Fotografiile din spațiu, publicate pe site-ul NASA și al altor agenții spațiale, atrag adesea atenția celor care se îndoiesc de autenticitatea lor - criticii găsesc urme de editare, retușare sau manipulare a culorilor în imagini. Așa s-a întâmplat de la începutul „conspirației lunare”, iar acum fotografiile făcute nu numai de americani, ci și de europeni, japonezi și indieni au fost suspectate. N + 1 oferă să înțeleagă de ce sunt procesate deloc imaginile spațiale și dacă acestea, în ciuda acestui fapt, pot fi considerate autentice.
Pentru a evalua corect calitatea imaginilor din satelit pe care le vedem pe Web, este necesar să se ia în considerare doi factori importanți. Una dintre ele este legată de natura interacțiunii dintre agenții și publicul larg, cealaltă este dictată de legile fizice.
Relatii publice
Imaginea spațială este unul dintre cele mai eficiente mijloace de popularizare a lucrărilor misiunilor de cercetare în spațiul apropiat și profund. Cu toate acestea, nu tot personalul este imediat la dispoziția mass-media.
Imaginile obținute din spațiu pot fi împărțite aproximativ în trei grupe: „brute” (brute), științifice și publice. Fișierele originale sau originale de la nave spațiale sunt uneori disponibile pentru toată lumea, iar alteori nu. De exemplu, imaginile făcute de roverii Marte Curiosity and Opportunity sau de luna lui Saturn Cassini sunt publicate aproape în timp real, astfel încât oricine le poate vedea în același timp cu oamenii de știință care studiază Marte sau Saturn. Fotografiile brute ale Pământului din ISS sunt încărcate pe un server NASA separat. Astronauții îi inundă cu mii și nimeni nu are timp să-i pre-proceseze. Singurul lucru care li se adaugă pe Pământ este georeferențierea pentru a facilita căutarea.
Dar, de obicei, fotografiile publice atașate comunicatelor de presă ale NASA și ale altor agenții spațiale sunt criticate pentru retușuri, deoarece acestea sunt cele care atrag atenția utilizatorilor de internet în primul rând. Și dacă doriți, puteți găsi o mulțime de lucruri acolo. Și manipularea culorilor:
Fotografie a platformei de aterizare a roverului Spirit în raza vizibilă de lumină și cu captarea infraroșului apropiat.
NASA / JPL / Cornell
Și suprapuneți mai multe fotografii:
Pământul se ridică deasupra craterului lunar din Compton
NASA / Goddard / Universitatea de Stat din Arizona
Și manipulări cu imagini tăiate (copiere și lipire):
Copiați-lipiți urme pe o imagine compusă a Pământului
NASA / Robert Simmon / MODIS / USGS EROS
Și chiar retușare directă, cu ștergerea unor părți ale imaginii. Motivația NASA în cazul tuturor acestor manipulări este atât de simplă încât nu toată lumea este gata să o creadă: este mai frumoasă.
Dar adevărul este că întunecimea fără fund a spațiului pare mai impresionantă atunci când nu este interferată cu resturile de pe lentile și particulele încărcate de pe film. Un cadru color este, într-adevăr, mai atractiv decât unul alb-negru. O fotografie panoramică este mai bună decât o singură fotografie. În același timp, este important ca, în cazul NASA, să găsiți aproape întotdeauna cadrele sursă și să le comparați una cu alta. De exemplu, versiunea originală (AS17-134-20384) și versiunea „imprimabilă” (GPN-2000-001137) a acestei imagini de la Apollo 17, care este citată drept aproape principala dovadă a retușării fotografiei lunare:
Unul dintre filmările capturate în timpul misiunii Apollo 17.
Versiune evidențiată a imaginii originale
Sau găsiți „selfie stick-ul” roverului, care a „dispărut” la crearea autoportretului său:
NASA / JPL-Caltech / MSSS
NASA / JPL-Caltech / MSSS
Fizica fotografiei digitale
De obicei, cei care dau vina pe agențiile spațiale pentru manipularea culorii, utilizarea filtrelor sau publicarea fotografiilor alb-negru „în această epocă a progreselor digitale”, ignoră procesele fizice ale imaginii digitale. Ei cred că dacă un smartphone sau o cameră foto dă imediat cadre color, atunci nava spațială ar trebui să fie cu atât mai capabilă de acest lucru și nici nu știu ce operațiuni complexe sunt necesare pentru ca o imagine color să atingă imediat ecranul.
Să explicăm teoria fotografiei digitale: matricea unui aparat digital este, de fapt, o baterie solară. Există lumină - există curent, nu există lumină - nu există curent. Numai matricea nu este o singură baterie, ci multe baterii mici - pixeli, din care se citește separat ieșirea curentă. Optica focalizează lumina pe o fotomatrică, iar electronica citește intensitatea eliberării de energie din fiecare pixel. Din datele obținute, o imagine este construită în nuanțe de gri - de la curent zero în întuneric la maxim în lumină, adică la ieșire se dovedește a fi alb-negru. Pentru ao face colorat, trebuie să aplicați filtre de culoare. Se pare, în mod ciudat, că filtrele de culoare sunt prezente în fiecare smartphone și în fiecare cameră digitală din cel mai apropiat magazin! (Pentru unii, aceste informații sunt banale, dar, conform experienței autorului, pentru mulți se va dovedi a fi o știre.) În cazul echipamentelor fotografice convenționale, se utilizează o alternanță de filtre roșu, verde și albastru, care sunt alternativ suprapuse pe pixeli individuali ai matricei - acesta este așa-numitul filtru Bayer ...
Un filtru Bayer este pe jumătate verde, iar roșu și albastru ocupă fiecare un sfert din zonă.
NASA nu are deloc sarcina de a furniza fotografii frumoase pentru comunicate de presă și mass-media. Camerele navelor spațiale sunt în principal instrumente inginerești sau științifice care ajută la controlul acestor nave spațiale sau la obținerea de informații despre spațiu. Am vorbit deja despre acest lucru în detaliu în articolul „Cum sunt investigate planetele cu ajutorul luminii”. Aici vom repeta: camerele de navigație produc imagini alb-negru, deoarece astfel de fișiere cântăresc mai puțin și, de asemenea, deoarece culoarea pur și simplu nu este necesară acolo. Camerele științifice pot extrage mai multe informații despre spațiu decât poate percepe ochiul uman și, prin urmare, pentru acestea se folosește o gamă mai largă de filtre de culoare:
Matricea și tamburul de filtru al instrumentului OSIRIS la Rosetta
Utilizarea unui filtru de lumină în infraroșu apropiat, care nu este vizibil pentru ochi, în loc de roșu, a dus la înroșirea lui Marte în multe cadre care au fost trimise către mass-media. Nu toate explicațiile despre gama infraroșu au fost retipărite, ceea ce a dat naștere unei discuții separate, pe care am discutat-o și în materialul „Ce culoare este Marte”.
Cu toate acestea, rover-ul Curiosity are un filtru Bayer, care îi permite să filmeze într-o culoare care este familiară ochilor noștri, deși un set separat de filtre de culoare este inclus și cu camera.
Utilizarea filtrelor separate este mai convenabilă în ceea ce privește alegerea intervalelor de lumină în care doriți să priviți obiectul. Dar dacă acest obiect se mișcă rapid, atunci în imagini în diferite intervale, poziția sa se schimbă. Pe înregistrările Electro-L, acest lucru a fost vizibil pe norii rapizi, care au avut timp să se miște în câteva secunde în timp ce satelitul schimba filtrul. Pe Marte, acest lucru s-a întâmplat atunci când a filmat apusuri de soare de pe roverul Spirit și Opportunity - nu au un filtru Bayer:
Sunset, filmat de „Spirit” în 489 sol. Suprapuneți imagini realizate cu filtre la 753.535 și 432 nanometri.
NASA / JPL / Cornell
Pe Saturn, Cassini are dificultăți similare:
Lunile lui Saturn Titan (în spate) și Rhea (în față) în imaginile Cassini
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
În punctul Lagrange, DSCOVR se confruntă cu aceeași situație:
Pentru a obține o fotografie frumoasă din această fotografie, potrivită pentru distribuirea în mass-media, trebuie să lucrați într-un editor de imagini.
§ 9. Imaginea suprafeței terestre pe un plan. Imagini aeriene și satelitare
De ce avem nevoie de imagini plate ale Pământului. Ați întâlnit deja unul dintre modelele Pământului - globul. Cu toate acestea, este incomod să-l utilizați pentru rezolvarea majorității problemelor practice. Principalul avantaj al globului - volumul său - este în același timp principalul său dezavantaj. Pentru a obține o imagine foarte detaliată a suprafeței pământului, globurile trebuie să fie enorme.
Prin urmare, cel mai adesea oamenii folosesc imagini plate ale suprafeței Pământului. Care este cel mai bun mod de a obține o imagine exactă și plană a suprafeței pământului? Pentru noi, locuitorii celui de-al treilea mileniu, răspunsul la această întrebare este destul de simplu: trebuie să o fotografiem de sus.
Imagini aeriene și satelitare. Fotografierea suprafeței pământului din aeronavă vă permite să obțineți o imagine detaliată a tuturor detaliilor terenului (Fig. 27, a).
Orez. 27. a - fotografie aeriană; b - plan
În timpul filmării, avionul zboară de-a lungul liniilor drepte paralele între ele. Camerele foto speciale fac în mod continuu fotografii. Terenul este astfel îndepărtat în părți. Puteți îmbina împreună imagini ale zonelor învecinate și puteți obține o imagine a unei zone mari.
Pe imaginile din satelit, clustere de nori și vârtejuri de aer gigant, zonele de inundații și incendiile de pădure sunt clar vizibile. Geologii folosesc imagini din satelit pentru a identifica zonele de avarie de pe suprafața Pământului, care sunt asociate cu depozite de minerale și cutremure probabile.
Imaginile spațiale sunt preluate de la sateliți care orbitează Pământul. Acoperirea zonei supravegheate și amploarea imaginilor depind de altitudinea la care zboară satelitul. Cu cât sateliții zboară de pe Pământ, cu atât scara imaginilor și detaliile imaginilor lor sunt mai mici (Fig. 28).
Orez. 28. Suprafața Pământului, luată de la diferite înălțimi
Obiectele geografice de pe spațiu și fotografiile aeriene sunt prezentate într-o formă neobișnuită pentru noi. Recunoașterea unei imagini în imagini se numește decriptare. Tehnologia computerelor joacă un rol din ce în ce mai important în decriptare. Planurile geografice și hărțile sunt realizate folosind imagini din satelit.
Întrebări și sarcini
- De ce este necesar să descriem Pământul pe un plan?
- Care sunt avantajele fotografiilor aeriene?
- Ce informații pot fi obținute din imaginile din satelit?
Pentru prima dată, meteorologii au folosit de imagini fotografice și de televiziune Pământul și acoperirea norilor obținuți din spațiu pentru nevoile lor. În aprilie 1960, Statele Unite au lansat primul satelit meteorologic specializat, "Tyros-1" (Televiziune și satelit de observare în infraroșu - un satelit pentru observații cu televizor și echipamente cu infraroșu). Primele imagini realizate cu acest aparat au arătat acoperirea norilor și detalii geografice mari în goluri - și nici urmă de activitate umană! Primele astfel de semne au fost pete întunecate în zăpada Canadei, care, după cum sa dovedit, erau urme de defrișare a pădurii.
Abia odată cu începutul zborurilor cu echipaj a devenit clar că era posibil să se observe detalii pe suprafața pământului. Cât de neclar era acest lucru la începutul erei spațiale se poate vedea din lista obiectelor supuse observației și înregistrării fotografice și a filmelor în primele zboruri ale cosmonauților sovietici: acesta este orizontul; nori în nadir; Luna; nori de-a lungul pistei; suprafața oceanului; zone de munte înalt; zorii; insule și peninsule; deserturi; orase; auroră boreală; nori noctilucenți; orizont de noapte. Adică, ca să spunem simplu, s-a propus înregistrarea a tot ce se putea vedea. Iar surpriza care a provocat un șoc pe Pământ a fost că din orbită poți vedea obiecte destul de mici (clădiri, drumuri, mașini).
Deja primele fotografii luate de pe orbită de către astronauți au făcut posibilă dezvăluirea multor detalii despre structura sistemelor de nori, în timp ce acestea difereau de imaginile de televiziune obținute de la sateliții meteorologici automați printr-o rezoluție spațială mai mare.
La început, rapoartele astronauților despre ceea ce văd de pe orbită au fost puse la îndoială. De exemplu, mesajul a provocat neîncredere că creastele subacvatice din oceane sunt vizibile de pe orbită: la urma urmei, lumina pătrunde la o adâncime de doar câteva zeci de metri, iar creastele se află la adâncimi de kilometri. Și numai după ceva timp a devenit clar că contururile zonei de amestecare a suprafeței calde și a apelor adânci reci, ca să spunem așa, repetă relieful subacvatic.
„Lăsați cititorul să creadă doar că atunci când un astronaut atârnă deasupra hubloului și se uită pe fereastră, mai devreme sau mai târziu observațiile sale vor umple depozitul general de cunoștințe”, a scris cosmonautul-50/100 V. P. Savinykh în memoriile sale. - În coada pentru o parte din informațiile necesare disperate către astronauți sunt cultivatori de cereale și geologi, specialiști în recuperarea terenurilor și geografi. Această listă poate fi continuată aproape la nesfârșit ... Și nu numai pentru că „totul este vizibil de sus”, ci și pentru că este mai ușor să dezvăluie interconectările unor procese pământești din spațiu și chiar să prezică cursul lor ”.
De sus, de la înălțimea orbitei, puteți vedea, dacă nu toate, atunci multe, pe care nu le veți vedea altfel - oamenii au redescoperit planeta. Experimentele și observațiile efectuate de astronauții pe orbită au făcut posibilă obținerea de imagini ale unui număr de obiecte care nu au fost observate anterior prin mijloace tradiționale (cum ar fi fotografia aeriană) (de exemplu, formațiuni geologice pe scară largă - structuri inelare, defecte în scoarța terestră). De exemplu, sondajele din stația Salyut-5 au făcut posibilă trasarea unor defecte mari adânci la distanțe mari, care sunt adesea zone de apariție a mineralelor. Sondajele din stația Salyut-6 au arătat posibilitatea de a obține imagini ale fundului mării apelor puțin adânci, ale curenților marini și oceanici, ceea ce a deschis posibilitatea cartografierii acestora; zone de acumulare de fito- și zooplancton, șiruri de pești.
Rezultatele observațiilor astronauților au fost ulterior confirmate aproape întotdeauna. Aceste observații și filmări au fost deosebit de importante în etapa inițială, când încă nu exista o idee completă și clară despre unde să caute și ce să caute.
Odată cu acumularea de cunoștințe, au fost identificate noi domenii de utilizare a tehnologiei spațiale pentru studiul Pământului. Au început să fie create diverse sisteme de satelit, la început specializate (comunicații, meteorologice, navigație, pentru studiul resurselor naturale ale Pământului etc.).
Experimentele orbitale și observațiile astronauților au servit ca bază pentru formarea cerințelor tehnice pentru determinarea aspectului și caracteristicilor sistemelor automate și pentru dezvoltarea de noi echipamente pentru observarea și cercetarea din spațiu.
Primul sistem meteorologic sovietic specializat a fost sistemul Meteor. Meteor-1 a fost lansat pe 26 martie 1969. Sistemul era format din trei sateliți în orbite aproape circulare cvasipolare cu o altitudine de aproximativ 900 km, în fiecare oră acopereau o suprafață de 30 mii km². Informațiile au fost obținute folosind echipamente optice și cu infraroșu.
Întregul sistem meteorologic național de operare al SUA a început să funcționeze în anii 1970. Include sateliți „Tiros”, „Nimbus”, centrală telefonică automată. În acest timp, potrivit experților americani, nu a fost ratată nici o furtună tropicală. În special, în august - septembrie 1979, când uraganele David și Frederick se îndreptau spre coasta Golfului Mexic, sute de mii de vieți au fost salvate datorită faptului că sateliții meteo se aflau pe orbită. Datele primite de la acești sateliți au permis meteorologilor să determine cu mare acuratețe direcția de mișcare și viteza uraganului și să anunțe cu promptitudine populația locală despre apropierea lor.
În 1978-1979, a fost realizat cel mai mare proiect meteorologic internațional din acea vreme, GARP (Global Atmospheric Research Program), care vizează studierea proceselor globale din atmosferă care duc la schimbări ale vremii și ale climei. Gruparea instalațiilor de observare meteorologică a inclus atât sateliți pe orbită joasă, cât și sateliți geostaționari. În același timp, au fost efectuate observații cu ajutorul navelor, avioanelor, geamandurilor, baloanelor, rachetelor meteorologice.
Ochi electronic
Informațiile din spațiu s-au dovedit a fi nu numai utile, ci vitale pentru aproape toate sferele activității umane. În plus față de serviciul meteorologic, acesta este agricultura și silvicultura, planificarea urbană, stabilirea rutelor de căi ferate și autostrăzi, conducte, protecția mediului, explorarea mineralelor ...
Utilizarea vehiculelor spațiale pentru studiul resurselor naturale ale Pământului s-a dovedit a fi foarte eficientă. În Statele Unite, la etapa inițială, aceste studii au fost efectuate de sateliții Landsat, în URSS, de nave spațiale din seria Kosmos. Informațiile au fost extrase din imaginile obținute în intervalele vizibile și infraroșii ale spectrului.
Sateliții au fost folosiți pentru a obține imagini multispectrale cu caracteristici la scară largă și pauze în structura scoarței terestre, care nu au fost observate anterior. Informațiile privind zonele de rupturi și defecte obținute de la sateliții Landsat au fost folosite la selectarea amplasamentelor pentru construcția centralelor nucleare și stabilirea conductelor.
Cu ajutorul sistemelor de satelit, s-au făcut multe descoperiri importante, au fost explorate noi depozite de minerale, inclusiv petrol și gaze, au fost cartografiate zone predispuse la cutremure - este cu adevărat dificil să enumerăm totul. În nisipurile din Kyzyl Kum, conform imaginilor din satelit, au fost găsite lentile de apă proaspătă și puțin mineralizată. S-a făcut și o descoperire geografică, totuși, este trist - Marea Aral nu mai există.
Observațiile instrumentale vizuale sunt efectuate în fiecare zbor cu echipaj de la începutul erei spațiale până în prezent, gama de sarcini se extinde și devine mai complicată, echipamentul este îmbunătățit.
Pe primul aparat sovietic „Vostok” pentru înregistrare fotografică și cinematografică, s-a folosit tehnica obișnuită - o cameră de filmare profesională „Konvas”. Există o distanță enormă de la aceasta la echipamentul modern cu care lucrează acum astronauții. Pentru observare și filmare de pe orbită, se folosește acum fotografia multispectrală și multispectrală. În 1976, nava spațială Soyuz-22 a testat pentru prima dată camera multi-zonă MKF-6, dezvoltată în comun de oamenii de știință din URSS și Republica Democrată Germană în cadrul programului Intercosmos și fabricată la renumita întreprindere Carl Zeiss Jena . Această cameră a fost prima care a obținut o imagine stereoscopică a ghețarului Fedchenko și a mai mult de o sută de ghețari mai mici, dintre care doar aproximativ 30 erau cunoscuți anterior. În plus, au fost identificate zone adecvate pentru creșterea bovinelor.
Ulterior, a început să fie utilizat un bloc de șase dispozitive multi-zone MKF-6 M. Dispozitivele folosesc un film special și filtre de lumină care percep diverse informații. De exemplu, unul dintre dispozitive înregistrează structura solului, compoziția și conținutul de umiditate al acestuia, o altă cameră primește informații despre tipurile de vegetație, a treia este configurată pentru a primi date despre calitatea apei din lacuri și oceane.
Aceste camere au fost utilizate pe scară largă în stațiile Salyut și Mir. Acum, un nou dispozitiv funcționează la bordul ISS - „Spectrum-256”. Vă permite să înregistrați caracteristicile spectrale ale suprafeței pământului în 256 de canale ale spectrului vizibil și infraroșu. Un microcomputer este utilizat ca înregistrator al informațiilor primite.
O lucrare uriașă privind studiul proceselor naturale pe scară largă și a schimbărilor climatice a fost efectuată de astronauții americani în aprilie 1994. La bordul navei spațiale Endeavour (), laboratorul de radare spațială SRL-1 (Space Radar Laboratory) a fost lansat pe orbită. Laboratorul a inclus și un dispozitiv de monitorizare a poluării atmosferice. A fost planificat să se obțină aproximativ 6.000 de imagini radar cu peste 400 de obiecte și aproximativ 50 de milioane de km² (10%) din suprafața Pământului. În plus, astronauții au trebuit să facă 14.000 de fotografii cu echipamente convenționale, pentru care erau la bord 14 camere foto și de film. Anchetele din spațiu au fost completate de observații ale echipelor terestre, precum și de la aeronave și nave.
Planul de fotografiere a fost finalizat aproape complet. Au fost obținute imagini stereoscopice tridimensionale unice ale munților, deșerturilor, pădurilor, oceanelor și râurilor. Astronauții au analizat zona unui incendiu uriaș din China în 1987 și au măsurat concentrația de monoxid de carbon peste zonă.
În cel de-al doilea zbor al „Endeavor” cu SRL-1 în septembrie același an, obiectele anchetei au inclus centrala nucleară de la Cernobîl - restaurarea mediului după dezastrul din 1986 a fost investigată. În acest moment, a avut loc o erupție a Klyuchevskaya Sopka în Kamchatka, nava a trecut de două ori peste vulcan la o altitudine de 283 km și a filmat erupția. Acestea au fost sondaje unice - erupții anterioare au avut loc în 1737 și 1945.
În prezent, a fost creat și funcționează un sistem global de teledetecție a Pământului, iar marea majoritate a informațiilor provin de la vehicule aeriene fără pilot. Cu toate acestea, observațiile vizuale și instrumentale de la stațiile orbitale și vehiculele cu echipaj nu și-au pierdut semnificația. Acestea sunt efectuate în mod constant și constituie cea mai importantă parte a activităților în zbor ale cosmonautului.
Acest lucru este deosebit de important în studiul proceselor și fenomenelor care curg rapid și care necesită transferul prompt de informații. Acestea sunt taifunuri, zone de evacuare de petrol de urgență, fluxuri de noroi, incendii de pădure, mișcări ale ghețarilor și multe altele. Observațiile vizual-instrumentale sunt deosebit de eficiente atunci când se efectuează cercetări oceanografice, deoarece Prin alte mijloace, este foarte dificil să se obțină informații operaționale pe procese dinamice la scară largă.
Cantitatea de informații care provine din spațiu este colosală. De exemplu, cantitatea de informații pe care echipajele stațiilor orbitale sovietice Salyut-6 și Salyut-7 le-au primit în cinci minute ar fi putut fi colectată în doar doi ani de fotografie aeriană.
Prezența la bordul unei persoane permite reducerea volumului de informații transmise datorită controlului preliminar, procesării și selecției sale înainte de transmiterea pe Pământ. În același timp, calitatea filmării este, de regulă, mai mare decât cea de la sateliții fără pilot, deoarece operatorul, prin controlul funcționării echipamentelor staționare, are capacitatea de a ține cont de condițiile de filmare (înnorare, ceață, iluminare) , etc.). Există posibilitatea de a observa și studia întâmplător procese și fenomene de diferite tipuri, precum și, ceea ce este foarte important, transferul prompt de informații pe Pământ.
În anii post-perestroika, sistemele noastre de satelit s-au îmbătrânit și s-au subțiat în mod semnificativ, dar totul se restabilește încet. Așa arată programul de lansare până în 2015.
36. Fotografie spațială. Tipuri de filmări. Metode de determinare a scării unei imagini de satelit.
Fotografie spațială, împușcarea Pământului, a corpurilor cerești, a nebuloaselor și a diverselor fenomene cosmice, efectuate de instrumente situate în afara atmosferei terestre. Imaginile suprafeței pământului obținute în acest mod se disting prin faptul că, cu o natură holistică a imaginii terenului, acoperă suprafețe uriașe (într-o singură imagine de la zeci de mii de km2 la întregul glob). Acest lucru face posibilă studierea principalelor caracteristici structurale, regionale, zonale și globale ale atmosferei, litosferei, hidrosferei, biosferei și peisajelor planetei noastre în ansamblu din imagini spațiale. Cu imagini spațiale, este posibilă supravegherea repetată a terenului în timpul aceluiași zbor al purtătorului, adică la intervale scurte, ceea ce face posibilă studierea dinamicii atât a fenomenelor naturale, periodice (zilnice, sezoniere etc.), cât și episodice (vulcanice) erupții, incendii forestiere) și altele) și diverse manifestări ale activității economice (recoltarea, umplerea rezervoarelor etc.).
Primele imagini din spațiu au fost luate din rachete în 1946, cu sateliți artificiali de pământ- în 1960, de la nava spațială pilotată - în 1961 (Yu. A. Gagarin). La început, fotografia spațială s-a limitat la fotografierea în intervalul vizibil al spectrului undelor electromagnetice cu livrare directă a imaginilor pe Pământ (în principal în containere cu o parașută). Împreună cu fotografia alb-negru și color și fotografia de televiziune, sunt utilizate fotografii cu infraroșu, cuptor cu microunde, radar, spectrometric și alte foto fotoelectronice. Echipamentul de fotografiere este fundamental același ca și pentru fotografia aeriană.
Metodele de imagistică spațială a planetei noastre sunt:
1) filmarea de la altitudini de 150-300 km de la purtători de scurtă durată și întoarcerea pe Pământ a filmelor expuse și a registragramelor;
2) filmarea de la altitudini de 300-950 km de la purtători pe termen lung (pe orbite în care satelitul se află, parcă, deasupra părții iluminate a Pământului) și transmiterea de imagini pe Pământ folosind sisteme de radio și televiziune;
3) filmarea de la o înălțime de aproximativ 36 mii km de așa-numitul. sateliți staționari cu livrarea de informații foto către Pământ folosind aceleași sisteme;
4) inspecții de la stații interplanetare fără pilot de la o serie de înălțimi crescând succesiv (de exemplu, de la stația Zond de la 60 și 90 de mii de km etc.);
5) cercetări ale Pământului de la suprafața Lunii și a planetelor din apropiere, efectuate automat prin înregistrarea echipamentelor fotoelectronice și radio-televizoare livrate acolo;
6) filmări de pe nave spațiale cu echipaj și stații orbitale cu echipaj (prima este stația sovietică „Salyut”).
Imagini de satelit la scară medie 1: 1000000 - 1: 10000000. Detaliile imaginii suprafeței pământului în imagini din spațiu sunt destul de semnificative. De exemplu, când vizualizați fotografii la o scară de 1: 1.500.000 luate de pe placa Salyut cu o mărire de 10 ori, rețeaua hidrografică și rutieră principală, contururile câmpurilor, sate de dimensiuni medii și toate orașele cu aspectul trimestrial.
Domenii moderne de utilizare a imaginilor spațiale:
meteorologie (studiul înnorării, stratului de zăpadă etc.),
oceanologie (curenți, fundul apelor puțin adânci etc.),
geologie și geomorfologie (în special formațiuni lungi),
cercetarea ghețarilor, mlaștinilor, deșerturilor, pădurilor, contabilitatea terenurilor culturale, zonarea naturală și economică a teritoriilor, crearea și actualizarea hărților geografice tematice și generale la scară mică.
Perspective imediate pentru aplicare practică Imaginile spațiale pentru studiul, dezvoltarea și protecția mediului geografic și a resurselor naturale ale Pământului sunt asociate cu implementarea așa-numitelor. sondaje multicanal (simultan în mai multe intervale spectrale cu aceeași iluminare a zonei). Aceasta crește varietatea și volumul informațiilor primite și oferă posibilitatea procesării automate a acestora, în special la decodarea imaginilor spațiale. Purtători și complexe spațiale.
Sistemele spațiale (complexe) pentru monitorizarea mediului includ (și efectuează):
1. Sisteme de satelit pe orbită (misiune și centru de control al sondajului),
2. Recepția informațiilor prin punctele de recepție la sol, prin satelitele de releu,
3. Depozitarea și distribuirea materialelor (centre de procesare primară, arhive de imagini). A fost dezvoltat un sistem de regăsire a informațiilor care asigură acumularea și sistematizarea materialelor obținute din sateliții artificiali de pământ.
Tipuri de filmări.
Prin natura acoperirii suprafeței terestre cu imagini din satelit se pot distinge următoarele fotografii:
Singur Fotografia (selectivă) este realizată de astronauți cu camere de mână. Imaginile sunt obținute de obicei în perspectivă cu unghiuri semnificative de înclinare.
Traseu suprafața pământului este supravegheată de-a lungul traseului de zbor al satelitului. Lățimea benzii depinde de altitudinea zborului și de unghiul de vedere al sistemului de imagistică.
Vederea Supravegherea (selectivă) este destinată obținerii de imagini cu zone special definite ale suprafeței pământului, departe de traseu.
Globalul sondajul se efectuează de la sateliți geostaționari și orbitanți polari. sateliți. Patru până la cinci sateliți geostaționari pe orbita ecuatorială asigură achiziționarea aproape continuă a imaginilor de vedere la scară mică a întregului Pământ (patrule spațiale), cu excepția capacelor polare.
Imagine aerospațială Este o imagine bidimensională a obiectelor reale, care este obținută în conformitate cu anumite legi geometrice și radiometrice (fotometrice) prin înregistrarea la distanță a luminozității obiectelor și este destinată studiului obiectelor vizibile și ascunse, fenomenelor și proceselor lumii înconjurătoare , precum și pentru determinarea poziției lor spațiale.
Fotografia spațială diferă în: scară, rezoluție spațială, vizibilitate, caracteristici spectrale.
Acești parametri determină posibilitățile de interpretare a diferitelor obiecte din imaginile spațiale și rezolvarea acelor sarcini pe care este oportun să le rezolve cu ajutorul lor.
Tipuri de instantanee subdivizat de vizibilitate, de scară, de rezoluție spațială.
Scară și vizibilitate(forma, dimensiunea) imaginile spațiale vă permit să identificați obiecte de diferite grade, capturate în același timp și în același mod de fotografiere. Vizibilitate Imaginea depinde de mărimea suprafețelor terestre afișate în imaginea satelitului și este măsurată în unități de suprafață.
Scara imaginilor spațiale este diferită: de la 1: 1000 la 100.000.000, adică se poate schimba de o sută de mii de ori. Cele mai răspândite scale de imagini prin satelit sunt de la 1: 200.000 la 1: 10.000.000.
Scara imaginilor spațiale depinde de:
Înălțimi de fotografie,
Distanța focală a dispozitivului,
Factor de mărire,
Unghiuri de înclinare,
Curbura suprafeței pământului.
Recunoașterea obiectelor în imagini depinde de scara și rezoluția de fotografiere. Conform raportului dintre seria de imagini din satelit la scară și seria de hărți geologice adoptate în Rusia, imaginile din satelit sunt împărțite în funcție de nivelurile de generalizare naturală în:
Global, de la înălțimi de 20-30 mii km Scară: 1: 5.000.000.
Continental, rezoluție redusă
Regional, rezoluție medie, Scară: 1: 1.000.000 și 1: 500.000
Local, Acest sondaj folosește scanere digitale care produc o imagine 3D ridicată. Imaginile rezultate sunt potrivite pentru cadastru și inventar, pentru producerea hărților la scară medie și la scară largă. Scara: 1: 200.000 și 1: 100.000
Detaliat, în proprietățile lor sunt aproape de fotografii aeriene la altitudine mare și imagini la scară mică. Se efectuează de pe orbite cu o altitudine de aproximativ 200 km. Scara: 1: 50.000 și 1: 25.000.
Determinarea scalei CS prin compararea lungimii segmentelor identice măsurate pe imagine și pe harta topografică.
Demnitate imagini spațiale. Un satelit zburător nu experimentează vibrații și fluctuații puternice, prin urmare, imaginile din satelit pot fi obținute cu o rezoluție mai mare și o calitate a imaginii mai mare decât fotografiile aeriene. Imaginile pot fi digitalizate pentru procesarea ulterioară pe computer.
Defecte imagini spațiale: informațiile nu se pretează procesării automate fără transformări preliminare. În timpul fotografierii spațiale, punctele sunt deplasate (sub influența curburii Pământului), valoarea lor la marginile imaginii ajunge la 1,5 mm. Consistența scalei este încălcată în interiorul imaginii, diferența dintre care la margini și în centrul imaginii poate fi mai mare de 3%.
De ce au inventat oamenii globul? De ce se numește modelul volumetric al Pământului? De ce este necesar să descriem Pământul pe un plan? Care sunt avantajele și dezavantajele fotografiilor aeriene? Ce informații pot fi obținute din imaginile din satelit? Ce sunt planurile geografice și hărțile? Ce este o legendă a planului și o hartă, de ce este nevoie? Luați în considerare în ce situații s-ar putea să aveți nevoie de o hartă geografică. Toate aceste întrebări vor primi răspuns în acest articol.
Pentru a vedea clar forma planetei noastre, dimensiunile ei. Spre deosebire de hărți, globul nu are distorsiuni sau pauze, astfel încât globul este convenabil pentru a obține o idee generală despre locația continentelor și oceanelor. În același timp, globul (de dimensiuni normale) are o scară destul de mică și nu poate arăta niciun teren în detaliu. La măsurare, o hartă geografică este mai convenabilă decât un glob, deoarece acesta din urmă necesită utilizarea unei rigle flexibile la măsurarea distanțelor. Unele globuri sunt echipate inițial cu rigle în formă de arc.
Sfericitatea Pământului a fost stabilită de oamenii de știință greci antici în secolul al III-lea î.Hr. NS. Primul glob a fost creat în jurul anului 150 î.Hr. NS. Cratetul lui Malle din Cilicia, care locuia în Pergam; Strabo și Gemines îl menționează. Acesta din urmă raportează că Cratet a furnizat globului său un sistem de coordonate („cercuri”).
De ce se numește modelul volumetric al Pământului?
Globul transmite cel mai exact forma Pământului. Prin urmare, numai pe contururile oceanelor, continentelor, insulelor și altor obiecte geografice corespund tipurilor lor actuale. Aceasta înseamnă că distanța dintre punctele individuale nu este distorsionată pe glob. Direcțiile de pe glob sunt aceleași cu direcțiile de pe Pământ. Acesta este motivul pentru care oamenii de știință au folosit mult timp globul atunci când studiau Pământul. Este esențial în scopuri educaționale și științifice.
De ce este necesar să descriem Pământul pe un plan?
Pentru că atunci când terenul este trasat pe un avion, este mai ușor să vezi orașe etc.
Care sunt avantajele și dezavantajele fotografiilor aeriene? Ce informații pot fi obținute din imaginile din satelit?
Imaginile spațiale, aceste instantanee ale feței în mișcare a planetei noastre, conțin o cantitate extraordinară de informații geodinamice. Ele arată în mod convingător mobilitatea ridicată a litosferei Pământului și, în același timp, consistența și interconectarea celor mai recente și moderne rupturi și deformări plastice ale suprafeței Pământului, arată unitatea imaginii geodinamice a lumii. Imaginile spațiale arată în mod clar zone de ruptură ale fracturilor și zone de forfecare ale scoarței continentale a Pământului, zone de mari greșeli de alunecare la lovitură, zone de compresie și retragere, marcate de sisteme de lanțuri muntoase, linii și structuri concentrice de diferite dimensiuni. Pentru a înțelege tiparele generale ale amplasării acestor structuri, este recomandabil să începeți studiul lor cu imagini spațiale globale ale Pământului, trecând treptat la imagini spațiale din ce în ce mai mari.
Ce sunt planurile geografice și hărțile?
Un plan geografic și o hartă geografică sunt imagini plate, reduse, ale zonelor de pe suprafața pământului, folosind simboluri convenționale.
Ce este legenda planului și a hărții, de ce este nevoie?
Să conduc lumea întreagă!
Trebuie să știm exact mărimea teritoriilor individuale care ne aparțin, trebuie să știm unde se află dușmanii, prietenii, mineralele și așezările de care avem nevoie. Trebuie să știm exact unde se află locurile de odihnă și unde natura este prea dură pentru a trăi acolo permanent.
Adică, pentru a gestiona corect ceva, trebuie să știți clar ce gestionați; hărțile și planurile geografice ne oferă această oportunitate!
Luați în considerare în ce situații s-ar putea să aveți nevoie de o hartă geografică.
O hartă geografică poate fi necesară atunci când vă orientați pe teren, încercând să găsiți locația unei țări, oraș, insulă etc.
