Космические и цифровые источники информации

Вспомните
1. Что такое источники географической информации?
2. Какие существуют источники географической информации?
3. Чем отличаются друг от друга различные источники информации?
4. Что такое картография?
5. Как составляется карта?
Вы узнаете
1. Что такое космическая картография.
2. О сути космических методов исследования.
3. Как используется сканирование в географических исследованиях.
4. Что такое мониторинг и каково его назначение.
Как вы думаете
Являются ли космические методы универсальными при географических исследованиях?

Компьютерная картография

 Раньше картографы рисовали карты руками. Даже с появлением печатного станка сначала карту нужно было нарисовать вручную — сделать основу, с которой можно было производить печать. Так продолжалось до сравнительно недавнего времени.
Создание карт было очень трудоёмким процессом, требующим точности и аккуратности. Не случайно, что на картографические отделения вузов принимались студенты с идеальным зрением. Причём особенно охотно брали девушек, так как известно, что по сравнению с юношами они более прилежны и тщательны в работе.
Всё изменилось с приходом в картографию компьютерных технологий. Начала активно развиваться компьютерная картография. Сейчас создано большое число картографических программ, способных на основе данных, содержащихся в памяти компьютера, построить любую тематическую карту.
Огромные возможности и порой неожиданные эффекты открыли картографические анимации. Анимационные программы позволяют перемещать карты по экрану, менять скорость демонстрации, возвращаться к избранному фрагменту карты, перемещать знаки на карте, изменять фон и освещённость карты, «подсвечивать» и «затенять» отдельные участки изображения. Необычны для традиционной картографии эффекты панорамирования, изменения перспективы, масштабирования частей изображения (наплывы и удаления), а также иллюзия движения над картой («облёт» территории), в том числе с разной скоростью.
Но компьютер способен сделать всё это, только если в него заложены исходные данные. А откуда эти данные берутся?

Космические методы сбора данных

 Самым первым прибором для наблюдения, установленным на самолёт, а потом и на космические спутники, был фотоаппарат. Фотоснимки земной поверхности, сделанные с разной высоты, всегда вызывают большой интерес. И не только потому, что они красивы. Просто всегда интересно по-новому взглянуть на что-то хорошо знакомое (рис. 6).

Озеро Байкал на географической карте и космическом снимке

Рис. 6. Озеро Байкал на географической карте и космическом снимке

Только не нужно думать, что с помощью аппаратуры, установленной на самолётах или космических кораблях, получают только самые простые фотоснимки. Чаще определённая территория или конкретный объект на этой территории сканируются специальными датчиками, установленными на борту. Показания датчиков фиксируются в виде сложного набора цифр и передаются на наземные службы слежения. Последующая обработка полученных данных происходит с помощью мощных компьютеров, и её результаты могут быть представлены в самой разнообразной форме: в виде таблиц, графиков, диаграмм. В конце концов, и облик фотографии земной поверхности этому массиву цифр тоже можно придать.
Нет слов, сконструировать, построить, запустить на орбиту космический аппарат и отслеживать его положение в космосе — это очень непростое дело. Всего несколько стран в мире, в их числе и Россия, способны это делать. Но зато как космические методы облегчили сбор информации для учёных самых разных специальностей, в том числе и для географов!
Как это ни странно, но из космоса лучше видны некоторые детали ландшафта, почвенного покрова, растительности, конечно, если техника съёмки и качество аппаратуры высокие. Морские течения, ледовая обстановка, волнение и другие особенности океана фиксируются на космических снимках. Из космоса изучают и плодородие почв, в частности содержание гумуса в них, засоренность сельскохозяйственных полей, видовой состав и качество лесов и др. С помощью космических методов можно прогнозировать погоду, урожаи сельскохозяйственных культур. И конечно, огромное значение имеют работы, связанные с всесторонней характеристикой состояния окружающей среды. Космические методы для этого просто незаменимы, потому что они позволяют с заданной периодичностью получить оперативную информацию об экологической обстановке в том или ином регионе Земли. Например, о скорости распространения по поверхности океана нефтяной плёнки, о движении газовых выбросов в атмосфере и т.д.
Космические снимки позволяют охватить всю поверхность Земли, то есть фиксируют её в глобальном масштабе. Но они не только дают обобщённую картину географической оболочки. Изменение масштаба съёмки позволяет вникнуть в детали отдельных процессов, наблюдать которые иными способами очень трудно. Например, с орбиты доступны изучению ураганы и пути их перемещения, распространение по Земле продуктов вулканических извержений, пыльных бурь, лесных пожаров и др. Причём спутник, совершая обороты вокруг планеты, пролетает над одними и теми же районами. А значит, он может постоянно отслеживать, как развивается тот или иной процесс. Наземными методами исследования такую периодичность на протяжении многих месяцев, а то и лет обеспечить просто невозможно.
Рост необходимости такой оперативной географической информации, прежде всего по экологической тематике, сделал нужным особый способ сбора данных о состоянии природных процессов и явлений, который кратко именуется мониторингом.
Монито́ринг — это система периодически повторяющихся циклов измерений и наблюдений, позволяющая выявлять изменения состояния природных и антропогенных объектов. Результаты измерений позволяют отслеживать динамику процесса, анализировать текущую ситуацию и делать прогноз на ближайшее будущее. Очень важное место в мониторинге отводится космическим методам.
В результате всего комплекса периодических наблюдений формируется общая картина состояния и динамики анализируемого процесса или явления на конкретной территории или акватории.
Какой-либо процесс не просто отслеживается и изучается, потому что он интересен. Мониторинг проводится ещё и для того, чтобы оказывать на этот процесс влияние, чтобы держать ситуацию под контролем. Так, при мониторинге лесных пожаров (рис. 7) можно определять наиболее пожароопасные участки территории, оценивать направление и скорость движения фронта огня и в результате правильно организовывать борьбу с огнём.

Мониторинг лесных пожаров

Рис. 7. Мониторинг лесных пожаров

Повторим главное
  1. Развитие компьютерных технологий полностью изменило привычный процесс изучения Земли.
  2. Космическая съёмка заключается в сканировании земной поверхности и сохранении полученной информации в цифровой форме. Последующая обработка полученных данных даёт возможность решения различных научных и практических задач.
  3. Из космоса хорошо видны некоторые детали ландшафта, почвенного покрова, растительности. Космические методы позволяют изучать морские течения, дрейф льдов, плодородие почв, содержание гумуса в них, состояние посевов сельскохозяйственных культур, видовой состав и качество лесов и др.
  4. Космические методы позволяют оперативно проводить мониторинг состояния географической среды и её компонентов. Мониторинг представляет собой периодически повторяющиеся циклы измерений, которые позволяют отслеживать динамику процесса, анализировать текущую ситуацию и делать прогноз на ближайшее будущее.

Компьютерные технологии, картографические анимации, компьютерная картография, космические методы сбора данных, сканирование, мониторинг.

  1. Что такое аэрофотосъёмка?
  2. В чём заключается суть сканирования?
  3. Что такое мониторинг?

  1. Почему использование компьютерных методов исследования и обработки информации создаёт условия для более детального изучения территории планеты?
  2. В чём заключается суть мониторинга поверхности Земли?
  3. Какова роль мониторинга в изучении отдельных компонентов природы Земли?
  4. Для каких целей могут быть использованы космические методы исследования?

Вспомните о различных методах исследования Земли. Составьте сравнительную характеристику космических и традиционных методов исследования. Для сравнения используйте план «Приложения».

 

Итоговые задания по теме раздела (задания выполняются в тетради)
1. Какой интервал изменения масштаба характерен для топографических карт?

а) от 1:200 000 000 до 1:100 000 000
б) от 1:20 000 000 до 1:10 000 000
в) от 1:2 000 000 до 1:1 000 000

г) от 1:200 000 до 1:10 000

2. Какое из предложенных утверждений характеризует равноугольные проекции?

а) Эти проекции сохраняют площади без искажений, в них сильно нарушены углы и формы, но зато они удобны для измерения площадей объектов.
б) Эти проекции оставляют без искажений углы и формы контуров, они очень удобны для определения направлений и прокладки маршрутов по азимуту, но за это приходится расплачиваться значительными искажениями площадей.
в) Это проекции, в которых в тех или иных произвольных соотношениях искажаются и площади, и углы, и формы, при их построении стремятся достичь некоторого компромисса в распределении искажений для каждого конкретного случая.

3. Выберите масштабы, характерные для топографических карт. Ответ запишите в виде последовательности букв в алфавитном порядке.

а) в 1 см 100 км
б) в 1 см 50 м
в) в 1 см 1000 м
г) в 1 см 2500 км
д) в 1 см 350 м

4. Что из предложенного ниже характеризует математическую основу карт. Ответ запишите в виде последовательности букв в алфавитном порядке.

а) картографическая проекция
б) площадь изображаемой территории
в) градусное значение параллелей
г) система координат
д) масштаб

5. Расставьте перечисленные методы географических исследований в хронологическом порядке от самого раннего к самому позднему по времени возникновения.

а) картографический
б) статистический
в) компьютерный
г) полевой

6. Установите соответствие между сторонами горизонта и характерными для них азимутами.
СТОРОНА ГОРИЗОНТА АЗИМУТ
1) север а) 0°
2) восток б) 315°
3) юго-запад в) 90°
4) северо-запад г) 225°

 

7. Установите соответствие между видом проекции и её характеристикой.
ВИД ПРОЕКЦИИ
1) азимутальные проекции
2) цилиндрические проекции
3) конические проекции
ХАРАКТЕРИСТИКА
а) у данных проекций нет искажений вдоль параллели касания конуса и шара
б) у этих проекций нет искажений на линии экватора, а чем дальше от экватора, тем искажения больше
в) эти проекции используются при создании карт полушарий, карт Северного Ледовитого океана и Антарктиды, а также материков и отдельных стран
8. Дополните утверждение.

Географическая карта — это ____, математически определённое изображение ____, на котором все объекты показаны в принятой на этой карте системе____.

9. Дополните утверждение.

Угол между линией меридиана и направлением магнитной стрелки называют ____. Если магнитная стрелка северным концом отклоняется вправо, то есть к востоку от меридиана, то ____ называют ____; если влево — ____.

10. Какое понятие характеризуется предложенным определением?

Это система периодически повторяющихся циклов измерений и наблюдений, позволяющая выявлять изменения состояния природных и антропогенных объектов.

Ответ: ____.