содержание курса

Разделы курса

Введение, базовые навыки и понятия. Физические основы формирования изображения, способы получения дистанционной информации. Основные типы материалов ДЗЗ, используемых в почвенных исследованиях, их преимущества и недостатки. Понятие о разрешении материала ДЗЗ и географическом разрешении, связь разрешения и масштаба, практическое сравнение топографических и тематических карт различных масштабов с разномасштабными материалами ДЗЗ, понятия масштабного ценза и систематической ошибки. Конструкции и особенности современных систем ДЗЗ. Цифровое изображение, его особенности и способы получения. Вопросы координатной привязки материалов ДЗЗ, форматы передачи данных. Элементы внутреннего и внешнего ориентирования цифровых данных ДЗЗ. Внутренняя (собственная) система координат и топология изображения. Природа и особенности искажений на материалах ДЗЗ.

Дешифрирование материалов космической съемки: понятие, типы, признаки дешифрирования и их типизация, достоверность, подбор признаков для решения различных задач камерального дешифрирования. Принципы работы с растровым изображением. Геометрические преобразования. Радиометрические и фотометрические преобразования. Технология предобработки исходного цифрового изображения.

Практическое занятие. Цель - анализ информативности различных диапазонов электромагнитного спектра. Особенности работы с многозональными изображениями и данными многоканальных спектрометров. Знакомство с программными средствами обработки изображения.

Основы тематического дешифрирования. Понятие ландшафтно-индикационного дешифрирования, составление ландшафтной карты, особенности дешифрирования геологического сторения территории, растительного покрова, почвенного покрова, водных объектов, криогенных процессов, проявлений антропогенного воздействия на природную среду.

Региональные аспекты дешифрирования. Зональные и фациальные особенности признакового пространства объектов подстилающей поверхности Земли.

Полевое дешифрирование. Методические навыки работы с материалами дистанционного зондирования при проведении картографических работ, экспертиз, контактных исследований и т. п. Вопросы эталонирования. Густота сети наземного обеспечения в зависимости от масштабов и задач исследования. Особенности экстраполяции эталонных данных ключевых, тестовых участков.

Анализ материалов мультивременной съемки: фенологические особенности материалов дистанционного зондирования; специфика анализа мультивременных материалов ДЗЗ. Косвенные и контекстуальные признаки временной изменчивости компонентов окружающей среды. Отражение динамики окружающей среды, природных и антропогенно стимулированных процессов на материалах дистанционного зондирования. Мультивременные признаки дешифрирования. Признаки катастрофических и аварийноопасных изменений.

Современные аспекты использования многозональной спутниковой информации. Дистанционный мониторинг. Данные ДЗЗ в кадастровых работах. Дистанционная информация и ГИС - интеграция различных данных для более полной характеристики ситуаций. Применение материалов дистанционного зондирования в целях поддержки принятия решения и управления.

Методические и практические основы автоматизированного дешифрирования. Основные навыки автоматизированного дешифрирования. Задачи автоматизированной обработки изображений и способы их решения; средства автоматизированного анализа; типовые ситуации в которых возможно проведение автоматизированного анализа; случаи в которых автоматизация процесса дешифрирования не рекомендуется; ознакомление с парком программ анализа изображений.

Практические занятия. Цель - оценка информативности картографических произведений и космических изображений. Совмещение картографических и дистанционных материалов. Интерактивный анализ несовпадения картографических границ с обстановкой на снимке. Типизация несовпадений и определение причин (динамика природных комплексов, особенности картографической генерализации, разреженность сети точек опробования при создании карты и т. п. )

Практические занятия. Цель - оценка деградации земель по материалам дистанционного зондирования. Дешифрирование компонентов строения аридных и пустынно-степных ландшафтов, элементов геоморфологического строения, индикация типов грунтов, почвообразующих пород и почв. Составления карты структуры почвенного покрова на уровне мезокомбинаций. Дешифрирование и анализ последствий антропогенной деятельности в пустынно-степных ландшафтах. Анализ информативности изображений, полученных в различных диапазонах электромагнитного спектра

Перечень вопросов к экзамену. Типы материалов дистанционного зондирования. Спектральные характеристики открытых водных поверхностей. Спектральные характеристики растительности. Спектральные характеристики минеральных образований. Спектральные характеристики открытых участков почв и торфяных отложений. Пространственная и фенологическая изменчивость спектральных признаков. Тематическое дешифрирование как метод географических исследований. Принципы и методы тематического дешифрирования. Дешифровочные признаки – классификация, достоверность, экстраполируемость. Эталонирование принципы, подходы, возможности метода. Принципы ландшафтно-индикационного подхода. Дешифрирование открытых водных поверхностей. Дешифрирование овражно-балочной сети и эрозионных процессов. Дешифрирование почв и почвенного покрова. Дешифрирование растительного покрова. Дешифрирование сельскохозяйственных культур. Дешифрирование использования земель. Спектральные характеристики динамических явлений земной поверхности. Информативность картографических документов и материалов дистанционного зондирования. Технология создания и модернизации картографических документов по космическим снимкам. Автоматизированное дешифрирование, принципы, подходы, возможности метода

III. Распределение часов курса по темам и видам работ

Наименование тем и разделов

Всего

(час.)

Аудиторные занятия (час.), в том числе

Самостоятельная работа

лекции

семинары

Теоретические занятия

27

27

Практические работы

21

3

18

ИТОГО

48

27

3

18

IV. Форма итогового контроля - экзамен

V. Учебно-методическое обеспечение курса

Литература основная

  1. Кравцова В.И. Космические методы картографирования. М.: Изд-во МГУ, 1995. 240 с.
  2. Афанасьева Т.В. Использование аэрометодов при исследовании и картировании почв. М. МГУ. 1965.
  3. Афанасьева Т.В., Петрусевич Ю.М., Трифонова Т.А. Практикум по дешифрированию аэрофотоснимков при почвенных исследованиях. М. МГУ. 1977.

Литература дополнительная

  1. Андронников В.Л. Аэрокосмические методы изучения почв. М. Колосс. 1979.
  2. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков: Методика и результаты. М. - Берлин, 1982.
  3. Cracknell A.P., Hayes L.W.B. Introduction of remote sensing Taylor&Francis London- New York- Philadelfia, 1990.
  4. Samet H. Applications of Spatial Data Structures. Computer Graphics, Image Processing and GIS. 1990 Addinson-Westley Publ. Comp.

Рецензент: профессор, д.б.н. Г.С.Куст