Дистанционное зондирование земли

Лекция 4. Дистанционные методы исследования

Считается, что дистанционные методы применялись в географии еще в дофотографический период. Это связывалось, к примеру, с изучением местности по рисованным перспективным изо­бражениям, издавна известным в картографии. Еще Леонардо да Винчи (1500 ᴦ.) поставил вопрос о возможностях определœения размеров и положения предметов по их двум рисован­ным изображениям. Позднее ряд ученых, и в их числе М. В. Ломоносов (1764 ᴦ.) и Ботан-Бопре (1791 ᴦ.), занимались практической реализацией этой идеи. При этом только появле­ние фотографии открыло ранее невиданные перспективы в дистанционном зондировании Земли и ее изучении на базе фотографических изображений.

Со времени изобретения фотографии французами Л. Ж. М. Дагером и Ж. Н. Ньепсом (1839 ᴦ.) и англичанином У. Г. Ф. Толботом (1840-1841 гᴦ.), а чуть позднее методики получения цветных изображений французом Л. Дюко дю Ороном (1868-1869 гᴦ.) фотография почти сразу же стала использоваться для получения наземных фотографических снимков мест­ности с целью ее изучения. Методами наземной фототеодолитной съемки созданы карты Альп и Скалистых гор (Р. Гюбль, В. Девиль и др.). В то же время ставились опыты по фотографиро­ванию земной поверхности с воздушных шаров - ʼʼс высоты птичьего полетаʼʼ (Ф. Надар - 1856 ᴦ., А. М. Кованько и В. Н. Срезневский - 1886 ᴦ.), а также с воздушных змеев и привязанных аэростатов (Р. Ю. Тиле - 1898 ᴦ., С. А. Ульянин – 1905 ᴦ.).

Опыты использования снимков, полученных с воздушных шаров, дали небольшие резуль­таты, но уже первые самолетные съемки совершили революцию. Регулярно аэросъемки в нашей стране выполняются с 30-х гᴦ., и к настоящему времени накоплен полувековой фонд снимков, полностью покрывающих страну, для многих районов с многократным перекрытием, что особенно важно для изучения динамики географических объектов. Основной заказчик и по­требитель этой информации – Главное управление геодезии и картографии, его аэрогеодези­ческие предприятия, использующие аэрофотосъемку для топографического картографиро­вания страны. Кроме него, следует назвать ведомства, ответственные за исследования ре­сурсов страны, в системе которых созданы специальные подразделœения ʼʼАэрогеологияʼʼ, ʼʼЛеспроектʼʼ, ʼʼСельхозаэросъемкаʼʼ. Через эти подразделœения аэросъемочная информация становится доступной географу-исследователю.

При использовании аэроснимков довольно быстро возникла крайне важно сть в получе­нии всœе более мелкомасштабных изображений, что, естественно, ограничивалось техниче­скими возможностями. Попытки в конце 50-х - начале 60-х гᴦ. монтировать крупномас­штабные снимки и генерализовать их до мелкомасштабных не принœесли желаемых резуль­татов. По этой причине для получения соответствующих снимков было важно увеличение потолка подъема самолетов, и уже к концу 50-х гᴦ. американские самолеты ʼʼU-2ʼʼ стали получать снимки с высоты до 20 км. Это тот же порядок высот, что и при использовании воздушных шаров. А вот появление баллистических ракет и их использование для фотографирования Земли сразу на порядок подняло данный потолок.

Уже в 1945 ᴦ. баллистическая ракета ʼʼV-2ʼʼ, запущенная с полигона Уайт-Сэндс в штате Нью-Мексико, позволила получить фотографии из космоса с высоты в 120 км. Последовавшая за этим серия запусков ракет типа ʼʼVikingʼʼ и ʼʼAerobeeʼʼ позволила фото­графировать Землю с высоты 100-150 км, а, к примеру, в 1954 ᴦ. ракета достигла высоты в 250 км. На этой же высоте в начале 70-х гᴦ. производилась съемка территории Австралии и Аргентины с английской баллистической ракеты ʼʼSkylarkʼʼ.

Несмотря на несовершенство методики получения снимков при фотографировании с баллистических ракет, они широко применялись в 60-70-е гᴦ. и используются до настоящего времени, главным образом благодаря их относительной дешевизне при изучении незначительных по площади территорий. Известно применение данных снимков для изуче­ния растительности, типов использования земель, в т.ч. сельскохозяйственного, для нужд гидрометеорологии и геологии и при комплексных исследованиях природной среды.

Новая эра в дистанционном зондировании Земли открылась со времени запуска первых искусственных спутников Земли в 1957 ᴦ. в СССР и в следующем году в США, хотя, собст­венно, первые запуски не преследовали цель изучения Земли космическими средствами. Первые полеты на пилотируемых космических кораблях бывшего СССР и США - ʼʼВосток-1ʼʼ (космо­навт - Ю. А. Гагарин, 1961 ᴦ.) и ʼʼMercury МА-4ʼʼ (астронавт Д. Гленн, 1962 ᴦ.) также не ставили таких задач. Но уже со времени второго пилотируемого полета Г. С. Титова произво­дилась съемка Земли. С американского корабля ʼʼMercury МА-4ʼʼ также были получены пер­вые фотографические снимки. В качестве съемочной аппаратуры использовались ручные фотокамеры.

В случае если в результате первых полетов получались десятки снимков, то уже к серединœе 60-х гᴦ. с кораблей ʼʼGeminiʼʼ было получено более 1000 фотографий, причем большая их часть на цветной пленке и с высоким разрешением на местности - до 50 м. При этом район съемки ограни­чивался приэкваториальными поясами Земли.

Существенный прогресс в получении фотографических снимков внесли полеты ʼʼApolloʼʼ, и прежде всœего с точки зрения оптимизации выбора фотографических материалов, отработки ме­тодики ориентации камер по отношению к Земле и др.
Размещено на реф.рф
С космических кораблей данной серии впервые (8-12 марта 1969 ᴦ.) произведено фотографирование в разных спектральных ин­тервалах, что положило начало многозональной фотографии. Первое фотографирование син­хронно осуществлялось четырьмя камерами на разных пленках и с разными светофильтрами.

Программа полетов космических кораблей ʼʼСоюзʼʼ вначале мало внимания уделяла фото­графированию Земли, но с конца 1969 ᴦ. была сильно расширена. Охват территории не огра­ничивался приэкваториальными районами, но всœе-таки был не очень широким. Представляет интерес проведение подспутниковых экспериментов по синхронизации космических съемок с самолетными и экспедиционными. Многозональные фотографии были получены в 1973 ᴦ. при фотографировании девятиобъективной камерой. С корабля ʼʼСоюз-7ʼʼ (1969 ᴦ.) проведено спектрографирование земной поверхности, т. е. получение и регистрация спектральных отражатель­ных характеристик объектов.

Подобные подспутниковые эксперименты позволили дать объективную оценку информа­тивности различных видов космической съемки, заложить основы космических методов гео­графических исследований, установить оптимальное соотношение космической, аэро- и наземной съемок при проведении конкретных исследований. Вместе с тем подспутниковые эксперименты приобрели большое научное значение, расширяя наши представления о пере­даточной функции атмосферы, закономерностях генерализации изображений с уменьшени­ем их масштабов, оптических свойствах географических объектов, пространственной структуре ландшафтов и т. д.

Снимки с высоким разрешением на местности (порядка 10-12 м) получены с орби­тальных станций ʼʼСалютʼʼ и ʼʼSkylabʼʼ, для чего широко использовались спектрозональные съемки и новые съемочные камеры, к примеру МКФ-6, а также приборы для обработки снимков.

При этом при высоком качестве изображения фотографические снимки выполняются не систематически. Лишь в отдельных случаях возможно получение повторных снимков на од­ну и ту же территорию. Из-за эпизодичности съемок и трудностей, связанных с облачно­стью, регулярное покрытие территории таким видом съемки пока не обеспечивается, поэто­му широкое распространение получила телœевизионная съемка. К ее преимуществам по срав­нению с обычной фотографией относится также получение сигналов в форме удобной для их автоматизированной фиксации на Земле, хранения и обработки на ЭВМ. В этом слу­чае не требуется возвращать на Землю кассеты с фотопленкой.

Первая телœевизионная съемка Земли выполнялась с американских метеорологических спутников ʼʼTirosʼʼ с начала 60-х гᴦ. В нашей стране первые телœевизионные съемки Земли осуществлены со спутников ʼʼКосмосʼʼ. Так, работа двух из них (ʼʼКосмос-144ʼʼ и ʼʼКосмос-156ʼʼ) позволила создать метеорологическую систему, впоследствии разросшуюся в специ­альную службу погоды (система ʼʼМетеорʼʼ).

Глобальную телœевизионную съемку Земли осуществили спутники ʼʼESSAʼʼ. Несмотря на ряд трудностей, связанных с искажениями, возникающими за счёт сферичности Земли при охвате больших площадей (до 6 млн. км) и относительно низком разрешении на местно­сти, они нашли широкое применение в географических исследованиях при изучении снеж­ного покрова, влажности почв, атмосферных процессов и др.

Телœевизионные снимки стали получать с ресурсных спутников. Сюда относятся снимки советских спутников, работающих по программе ʼʼМетеор - Природаʼʼ, и американских спутников ʼʼLandsatʼʼ. Снимки, полученные с помощью аппаратуры ʼʼФрагментʼʼ (ʼʼМетеорʼʼ) и многозональной сканирующей системы MSS (ʼʼLandsatʼʼ), характеризуются разрешением на местности около 100м. Важно, что съемка выполняется в четырех диапазонах видимой и ближней инфракрасной части спектра и возможно получение цветных синтезированных сним­ков.

На сканерных снимках хорошего качества, особенно на цветных синтезированных снимках, выделяются в целом те же объекты, что и на фотографических снимках, но при этом обеспечивается регулярная повторяемость съемки и удобство автоматизированной обра­ботки снимков, которые поступают в цифровом виде. По этой причине, при сохранении всœего пере­численного выше широкого круга решаемых по этим снимкам задач, на первое место при ис­пользовании сканерных снимков выступают задачи оперативного контроля состояния природ­ной среды и антропогенных образований, за их изменениями, в т.ч. сезонными.

Первым спутником, нацелœенным на исследование природных ресурсов Земли, стал ʼʼERTSʼʼ, дававший разрешение на местности в 50-100 м. Съемка со спутника ʼʼLandsat-4ʼʼ с помощью аппаратуры ʼʼThematic catographerʼʼ позволила добиться разрешения в 30 м при уве­личении числа спектральных каналов в видимой и ближней инфракрасной области спектра до 6. Еще большее разрешение (до 10 м) у снимков с французского спутника ʼʼSpotʼʼ, здесь обеспе­чивается получение стереопар, а также регулярность повторения съемки. Для изучения при­родных ресурсов используется также многозональная съемка телœевизионными сканирующими системами спутников ʼʼМетеорʼʼ.

С 1972 ᴦ. с введением в эксплуатацию первого ресурсного искусственного спутника Земли (ИСЗ) ʼʼERTS-1ʼʼ, а затем и последующих, обеспечивающих высококачественную регу­лярную съемку земной поверхности с периодичностью 18 суток с большой обзорностью и высо­ким пространственным разрешением, легко доступную потребителям, начался наиболее плодо­творный период применения материалов космической съемки в научных и практических целях во многих странах мира. Были сделаны новые географические открытия, обнаружены место­рождения различных полезных ископаемых и т. д. Во многие науки о Земле прочно вошел данный метод исследований, позволивший существенно расширить возможности традиционных гео­графических исследований и подняться на более высокую ступень познания закономерностей строения и функционирования географической оболочки Земли.

В нашей стране в народнохозяйственных целях введен в эксплуатацию ИСЗ ʼʼРесурс-Фʼʼ, обеспечивающий синхронное многозональное и разномасштабное фотографирование земной поверхности. Черно-белая съемка в трех зонах видимой и ближней ИК областей спектра, а также спектрозональная съемка реализуются в масштабах 1:1000000 и 1:200000 с про­странственным разрешением снимков соответственно 30 и 10 м. Материалы космической съемки, полученные с этого спутника, нашли широкое применение в научных исследованиях и различных отраслях хозяйства. Особенно велико его значение при комплексном и тематическом картографировании земной поверхности. Сегодня применение космических снимков стало нормой картографического производства. Οʜᴎ исполь­зуются при составлении оригинальных и обновлении ранее созданных карт, обеспечивая высо­кую точность передачи конфигурации картографируемых объектов, получение сопоставимых сведений об объектах и явлениях, распространенных на обширных площадях, в один временной период, а также гарантируя необходимую периодичность съемки для современного обновления карт. Материалы космической съемки легли в основу составления нового вида картографи­ческой продукции - фотокарт топографических, общегеографических и тематических различных масштабов. В 1978 ᴦ. была создана первая космофототектоническая карта Арало-Каспийского региона масштаба 1:2500000. За рубежом опубликованы цветные и черно-белые фотокарты и фотоатласы на отдельные государства и материки.

Следует сказать, что объектом телœевизионной съемки служит не только Земля, но и це­лый ряд других планет или космических тел. Можно вспомнить съемки Луны станцией ʼʼЛунаʼʼ, ʼʼSurveyorʼʼ, ʼʼRangerʼʼ, Венеры - ʼʼВенераʼʼ; Марса, Венеры, Меркурия - с аппаратов ʼʼMarinerʼʼ, ʼʼVikingʼʼ; съемки кометы Галлея и др.

Упомянем также о фототелœевизионных снимках, совмещающих достоинства фотографиче­ского метода, и, прежде всœего высокое разрешение на местности, и телœевизионных. Первые фототелœевизионные снимки получены станциями ʼʼЛуна-3ʼʼ и ʼʼЗонд-3ʼʼ для невидимой с Земли стороны Луны, Марса - ʼʼМарс-4ʼʼ и ʼʼМарс-5ʼʼ и др.

В целях популяризации материалов космической съемки в ряде стран выпускают хорошо иллюстрированные альбомы и атласы цветных снимков, полученных с советских и американ­ских космических летательных аппаратов. Среди них опубликованная в СССР монография ʼʼПланета Земля из космосаʼʼ (1987), совместное советско-американское издание ʼʼНаш дом - Земляʼʼ (1988), отечественные альбомы по методике дешифрирования многозональных аэрокос­мических снимков (1982, 1988), вышедший в США атлас Северной Америки (1987), издан­ные в ФРГ альбомы снимков земной поверхности (1981), в Венгрии - национальный фото­атлас и многие другие.

В нашей стране организованы два центра получения, первичной обработки и распростра­нения космической информации - Государственный научный и производственный центр ʼʼПриродаʼʼ (Госцентр ʼʼПриродаʼʼ) для работы с фотографической информацией долговремен­ного использования и Государственный научно-исследовательский центр исследования при­родных ресурсов (ГосНИЦИПР) для работы с оперативной сканерной информацией.

Помимо составления программ съемки и аккумулирования полученных материалов, цен­тры выполняют их первичную обработку - привязку, аннотирование, облегчая их дальнейшее использование. По заказу потребителœей выполняются и более сложные виды обработки, раз­личного рода преобразования снимков. Оперативная информация, предназначенная для авто­матизированной обработки, должна быть получена в виде магнитных лент для удобства ис­пользования при работе на ЭВМ.

Лекция 4. Дистанционные методы исследования - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Лекция 4. Дистанционные методы исследования" 2017, 2018.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) - получение информации о поверхности Земли и объектах на ней, атмосфере, океане, верхнем слое земной коры бесконтактными методами, при которых регистрирующий прибор удален от объекта исследований на значительное расстояние. Общей физической основой дистанционного зондирования является функциональная зависимость между зарегистрированными параметрами собственного или отраженного излучения объекта и его биогеофизическими характеристиками и пространственным положением.

В современном облике дистанционного зондирования выделяются два взаимосвязанных направления - естественно-научное (дистанционные исследования) и инженерно-техническое (дистанционные методы), что нашло отражение в широко распространенных англоязычных терминах remote sensing и remote sensing techniques. Понимание сущности дистанционного зондирования неоднозначно. Аэрокосмическая школа Московского университета им. М.В.Ломоносова в качестве предмета дистанционного зондирования как научной дисциплины рассматривает пространственно-временные свойства и отношения природных и социально-экономических объектов, проявляющиеся прямо или косвенно в собственном или отраженном излучении, дистанционно регистрируемом из космоса или с воздуха в виде двумерного изображения - снимка. Эта существенная часть дистанционного зондирования названа аэрокосмическим зондированием (АКЗ) , что подчеркивает его преемственность с традиционными аэрометодами. Метод аэрокосмического зондирования основан на использовании снимков, которые, как свидетельствует практика, представляют наибольшие возможности для комплексного изучения земной поверхности.

Во всех странах действенным стимулом развития аэрокосмического зондирования служат запросы военных ведомств. С внедрением космических методов и современных цифровых технологий аэрокосмическое зондирование приобретает все более важное экономическое значение и становится обязательным элементом высшего образования в природоведческих вузах, превращается в мощное средство изучения Земли от локальных исследований отдельных компонентов до глобального изучения планеты в целом. Поэтому при изложении различных аспектов аэрокосмического зондирования целесообразно рассматривать его как метод исследований, результативно применяемый во всех науках о Земле, и, прежде всего в географии.

История и современное состояние аэрокосмического зондирования

Дистанционные методы применяются в исследованиях Земли очень давно. Вначале использовались рисованные снимки , которые фиксировали пространственное расположение изучаемых объектов. С изобретением фотографии возникла наземная фототеодолитная съемка, при которой по перспективным фотоснимкам составляли карты горных районов. Развитие авиации обеспечило получение аэрофотоснимков с изображением местности сверху, в плане. Это вооружило науки о Земле мощным средством исследований — аэрометодами.

История развития аэрокосмических методов свидетельствует о том, что новые достижения науки и техники сразу же используются для совершенствования технологий получения снимков. Так произошло в середине XX в., когда такие новшества, как компьютеры, космические аппараты, радиоэлектронные съемочные системы, совершили революционные преобразования в традиционных аэрофотометодах - зародилось аэрокосмическое зондирование. Космические снимки предоставили геоинформацию для решения проблем регионального и глобального уровней.

В настоящее время отчетливо проявляются следующие тенденции поступательного развития аэрокосмического зондирования.

• Космические снимки, оперативно размещаемые в Интернете, становятся наиболее востребованной видеоинформацией о местности как для специалистов-профессионалов, так и для широких слоев населения.
• Разрешение и метрические свойства космических снимков открытого доступа быстро повышаются. Получают распространение орбитальные снимки сверхвысокого разрешения - метрового и даже дециметрового, которые успешно конкурируют с аэроснимками.
• Аналоговые фотографические снимки и традиционные технологии их обработки утрачивают свое прежнее монопольное значение. Основным обрабатывающим прибором стал компьютер, оснащенный специализированным программным обеспечением и периферией.
• Развитие всепогодной радиолокации превращает ее в прогрессивный метод получения метрически точной пространственной геоинформации, который начинает эффективно комплексироваться с оптическими технологиями аэрокосмического зондирования.
• Быстро формируется рынок разнообразной продукции аэрокосмического зондирования Земли. Неуклонно увеличивается число коммерческих космических аппаратов, функционирующих на орбитах, особенно зарубежных. Наибольшее применение находят снимки, получаемые ресурсными спутниковыми системами Landsat (США), SPOT (Франция), IRS (Индия), картографическими спутниками ALOS (Япония), Cartosat (Индия), спутниками сверхвысокого разрешения Ikonos, QiuckBird, GeoEye (США), в том числе радиолокационными TerraSAR-X и TanDEM-X (Германия), выполняющими тандемную интерферометрическую съемку. Успешно эксплуатируется система спутников космического мониторинга RapidEye (Германия).

Принципиальная технологическая схема дистанционных исследований Земли

Рис. 1

На рис.1 в обобщенном виде представлена принципиальная схема выполнения аэрокосмических исследований. Она включает основные технологические этапы: получение снимка объекта исследования и дальнейшую работу со снимками - их дешифрирование и фотограмметрическую обработку, а также конечную цель исследований - составленную по снимкам карту, геоинформационную систему, разработанный прогноз. Поскольку получить необходимые характеристики изучаемого объекта только по снимкам без каких-либо натурных определений, без обращения к «земной правде» в большинстве случаев невозможно, необходимо их эталонирование. Важным элементом исследований по снимкам является также оценка достоверности и точности полученных результатов. Для этого приходится привлекать другую информацию и обрабатывать ее иными методами, что требует дополнительных затрат.

Снимок - основное понятие аэрокосмического зондирования

Аэрокосмические снимки — основной результат аэрокосмических съемок, для выполнения которых используют разнообразные авиационные и космические носители (рис. 2). Аэрокосмические съемки делят на пассивные , которые предусматривают регистрацию отраженного солнечного или собственного излучения Земли, и активные , при которых выполняют регистрацию отраженного искусственного излучения.

Рис. 2

Аэрокосмический снимок — это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.

Диапазон масштабов современных аэрокосмических снимков огромен: он может меняться от 1:1000 до 1:100 000 000, т. е. в сто тысяч раз. При этом наиболее распространенные масштабы аэрофотоснимков лежат в пределах 1:10 000—1:50 000, а космических — 1:200 000—1:10 000 000. Все аэрокосмические снимки принято делить на аналоговые (обычно фотографические) и цифровые (электронные). Изображение цифровых снимков образовано из отдельных одинаковых элементов — пикселов (от англ. picture element — рixel ); яркость каждого пиксела характеризуется одним числом.

Аэрокосмические снимки как информационные модели местности характеризуются рядом свойств, среди которых выделяют изобразительные, радиометрические (фотометрические) и геометрические. Изобразительные свойства характеризуют способность снимков воспроизводить мелкие детали, цвета и тоновые градации объектов, радиометрические свидетельствуют о точности количественной регистрации снимком яркостей объектов, геометрические характеризуют возможность определения по снимкам размеров, длин и площадей объектов и их взаимного положения.

Важными показателями снимка служат охват и пространственное разрешение . Обычно для исследований требуются снимки большого охвата и высокого разрешения. Однако удовлетворить эти противоречивые требования в одном снимке не удается. Обычно чем больше охват получаемых снимков, тем ниже их разрешение. Поэтому приходится идти на компромиссные решения либо выполнять одновременно съемку несколькими системами с различными параметрами.

Технологии получения и основные типы аэрокосмических снимков

Аэрокосмическую съемку ведут в окнах прозрачности атмосферы (рис.3), используя излучение в разных спектральных диапазонах - световом (видимом, ближнем и среднем инфракрасном), тепловом инфракрасном и радиодиапазоне.

Рис. 3

В каждом из них применяют разные технологии получения изображения и в зависимости от этого выделяются несколько типов снимков (рис.4).

Рис.4

Снимки в световом диапазоне делятся на фотографические и сканерные, которые в свою очередь подразделяются на полученные оптико-механическим сканированием (ОМ-сканерные) и оптико-электронным с использованием линейных приемников излучения на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС-сканерные). На таких снимках отображаются оптические характеристики объектов - их яркость, спектральная яркость. Применяя многозональный принцип съемки, получают в этом диапазоне многозональные снимки , а при большом числе съемочных зон - гиперспектральные , использование которых основано на спектральной отражательной способности объектов съемки, их спектральной яркости .

Проводя съемку с использованием приемников теплового излучения - тепловую съемку , - получают тепловые инфракрасные снимки. Съемку в радиодиапазоне ведут, применяя как пассивные, так и активные методы, и в зависимости от этого снимки делятся на микроволновые радиометрические, получаемые при регистрации собственного излучения исследуемых объектов, и радиолокационные снимки, получаемые при регистрации отраженного радиоизлучения, посылаемого с носителя - радиолокационной съемке .

Методы получения информации по снимкам: дешифрирование и фотограмметрические измерения

Необходимая для исследований информация (предметно-содержательная и геометрическая) извлекается из снимков двумя основными методами, это дешифрирование и фотограмметрические измерения

Дешифрирование, которое должно дать ответ на основной вопрос - что изображено на снимке, позволяет получать предметную, тематическую (в основном качественную) информацию об изучаемом объекте или процессе, его связях с окружающими объектами. В визуальном дешифрировании обычно выделяют чтение снимков и их интерпретацию (толкование). Умение читать снимки базируется на знании дешифровочных признаков объектов и изобразительных свойств снимков. Глубина же интерпретационного дешифрирования существенно зависит от уровня подготовки исполнителя. Чем лучше знает дешифровщик предмет своего исследования, тем полнее и достовернее информация, извлекаемая из снимка.

Фотограмметрическая обработка (измерения) призвана дать ответ на вопрос - где находится изучаемый объект и каковы его геометрические характеристики : размер, форма. Для этого выполняется трансформирование снимков, их изображение приводится в определенную картографическую проекцию. Это позволяет определять по снимкам положение объектов и их изменение во времени.

Современные компьютерные технологии получения информации по снимкам позволяют решать следующие группы задач:

• визуализация цифровых снимков;
• геометрические и яркостные преобразования снимков, включая их коррекцию;
• конструирование новых производных изображений по первичным снимкам;
• определение количественных характеристик объектов;
• компьютерное дешифрирование снимков (классификация).

Для выполнения компьютерного дешифрирования применяют наиболее распространенный подход, основанный на спектральных признаках, в качестве которых служит набор спектральных яркостей, зарегистрированных многозональным снимком. Формальная задача компьютерного дешифрирования снимков сводится к классификации — последовательной «сортировке» всех пикселов цифрового снимка на несколько групп. Для этого предложены алгоритмы классификации двух видов — с обучением и без обучения, или кластеризации (от англ. cluster — скопление, группа). При классификации с обучением пикселы многозонального снимка группируются на основе сравнения их яркостей в каждой спектральной зоне с эталонными значениями. При кластеризации же все пикселы разделяют на группы-кластеры по какому-либо формальному признаку, не прибегая к обучающим данным. Затем кластеры, полученные в результате автоматической группировки пикселов, дешифровщик относит к тем или иным объектам. Достоверность компьютерного дешифрирования формально характеризуется отношением числа правильно классифицируемых пикселов к их общему числу.

Вычислительные алгоритмы, основанные на спектральных признаках отдельных пикселов, обеспечивают надежное решение только самых простых классификационных задач; они рационально включаются в качестве элементов в сложный процесс визуального дешифрирования, которое пока остается основным методом извлечения природной и социально-экономической информации из аэрокосмических снимков.

Применение аэрокосмического зондирования в картографировании и исследованиях Земли

Аэрокосмические снимки применяются во всех направлениях изучения Земли, но интенсивность их использования и результативность применения в разных областях исследований различны. Они чрезвычайно важны в исследованиях литосферы, показывая раздробленность геологического фундамента линейными разломами и кольцевыми структурами и облегчая поиски месторождений полезных ископаемых; в исследованиях атмосферы, где снимки дали основу метеорологических прогнозов; благодаря снимкам из космоса открыта вихревая структура океана, зафиксировано состояние растительного покрова Земли на рубеже веков и его изменения в последние десятилетия. Пока космические снимки значительно меньше применяются при социально-экономических исследованиях. Различаются и типы задач, решаемых по снимкам в разных предметных областях. Так, решение инвентаризационных задач реализуется при изучении природных ресурсов, например при картографировании почв, растительности, поскольку снимки наиболее полно отображают сложную пространственную структуру почвенно-растительного покрова. Оценочные задачи, оперативная оценка состояния экосистем выполняются в рамках исследований биопродуктивности океанов, ледового покрова морей, контроля за пожароопасной ситуацией в лесах. Прогностические задачи, использование снимков для моделирования и прогнозирования наиболее развито в метеорологии, где их анализ является основой прогнозов погоды, в гидрологии — для прогноза талого стока рек, паводков и наводнений. Начинаются исследования по прогнозированию сейсмической активности, землетрясений на основе анализа состояния литосферы и верхней атмосферы.

При работе со снимками используются все виды их обработки, но наиболее широко развито дешифрирование снимков, прежде всего визуальное, которое теперь подкрепляется возможностями компьютерных улучшающих преобразований и классификации изучаемых объектов по снимкам. Большое развитие получило создание по снимкам различных производных изображений на основе спектральных индексов. С выполнением гиперспектральной съемки стали создаваться десятки видов таких индексных изображений. Разработка методов интерферометрической обработки материалов радиолокационной съемк и открыла возможность высокоточных определений смещений земной поверхности. Переход к цифровым методам съемки, развитие цифровой стереоскопической съемки и создание цифровых фотограмметрических систем расширили возможности фотограмметрической обработки космических снимков, используемой главным образом для создания и обновления топографических карт.

Хотя одно из основных достоинств космических снимков заключается в совместном отображении всех компонентов земной оболочки, обеспечивающем комплексность исследований, тем не менее применение снимков в различных областях изучения Земли шло пока разрозненно, так как везде требовалась углубленная разработка собственных методик. Идея комплексных исследований наиболее полно реализована при выполнении в нашей стране программы комплексной картографической инвентаризации природных ресурсов, когда по снимкам создавались серии взаимоувязанных и взаимосогласованных карт. Осознание на рубеже веков экологических проблем, нависших над человечеством, и парадигма изучения Земли как системы вновь активизировали комплексные межотраслевые исследования.

Анализ применения снимков в разных направлениях исследований четко показывает, что при всем многообразии решаемых задач магистральный путь практического использования аэрокосмических снимков лежит через карту, которая имеет самостоятельное значение и, кроме того, служит базовой основой ГИС.

Рекомендуемая литература

1. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В . Аэрокосмические методы географических исследований - М.:Изд.Центр Академия. 2004. 336 с.

3. Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. - М.:МИИГАиК, 2008. - 160 с.

2. Лабутина И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков. - М.:Аспект Пресс. 2004. -184 с.

4. Смирнов Л.Е. Аэрокосмические методы географических исследований. - СПб.:Изд-во С-Петербургского ун-та, 2005. - 348 с.

5. Рис. Г.У. Основы дистанционного зондирования. -М.: Техносфера, 2006, 336 с.

6. Jensen J.R. Remote sensing of the environment: an Earth resource perspective. — Prentice Hall, 2000. — 544 p.

Атласы аэрокосмических снимков:

8. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. Методика и результаты. — М.: Наука; Берлин: Академи-Ферлаг. — Т. 1. — 1982. — 84 с.;

9. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. Система «Фрагмент». Методика и результаты. — М.: Наука; Берлин: Академи-Ферлаг. Т. 2. — 1988. — 124 с.

10. Космические методы геоэкологии. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. — 104 с.

Как уже отмечалось, проблема изучения личности политического деятеля - одна из наиболее сложных проблем в политической психологии. Эта сложность усугубляется множественной детерминацией, идеологизированностью оценок личностей политиков, мифологизацией, а иногда и мистификацией их деятельности. Эта проблема усложняется практикой использования в политической жизни страны различных методов манипулирования общественным сознанием.

Проблема еще и в том, что личность политика в реальной жизни - практически недоступный объект для непосредственного, инструментального психологического изучения. Политики не любят и опасаются психологической диагностики, не желают, чтобы их обследовали. Более того, многие из них боятся объективного взгляда на себя. Они не заинтересованы в том, чтобы информация о их психологическом статусе и личностных особенностях, о сильных и слабых сторонах, стала достоянием других. При этом они справедливо полагают, что эта информация может быть использована им во вред. Именно поэтому построение психологического портрета политика, распознавание его реального образа осуществляются в большинстве случаев заочно, опосредованно, методами дистантной диагностики (дистантной оценки - at-a-distance assessment). Ее основные приемы основываются на наблюдении за реальным поведением политика.

Наблюдение лежит в основе любой науки и как метод общепсихологического значения наблюдение, в отличие от других методов этой категории (тестирования, опроса, беседы, эксперимента), не только возможно в любых исследованиях и обстоятельствах, но и неизбежно. Все психологи при проведении исследований так или иначе осуществляют непосредственное наблюдение естественного окружения.

Наблюдение, будучи активной формой чувственного познания, дает возможность накапливать эмпирические данные, обрабатывать первоначальные представления об объектах наблюдения или проверять исходные предположения, связанные с ними. Именно потому, что наблюдение обеспечивает познание путем прямого контакта при помощи органов чувств с объектом изучения, оно исторически стало первым научным методом.

Наблюдение часто служило радикальному решению теоретических проблем. Психология пока не располагает такими поразительными историями великих открытий методом наблюдения, как, например, падающее яблоко у Ньютона или вытесненная из ванны вода у Архимеда. Но психологам хорошо известны выявленные непосредственные связи между наблюдениями этологов и аспектами поведения людей, такими как привязанность у младенцев, агрессивные инстинкты, ухаживание, индивидуальная дистанция, ритуальное переориентирование, умиротворяющие механизмы поведения, реакция воодушевления, социальное торможение и т. д. Самыми знаменитыми из числа этих этологов являются, по-видимому, К. Лоренц 1 и Н. Тинберген .

В определенном смысле все люди являются «наблюдателями человека», но наблюдение как научный метод стоит выше общепринятых представлений и является источником данных, которым можно доверять в силу известной степени их валидности и общности.

Метод наблюдения в исследовании личности политического деятеля является чрезвычайно важным и весьма информативным. В системе методов и приемов изучения личности и ее оценки наблюдение традиционно занимает одно из первых мест, так как способно давать наблюдателю богатые конкретные данные. Наблюдение способно дать максимальный эффект именно в политической психологии в той мере, в какой исследователь данной области знания психологически готов к наибольшей полноте и глубине восприятия психического состояния и поведения человека .

Даже если в качестве основного способа изучения объекта применяется какой-либо другой метод, наблюдение обязательно его сопровождает, входит неотъемлемой частью в его процедуру. Пожалуй, только изучение документов может обходиться без непосредственного наблюдения за объектом исследования. Хотя политический психолог косвенно использует и здесь данные наблюдения, но наблюдения других людей. Таким образом, в основе «всеобщности» наблюдения лежит неотъемлемость восприятия при использовании любых исследовательских приемов.

Здесь представляется уместным заметить, что все тестовые опросники берут свое начало от метода наблюдения. Все они основаны на процедуре наблюдения или, точнее, на ее частном случае - самонаблюдении. Более того, при проведении тестирования исследователь наблюдает за реакциями и поведением испытуемого, следит за соблюдением правил и условий проведения эксперимента. Потребность в создании и развитии тестовых методов и методик возникла не потому, что метод наблюдения менее информативен или менее надежен. Это не так. Проблема в том, что метод наблюдения может быть довольно затратным с точки зрения времени, финансовых, организационных и других ресурсов.

«Наблюдение в психологии, - отмечал С.Л. Рубинштейн, - выступает в двух основных формах - как самонаблюдение, или интроспекция, и как внешнее, или так называемое объективное наблюдение» 1 . Термин «наблюдение» в его последней форме, как справедливо считает Е.А. Климов, используется в трех разных значениях: наблюдение как деятельность, как метод и как методика .

Наблюдение применяется не только в научных исследованиях, но и в различных видах общественной жизни и производственной практики, сохраняя свои основные черты. Является наблюдение научным или практическим, определяется прежде всего характером целей. Научное наблюдение всегда преследует исследовательские, познавательные цели. Наблюдение, включенное в практическую деятельность, направлено на ее обслуживание, результаты наблюдения немедленно используются для достижения цели практической деятельности, тут же проверяется истинность, объективность результатов исследования .

Научные работы, использующие объективное наблюдение 1 , могут варьироваться от эксперимента, где отслеживают и измеряют одну или несколько переменных, до исследований, где психологи наблюдают поведение одного человека или нескольких лиц в естественной обстановке на протяжении значительного периода времени. Примером первого являются работы А. Бандуры, где строго направляемое наблюдение использовано для количественного изучения агрессии в контролируемых экспериментах . Примером второго подхода служит ставшее ныне классическим исследование Д. Розенгана по психиатрической диагностике псевдобольных с незначительной симптоматикой .

Итак, в системе методов изучения личности политического деятеля наблюдение занимает одно из первых мест. Наблюдение предполагает более активное отношение к действительности по сравнению с пассивным созерцанием. Не случайно уже в XVII веке английский философ и естествоиспытатель Р. Бэкон отчетливо отличал пассивное наблюдение (созерцание) от активного, целенаправленного, научного наблюдения, призывая исследователей применять его в своей работе . В качестве примера можно назвать один из первых случаев использования наблюдения Ф. Энгельсом в процессе изучения положения рабочего класса Англии.

В реальной практике применяются дистантное и включенное наблюдения. Последнее предполагает наблюдение «изнутри» социальной группы, когда наблюдатель становится полноправным ее членом. Такое наблюдение применяется как в психологических, так и в социологических исследованиях. Оно было описано еще в начале XX века в повести Д. Лондона «Люди бездны» (1912), а также в книге Н. Андерсона «Бродяга» (1923) и в книге У. Уайта «Общество уличных углов» (1937). Исследователи шли в гущу тех слоев, которые они изучали, и там вели наблюдение. Такой подход широко используется в политической психологии. Включенное наблюдение обладает большими достоинствами. Оно даст возможность вскрывать многие стороны изучаемого человека. Однако включенное наблюдение далеко не всегда возможно и уместно при изучении личности политика.

Хотя мы всегда наблюдаем, чтобы собирать информацию, термин «наблюдение», используемый для описания психологического исследования, означает обычно, что как минимум проводятся наблюдения за поведением объекта в конкретное время или в контексте определенных событий. Но наблюдение выступает и специальным методическим приемом со своими особенностями, и тогда мы можем говорить о нем как о специальном методе в той или иной научной дисциплине. «Великое преимущество наблюдения состоит в том, что оно... выявляет в объекте его бесчисленные свойства и взаимосвязи. Наблюдение дает целостный и естественный образ, а не набор точек. Чем проще метод наблюдения и чем менее мы полагаемся на средства увеличения и выделения отдельных деталей, тем шире поле исследования и тем более естественным образом оно сохраняется неповрежденным» 1 .

Наблюдая внешнее протекание действий человека, то есть фактически осуществляя визуальную психодиагностику , мы изучаем не внешнее поведение само по себе, как если бы оно было дано в отрыве от внутреннего психического содержания деятельности, а именно это внутреннее психическое содержание, которое должно раскрыть наблюдение. В объективном наблюдении внешняя сторона деятельности является лишь исходным материалом наблюдения, а подлинным его предметом служит ее внутреннее психическое содержание. По замечанию С.Л. Рубинштейна «в этом основная принципиальная установка наблюдения в нашей психологии в отличие от поведенческой психологии, которая делала именно внешнюю сторону единственным предметом психологического наблюдения» .

Таким образом, объектом психологического наблюдения является тот, за кем ведется наблюдение, - отдельный человек или группа людей в их совместной деятельности. Предметом наблюдения, в интересах психодиагностики личности выступают только внешние экс- гериоризованные компоненты поведения и деятельности, которые, в свою очередь, вплетенй во внутренний мир личности и являются внешней формой существования и проявления психического мира личности.

К внешним компонентам поведения и деятельности психологи относят: а) моторные компоненты практических и гностических действий; движения, перемещения и неподвижные состояния людей; скорость и направление движения; дистанция между ними; соприкосновения, толчки, удары; совместные действия (группы) людей; б) речевые акты, их содержание, направленность, частота, продолжительность, интенсивность, экспрессивность, особенности лексического, грамматического и фонетического строя, экспрессия звуков 1 ;

в) мимика и пантомимика; г) внешние проявления некоторых вегетативных реакций: покраснение или побледнение кожи, изменение ритма дыхания, потоотделение и т. д., а также сочетание перечисленных признаков .

Исследования отечественных психологов основываются на принципах единства сознания и деятельности, общего строения внешней и внутренней деятельности, взаимосвязи значения и личностного смысла. Эти принципы, изложенные в трудах Б.Г. Ананьева, Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева и С.Л. Рубинштейна, составляют методологическую основу применения метода наблюдения в эмпирических психологических исследованиях и предполагают возможность изучения различных уровней психического отражения на основе выделения их регулирующей роли в деятельности.

По нашему мнению, через учет вышеназванных общих положений, относящихся к методу наблюдения - как основе организации визуальной психодиагностики политика, можно разрешить принципиальную трудность, с которой связано объективное наблюдение в психологии. Как можно посредством объективного, внешнего наблюдения изучать психические, внутренние процессы?

Рассматриваемый подход к психологической категории «наблюдение», определяет цель визуальной психодиагностики: через восприятие психологом внешних проявлений поведения политика осуществить диагностику внутреннего психического содержания конкретного человека.

Краткое определение наблюдения находим у В.В. Никандрова. У него «наблюдение: организованное восприятие» 1 . Другое, не менее краткое, определение у А.Т. Никифорова, В.Е. Семёнова: «спланированное восприятие» . Более развернуто: наблюдение - это целенаправленное, организованное и фиксируемое восприятие психических явлений с целью их изучения в определенных условиях. У И.Д. Ладанова и Ю.В. Чуфаровского наблюдение - «это систематическое, целеустремленное, планомерное изучение психических явлений путем личного восприятия исследователем внешних проявлений психики непосредственно в жизни...» . У Б.Г. Мещерякова и В.П. Зинченко наблюдение определяется как «преднамеренное и целенаправленное восприятие, обусловленное задачей деятельности» . Наконец, у С.В. Попова наблюдение трактуется как планомерное, целенаправленное и обусловленное задачей деятельности восприятие объектов, событий и явлений окружающего мира .

Практически все авторы предусматривают главные требования, предъявляемые к наблюдению как к научному психологическому методу. Это: наличие цели, опосредованность теоретическими представлениями, организованность процесса наблюдения и регистрация получаемых данных. К этому необходимо добавить требования полноты и релевантности фиксируемого материала изучаемым явлениям.

С методической точки зрения наблюдение в психологии характеризуется «универсальностью», то есть применением его к изучению такого широкого круга психических явлений, какого, пожалуй, не имеет никакой другой метод психологии. Наблюдение обладает гибкостью, то есть возможностью по ходу изменять «поле охвата» изучаемого объекта или проверяемую гипотезу, и отсутствием или минимальными требованиями к аппаратному обеспечению проведения наблюдения. Эти характеристики до сих пор позволяют наблюдению сохранить свое значение как основного метода психологии.

Согласно определению наблюдения по другому основанию выделяется непосредственное и опосредствованное наблюдение. В первом случае наблюдение политика осуществляется психологом. Опосредствованное наблюдение имеет место в тех случаях, когда психолог получает сведения о наблюдении, произведенном другими лицами.

Наблюдение за объектом - это всегда восприятие его действий и поведения. Из всей возможной информации мы неизменно производим отбор, который зависит от нашей направленности и особенностей нашей личности. Мы часто воспринимаем то, что думаем воспринять, и часто произвольно интерпретируем воспринятое. Эту закономерность наблюдения мы обязательно учитываем, чтобы избежать субъективности. В связи с этим к психологу предъявляются следующие требования. Во-первых, он должен знать особенности своей личности по наблюдению за объектами. Во-вторых, уметь вести наблюдение различными способами. В третьих - планировать наблюдение.

По способности наблюдать П. Фрасс и Ж. Пиаже всех людей делят на три группы:

• а) те, кто правильно оценивает самих себя; эти люди обладают высоким интеллектом и чувством человечности;
• б) те, кто правильно оценивает своих друзей и знакомых; эти люди менее общительны, чем предыдущие, но обладают более артистичной натурой;
• в) те, кто лучше оценивает незнакомых людей; эти люди умны, художественно одарены, но не вполне приспособлены к социальной жизни.

В целом считается, что сходство в деятельности наблюдателя и наблюдаемого ведет к более точной оценке. Отсюда, мужчины лучше оценивают мужчин, женщины - женщин, негры - негров и т. д. Однако это правило имеет свои границы: объективнее оценивает человек, обладающий более высоким уровнем эмпатии. Увеличение числа наблюдателей лишь до определенного предела повышает качество оценки. Чтобы получить довольно объективно представление о человеке с коэффициентом надежности 90, достаточно обработать данные четырех-пяти наблюдателей 1 .

Наличие осознанной цели создает соответствующую установку на объект и предмет наблюдения. Наблюдатель уже знает, что он должен увидеть и зафиксировать в той или иной ситуации. Именно на этих фактах и явлениях он сосредоточивает свое внимание, подмечая их даже в тех случаях, когда они не явны, малозаметны, замаскированы другими событиями или преднамеренно скрываются объектом наблюдения.

Целенаправленность наблюдения обусловливает его избирательный характер, выделяет главное, существенное для исследователя. На первый взгляд, избирательность наблюдения как будто противоречит требованию полноты, которое иногда понимается как абсолютное соответствие фиксируемых данных наблюдаемой ситуации, а в пределе - фотографичности . Но, как известно, «никто не может объять необъятное», то есть принципиально невозможно зафиксировать все бесконечное многообразие действительности даже в ограниченных в пространстве и времени условиях конкретной наблюдаемой ситуации.

Наблюдать «все и вообще» невозможно. Вспомним о селективности восприятия как об одном из свойств восприятия. Поэтому отбор актуально значимой информации из всего многообразия воздействующих на человека раздражителей неизбежен. Но именно наличие цели превращает этот отбор из стихийного процесса в процесс осознанный и планомерный. Стихийность чревата, с одной стороны, получением фактов, не имеющих отношения к изучаемому явлению, а с другой - пропускам в сведениях, касающихся этого явления. Планомерность же обеспечивает необходимую полноту знаний об объекте наблюдения.

Планомерность предполагает и системность наблюдения, то есть такое восприятие объекта, которое может дать целостное представление о нем. Это уже позволяет избежать существенных пробелов в знаниях об объекте изучения. Планомерность и системность вносят в наблюдение элемент единообразия установок и условий восприятия. Последние в естественных ситуациях не зависят от наблюдателя. Не имея плана, исследователю гораздо труднее определить, за счет чего появляются различия в разных наблюдениях: или за счет не поддающихся учету изменений в условиях, или за счет самих явлений.

Планы исследований с применением метода наблюдения могут различаться по трем основным показателям. Во-первых - по обстановке: искусственная или естественная. В привычном порядке жизни и деятельности поведение объекта наблюдения оказывается более естественным, а эксперимент предполагает некую искусственность.

Во-вторых - по структуре: данные наблюдения регистрируются на заранее заданной основе или собираются в открытой, качественно разнообразной форме. Структурированные методы применяются для сбора количественных данных. Количественная оценка может производиться либо непосредственно в ходе наблюдения, либо на основании записей. В формализованных подходах важно то, что регистрация наблюдений имеет определенную общую основу и наблюдателям обычно требуется предварительное обучение для освоения техники регистрации. Контролируемое наблюдение с применением формализованной системы сбора данных часто называется систематизированным наблюдением. Исследования такого типа основываются на как можно более высокой надежности работы всех наблюдателей. Совершенно другую группу составляют исследования, не имеющие предопределенной схемы наблюдений, и открытые для сбора широкого спектра данные, которые позднее анализируются. Качественные исследования, основанные на наблюдении, обычно предполагают сбор большого массива качественных полевых данных. Целью исследований обычно являются объяснение «жизни как она есть» в наблюдающейся ситуации, а также ее осмысление.

В-третьих - по осведомленности: знает ли испытуемый, что за ним ведется наблюдение. Политический психолог всегда должен учитывать возможную непредсказуемую реакцию объекта наблюдения и лиц из его окружения - помощники, группа поддержки, охрана и другие лица, если они выявят ведущееся за ними наблюдение.

С.Л. Рубинштейн определяет наличие целевой установки как первое основное требование к наблюдению. «Ясно осознанная цель должна руководить наблюдателем, давая ему правильную установку на предмет наблюдения. В соответствии с целью должен быть определен план наблюдения, зафиксированный в определенной схеме» 1 . В части, касающейся визуальной психодиагностики политика, под схемой оценки наблюдаемых параметров поведения понимается «познавательная структура, относящаяся к классу сходных действий, имеющих определенную последовательность» в отслеживании и фиксации внешних факторов поведения, характеризующих психические состояние и свойства изучаемого человека. Схема наблюдения служит основой для целенаправленного изучения поведения политика в процессе визуальной психодиагностики. Она обеспечивает психологу возможность, с одной стороны, систематизировать собственный процесс наблюдения, с другой - выработать конкретные приемы для решения задач изучения объекта.

Использование при этом фото- и видеоаппаратуры позволяет повысить объективность наблюдения, проанализировать зафиксированные параметры, осуществить дополнительную и независимую оценку фактического материала помимо его первичного истолкования. Использование приборного визуального наблюдения, в частности видеосъемки, позволяющей регистрировать поведение интересующих лиц, в настоящее время находит свое применение в современной психологической практике. Результаты наблюдения подлежат точной и исчерпывающей регистрации. При этом суть принципов при опосредованном (техническом) наблюдении сохраняются так же, как и при наблюдении непосредственно органами зрения.

Целенаправленность и вытекающие из нее плановость и систематичность наблюдения составляют самую существенную черту его как научного метода. Они оформляются в конечном итоге в его организованность. Под организованностью понимается определенная упорядоченность действий наблюдателя, повышающая рациональность и эффективность восприятия и регистрации наблюдаемого явления. Сознательно организованное наблюдение представляет специальную процедуру по получению информации об объекте исследования. В этой процедуре в первую очередь предусмотрен порядок, последовательность действий. Но этот порядок может изменяться в зависимости от складывающихся обстоятельств, поскольку определена иерархия значимости возможных событий. Организация наблюдения сводит к минимуму вероятность пропуска существенного и повышает вероятность обнаружения малозаметных фактов. Степень организованности может быть различной. От минимума при случайных наблюдениях, когда имеется только психологическая установка на восприятие неожиданного, до предельно алгоритмизированных наблюдений.

В последние годы некоторые исследователи, к которым принадлежит автор, организуют наблюдение особым образом и используют его в варианте так называемой безбланковой диагностики 1 . При такой организации наблюдения психолог работает с параметрами различных классических тестовых методик, например 16 PF и / или MMPI , но добывает эмпирический материал без бланков, посредством собственно наблюдения, экспертных оценок и других доступных процедур. Такая диагностика требует опыта и мастерства специалиста, так как данные, на которые в основном может рассчитывать психолог в условиях российской политической действительности, - это данные, полученные путем регистрации поведения человека в повседневной жизни, так называемые «Ь»-данные (от «life record data»).

Конечно, идеально было бы иметь полное и подробное описание образа жизни интересующего нас политика, однако на практике это неосуществимо. В лучшем случае удается получить информацию относительно отдельных периодов или сторон его жизни и политической карьеры. Поэтому чаще всего «Ь»-данные получают путем формализации оценок экспертов и респондентов, наблюдающих поведение объекта нашего интереса в определенных ситуациях и в течение определенного периода.

С «Ь»-данных обычно начинаются предварительные исследования, при этом важно с достаточной полнотой охватить сферу исследования. Р. Кэттелл считает, что «Ь»-данные оптимальны для установлсния тех признаков поведения, которые нуждаются в изучении. «Ь»-данные удобны также тем, что практически все виды поведения уже представлены в языковой форме. Это гарантирует не только оптимальный начальный выбор переменных, но и более доступную интерпретацию полученных факторов.

«Ь»-данные также используются как внешний критерий, относительно которого измеряется валидность результатов, полученных с помощью других методов. Однако такое использование «Ь»-данных не совсем правомерно, так как внешние оценки не являются достаточно достоверной мерой поведения. Восприятие поведения другого человека всегда несколько искажено в связи с особенностями личности самого эксперта. Поскольку разные эксперты будут давать различные оценки, возникает проблема измерения надежности самого эксперта. В настоящее время эта проблема не решена и является предметом изучения. Тем не менее предложен ряд методов для определения средней надежности экспертов в случаях, когда оценивание осуществляется несколькими экспертами .

Важная задача при организации и проведении наблюдения - это повышение надежности внешних оценок за счет снятия систематических искажений. Одним из примеров систематических ошибок при внешних оценках может быть влияние на оценки позитивного или негативного отношения эксперта к изучаемому политику, что получило название «эффект ореола». Примером систематических искажений метода внешних оценок является также влияние на оценку разницы в статусе эксперта и оцениваемого политика. Неудивительно поэтому, что внешние оценки, даваемые одному и тому же лицу по одному и тому же набору личностных черт людьми, занимающими по отношению к изучаемому разное положение, могут оказаться слабо коррелированными между собой. Искажения, вносимые в измерение черт личности определенным способом измерения, определяются как инструментальные искажения. Причем они наиболее значительны именно при методе внешних оценок.

Для повышения надежности «Ь»-данных разработаны специальные требования к процессу получения экспертных оценок. Вот некоторые из них.

• 1. Оцениваемые черты должны определяться в терминах наблюдаемого поведения.
• 2. Эксперт должен иметь возможность наблюдать за поведением оцениваемого лица достаточно длительный промежуток времени.
• 3. Необходимо не менее десяти экспертов на одного оцениваемого.
• 4. Ранжирование испытуемых должно производиться экспертами только по одной черте вместо оценивания одного испытуемого сразу по всему комплексу характеристик. То есть вместо того, чтобы просить эксперта оценивать одного испытуемого сразу по нескольким чертам, его просят упорядочить всю группу по одному признаку, например, проранжировать 20 человек по их общительности, определяемой как готовность заговорить с незнакомым человеком. В другой день, когда эксперт уже забыл о порядке расположения по общительности, ему дается задание проранжировать по другой черте и т. д.

Применение такого способа проведения экспертного опроса может поднять надежность получаемых данных на уровень, достаточный для практического использования.

Как научный метод наблюдение включает в себя и момент фиксации данных. Не имея четко зарегистрированных данных наблюдения, невозможно в дальнейшем получить никаких научных результатов и продвинуться в познании. Фиксации подлежат не только факты наблюдаемой психической деятельности объекта изучения, но и объективные и субъективные условия, сопутствующие обстоятельства и феномены и даже возникающие по ходу наблюдения гипотезы исследователя. Довольно часто несущественные и даже посторонние на первый взгляд события, факты, замечания впоследствии приобретают большое значение. Поэтому пренебрегать ими не следует и желательно соответствующие сведения заносить в регистрационные документы. В качестве последних чаще всего выступает дневник наблюдения, в котором ведутся соответствующие записи, собираются протоколы разовых наблюдений, выполненные рисунки, фотографии и прочий иллюстративный материал.

Существенное место в процессе наблюдения занимает речь. Наблюдение предполагает четкую вербализацию целей, задач и полученных результатов. Этот круг проблем экспериментально исследовался А.В. Беляевой и В.Н. Носуленко . Проведенные исследования позволили выявить разные виды стратегий вербализации результатов наблюдения. Авторы выделили три типа стратегий, каждый из которых, в свою очередь, включает два полярных и один нейтральный варианты.

Первый тип характеризуется способом осуществления операций сравнения и категоризации значимых признаков вербально описываемого образа. Второй тип стратегии характеризуется способом установления структурных отношений при построении вербализованного образа через описание состояния или процесса. Третий тип выделен авторами по направленности процесса построения вербализованного образа: от целого к деталям или наоборот. Крайними вариантами здесь являются глобальная и поэлементная стратегии. В реальных ситуациях наблюдения соотношение разных вариантов стратегий весьма динамично.

Итак, к психологическому наблюдению как научному методу предъявляются следующие требования: 1) целенаправленность, 2) опора на теоретические и методологические основания, 3) избирательность, 4) плановость, 5) системность, 6) организованность, 7) фикси- руемость, 8) релевантность, 9) полнота.

Определение наблюдения как исследовательского метода включает и фактор «определенных условий». В самом общем виде под условиями понимается определенная ситуация, то есть обстоятельства, в которых разворачиваются события, и развивается психическая деятельность объектов наблюдения. Ситуации наблюдения могут быть классифицированы по следующим основаниям на виды: 1) естественные или искусственные; 2) управляемые или неуправляемые наблюдателем (они еще определяются как контролируемые или неконтролируемые); 3) спонтанные или организованные; 4)стандарт- ные или необычные; 5) нормальные или экстремальные; 6) игровые - учебные - производственные. Кроме того, по виду контактов различают ситуации: 7) непосредственные-опосредованные; 8) вербальные- неречевые; 9) кратковременные - длительные.

Целенаправленное научное наблюдение применяется в следующих случаях: 1) ориентировка в проблеме - получение информации, способствующей прояснению проблемы, уточнению вопросов, формулировке гипотез; 2) сбор информации об объекте изучения, когда другие методы неприемлемы или их применение ограничено; 3) дополнение, уточнение или контроль результатов, полученных другими методами; 4) иллюстрация предложенных гипотез, интерпретаций, догадок, теорий.

На основе проведенного анализа для решения задач психологического диагностирования личности политика выделим возможности и ограничения наблюдения как метода научного исследования.

Возможности: 1) наблюдение как метод является источником всесторонних данных; 2) наблюдение не полагается на надежность памяти наблюдателя; 3) наблюдение исключает искажение вследствие взаимодействия с наблюдателем (кроме случаев прямого наблюдения); 4) политический психолог может наблюдать то, что сам политик не замечает вследствие чрезвычайной привычности обстановки; 5) наблюдение позволяет изучать тех политиков, кто не желает отвечать на вопросы; 6) наблюдение позволяет использовать различные методы и методики систематизации и формализации полученной в результате наблюдения информации; 7) сбор информации методом наблюдения не влияет на естественный ход событий и не препятствует естественности психологических проявлений наблюдаемых. Обычно люди, за которыми ведется наблюдение, не знают об этом. В связи с такой неосведомленностью могут возникать этические проблемы, требующие квалифицированного и деликатного подхода со стороны политического психолога.

Ограничения: 1) наблюдаемое поведение политика трактуется с точки зрения наблюдателя, в связи с этим возможны всякого рода искажения и тенденциозный отбор информации; 2) параметры психических явлений описываются опосредованно - по внешнему облику, поведению и т. д., в которых психологические состояния и характеристики напрямую не отражаются; 3) возможна непредсказуемая реакция объекта наблюдения в случае обнаружения им факта наблюдения; 4) отдельные явления, недоступные наблюдению; 5) недоступность данному методу некоторых скрытых проявлений психики - переживания, мысли, мотивы; 6) наблюдение практически всегда связано со значительным расходованием времени и средств; 7) существует проблема анализа качественных данных, если их обрабатывают количественными методами; 8) трудность формализации полученных данных, что усложняет их количественный анализ; 9) пассивная роль наблюдателя, ожидающего интересующие его события, при том, что вероятность их появления не высока; 10) трудность точного установления причин наблюдаемых явлений из-за невозможности учета всех воздействующих факторов.

Нам остается согласиться со словами классиков отечественной психологии в том, что «основным, как и всюду, методом исследования является наблюдение» . Метод наблюдения способен дать максимальный эффект в той мере, в какой исследователь именно данной области психологии готов к наибольшей полноте и глубине восприятия поведения изучаемого политического деятеля.

Важную информацию об изучаемом политике психологи получают при анализе документов. При этом документы в социальных науках понимаются достаточно широко. К ним относятся официальные документы и личная документация в собственном смысле слова, в том числе автобиографии, дневники, письма, конспекты, фотографии, материалы массовой коммуникации, литературы и искусства и т. д.

Все документы, с которыми работает политический психолог можно классифицировать по трем основаниям. Во-первых, по способу фиксации информации: рукописные и печатные документы, электронные и другие носители информации. Во-вторых, по статусу документа: личные и официальные документы. Личные документы - это дневники, письма, записки и т. д. Официальные документы: отчеты, справки, статьи, опубликованные интервью, брошюры, книги. В-третьих, по характеру документов: естественно функционирующие и созданные специально для каких-то целей. В каждом конкретном случае тот или иной документ будет иметь различный информативный вес.

В работе с документами возникает проблема в связи с тем, кто интерпретирует документ, - человек со своими собственными, присущими ему индивидуальными психологическими особенностями и пристрастиями. Важнейшую роль при изучении документа играет, например, способность к пониманию текста. Проблема понимания - это особая проблема в психологии, но здесь она включается в процесс применения методики, поэтому мы ее не будем принимать во внимание 1 .

Контент-анализ является эффективным методом для преодоления этого вида «субъективности» (интерпретации документа исследователем) . Сущность контент-анализа заключается в систематической фиксации заданных единиц изучаемого содержания и в их квантификации. Делаться это может в самых разнообразных целях в русле той или иной теории или концептуальной схемы, в том числе и для нужд психодиагностики.

Контент-анализ основан на принципе повторяемости, частотности различных смысловых и формальных элементов в документах - определенных понятий, суждений, тем, образов и т. п. Поэтому данный метод применяется только тогда, когда имеется достаточное количество материала для анализа, то есть представлено довольно много отдельных однородных документов, писем, фотографий и т. д. или есть несколько или даже один документ, например, дневник, но достаточного объема. При этом интересующие нас элементы содержания также должны встречаться в исследуемых документах с достаточной частотой. В противном случае наши выводы будут лишены статистической достоверности. Критерием здесь служит закон больших чисел.

В истории развития метода изучения документов имеется довольно разнообразный опыт его применения для психологических целей. Начиная с 20-х годов XX века, в социологии и психологии, помимо интуитивно-качественного подхода в изучении документов все чаще стали применять количественные методы. В СССР еще в 20-х годах количественные методы при изучении документов использовали психологи Н.А. Рыбников, И.Н. Шпильрейн, П.П. Блонский, социолог В.А. Кузьмичёв и др.

Качественно-количественный анализ содержания в 20-е годы использовал в своих работах известный русский исследователь биографических материалов Н.А. Рыбников, который в частности рассматривал автобиографии как психологические документы, документирующие личность и ее историю 1 .

В США тогда же квантификацию в исследовании материалов массовой коммуникации вводили М. Уилли, Г. Лассуэл и др. В 40-50-е годы в США был сформирован специальный междисциплинарный метод изучения документов - контент-анализ (англ, content analysis; от content - содержание). Позднее он пришел в европейские страны. В нашей стране с конца 60-х годов этот метод также получает распространение в социологических , социально-психологических , а позднее и в политико-психологических исследованиях .

Различные модификации метода контент-анализа весьма активно используются зарубежными политическими психологами . Так, например, в исследованиях известных американских ученых Д. Уинтера и М. Херманн с соавторами контент-анализу подверглись тексты выступлений Дж. Буша и М. Горбачёва .

Д. Уинтер и его соавторы пишут: «Как могут психологи оценивать мотивы людей, с которыми они не встречались и которых не могут изучать напрямую? В предшествующие годы было разработано множество объективных методов измерения мотивов и других личностных характеристик «на дистанции» с помощью систематического контент-анализа речей, интервью и прочих спонтанных вербальных материалов» 1 . Эти методы часто использовались в обобщающих исследованиях политического лидерства, например, в прогнозировании внешнеполитических ориентаций или склонности к насилию. Однако в отдельных случаях дистантные методы использовались для создания систематических портретов политических лидеров. Главная гипотеза дистантного исследования такого типа состоит в том, что слова политика и опирающиеся на них показатели являются приемлемыми способами изучения его личности.

Авторы исследования исходили из того, что изучение личностных переменных, которые измеряются с использованием специально разработанных процедур, действительно позволяют преодолевать влияние авторства, впечатлений и эго-защиты. Качественный метод контент-анализа рассматривает авторский текст как своего рода проекцию личности, отражающую особенности его психологии. Единицей анализа являются не слова, а образы. Качественный контент- анализ позволяет выделить важные и актуальные аспекты личности политика и сделать их анализ надежным при помощи эксплицитной кодировки фрагментов текста в соответствии с определенными переменными и количественной обработкой данных. Наряду с чисто качественными особенностями метод контент-анализа позволяет использовать и количественные параметры, позволяющие получить более надежные результаты. Таким образом, опыт применения качественноколичественного анализа различных документов демонстрирует его значительные возможности в психологическом портретировании.

Метод экспертных оценок используется наряду с контент- анализом. Он позволяет оценить отдельные качества личности политика и дать прогноз ее поведения. Примером использования метода экспертных оценок является подход П. Коуверта, основанный на Q-сортировке (Q-sorting). Этот метод позволяет исследователю компилировать экспертные оценки индивидуальности тех людей, непосредственное изучение поведения которых недоступно. Как и контент-анализ, Q-сортировка является строгим и объективным методом сравнения субъективных оценок личности политика .

Достоинством метода экспертных оценок является то, что он позволяет учитывать так называемые коэффициенты солидарности опрашиваемых. Вместе с тем оценки экспертов не всегда основаны на систематических критериях исследования личности. В некоторых случаях высокий коэффициент солидарности среди опрашиваемых может просто указывать на то, что результат опроса - это набор общеизвестной информации и мифов относительно личностных характеристик политиков.

Недостаток метода экспертных оценок заключается в его неэкономичности и громоздкости. Например, чтобы собрать данные для своего исследования о влиянии личности на феномен американского президентства, П. Коверт 1 опросил сорока двух экспертов. С. Рубен- цер и его соавторы при создании своей работы о президентах США встретились с сотнями биографов, политологов, журналистов и чиновников, добились сотрудничества со ста десятью экспертами, которые заполнили в общей сложности сто пятьдесят шесть оценочных бланков, содержавших по шестьсот двадцать пунктов каждый.

Метод экспертных оценок с трудом может быть использован для изучения политиков в разгар избирательных кампаний, когда бывает особенно необходимо дать точную оценку личности того или иного кандидата в плане его психологической пригодности для будущей должности. В таких условиях историки и биографы - это не самые оптимальные источники информации. Более практичным было бы получать данные напрямую из сочинений экспертов, что требует их активного сотрудничества с исследователями.

В отличие от широких и абстрактных когнитивных элементов, которые опираются на психологические теории личности, концепция операционального кода была разработана в основном для исследования политических убеждений. Понятие операционального кода является своеобразным медиатором, связующим звеном между политическим сознанием и поведением. С его помощью политический психолог имеет возможность исследовать политика путем как качественного, так и количественного анализа, используя при этом и тексты выступлений самого лидера, и интервью с его соратниками и биографами. На основании вербальных проявлений политического сознания политический психолог может реконструировать и поведенческие характеристики личности.

Комбинируя различные измерения операционального кода, исследователь может выявить специфические черты конкретного лидера и сравнить его характеристики с данными других политиков. Кроме того, этот метод предоставляет возможности для изучения влияния системы убеждений политического деятеля на его политическое поведение. Исследователи операционального кода в целом согласны с тем, что убеждения политика влияют на его политическое поведение, определяя его позиции по тем или иным вопросам. При этом в большинстве как теоретических, так и эмпирических работ об операциональном коде в центре анализа оказывалась именно природа системы убеждений политика, а не его политическое поведение . Операциональное кодирование является оптимальным методом для анализа когнитивных характеристик личности политического деятеля, находящегося под влиянием эффектов власти и политических кризисов.

Методы психолингвистического анализа политического текста обладают значительным диагностическим потенциалом2. При этом под текстом понимается любой отрезок связной речи, начиная с простого высказывания в повседневной речи - до рассказа, романа, публицистической статьи или любого научного текста. Б.Ф. Поршнев

пишет, что «из всех знаковых средств, из всех механизмов человеческого общения, первенствующее значение принадлежит, конечно, речи» 1 . Внимательно вслушиваясь в речь незнакомого собеседника, наблюдая его в разных коммуникативных ситуациях, мы можем составить портрет языковой личности . Речь человека несет в себе информацию о самых различных чертах личности говорящего. «Человек говорящий» предстает в виде многогранного, многопланового объекта исследования, неповторимость которого определяется уникальной комбинацией социально-психологических характеристик.

Итак, политический психолог, применяющий разнообразные методы диагностирования, в полной мере должен знать их потенциал - это является важным условием эффективности его работы и отражает ориентацию на профессионально оправданные возможности получения значимой психологической информации. Вместе с тем в реальной практике даже опытные психологи часто ориентируются или на текст, произносимый политиком, или на психологические тесты. Различные психодиагностические методы, компьютерные программы тестирования не исключают и не заменяют психологического наблюдения, которое может оказаться информативнее и динамичнее машинной характеристики. Политик чаще «говорит» лицом, позой, одеждой, нежели «крестиками» на бланках тестов. Политический психолог должен стремиться не только к овладению разнообразными инструментальными методами психологического диагностирования, но и к освоению безбланковой психодиагностики, которую профессор Г.В. Суходольский назвал «органолептической психодиагностикой», то есть распознаванием личностных качеств человека с максимальным использованием в первую очередь органов чувств, а не только психометрических инструментов .

Все перечисленные в настоящей работе методы требуют для своего применения не только профессионализма в исполнении и соответствующей профессиональной этики, но и навыков в интерпретации полученных результатов. Они складываются не только из собственно психологических методик, но и из умения соединять их с анализом политического контекста, в котором действует политик и который придает соответствующий смысл его поступкам. К сожалению, есть немало примеров того, как профессиональные психологи, не имевшие опыта работы с политиками, терпели неудачу в установлении контакта с клиентом в конкретной политической ситуации, которую они плохо понимали. Отсюда можно сделать вывод, что для эффективной работы политическому психологу недостаточно только владеть собственно психологическими методами. Ему необходимо грамотно анализировать политический контекст, знать расклад политических сил как в ситуации в целом, так и в ближайшем окружении политика 1 .

№ 26. Дистанционные методы исследований в современной географии

Данные дистанционного зондирования

Материалы дистанционного зондирования получают в резуль­тате неконтактной съемки с летательных воздушных и космичес­ких аппаратов, судов и подводных лодок, наземных станций. Не­которые виды дистанционного зондирования схематически изоб­ражены на рис. 10.1. Получаемые документы очень разнообразны по масштабу, разрешению, геометрическим, спектральным и иным свойствам. Все зависит от вида и высоты съемки, применяемой аппаратуры, а также от природных особенностей местности, ат­мосферных условий и т.п.

Главные качества дистанционных изображений, особенно по­лезные для составления карт, - это их высокая детальность, од­новременный охват обширных пространств, возможность получе­ния повторных снимков и изучения труднодоступных территорий. Благодаря этому данные дистанционного зондирования нашли в

картографии разнообразное применение: их используют для составления и оперативного обновления топографических и тема­тических карт, картографирования малоизученных и труднодос­тупных районов (например, высокогорий). Наконец, аэро- и кос­мические снимки служат источниками для создания общегеогра­фических и тематических фотокарт (см. разд. 11.5).

Съемки ведут в видимой, ближней инфракрасной, тепловой инфракрасной, радиоволновой и ультрафиолетовой зонах спектра. При этом снимки могут быть черно-белыми зональными и пан­хроматическими, цветными, цветными спектрозональными и даже - для лучшей различимости некоторых объектов - ложно-цветными, т.е. выполненными в условных цветах. Следует отметить особые достоинства съемки в радиодиапазоне. Радиоволны, почти не поглощаясь, свободно проходят через облачность и туман. Ноч­ная темнота тоже не помеха для съемки, она ведется при любой погоде и в любое время суток.

Фотографические снимки - это результат покадровой регист­рации собственного или отраженного излучения земных объектов на светочувствительную пленку. Аэрофотоснимки получают с са­молетов, вертолетов, воздушных шаров, космические снимки --со спутников и космических кораблей, подводные - с подводных судов и барокамер, опускающихся на глубину, а наземные - с по­мощью фототеодолитов.

Кроме одиночных плановых снимков в качестве источников используют стереопары, монтажи, фотосхемы и фотопланы, па­норамные снимки и фотопанорамы, фронтальные (вертикальные) фотоснимки и др.

В отличие от фотографических, телевизионные снимки и теле­панорамы получают путем регистрации изображения на светочув­ствительных экранах передающих телевизионных камер (видико-нов). Съемка с борта самолета или со спутника захватывает до­вольно большую полосу местности - шириной от 1 до 2 тыс. км в зависимости от высоты полета и технических характеристик съе­мочной системы. Высокоорбитальные спутники позволяют полу­чать изображение всей планеты в целом и в режиме реального времени передавать его на наземные пункты приема дистанцион­ной информации. Поэтому телевизионная съемка удобна для опе­ративного картографирования и слежения (мониторинга) за зем­ными объектами и процессами. Однако по своему разрешению и величине геометрических искажений телевизионные изображения уступают фотоснимкам.

Телевизионные снимки бывают узко- и широкополосными, они охватывают разные зоны спектра, могут иметь разную развертку и т.п. Особый вид источников - фототелевизионные снимки, в которых детальность фотографий сочетается с оперативностью пе­редачи изображений по телевизионным каналам.

Наиболее широко в картографировании используют сканерные снимки, полосы, «сцены», получаемые путем поэлементной и по­строчной регистрации излучения объектов земной поверхности. Само слово «сканирование» означает управляемое перемещение луча или пучка (светового, лазерного и др.) с целью последова­тельного обзора (осмотра) какого-либо участка.

В ходе съемки с самолета или спутника сканирующее устрой­ство (качающееся зеркало или призма) последовательно, полоса за полосой, просматривает местность поперек направления дви­жения носителя. Отраженный сигнал поступает на точечный фотоприемник, и в результате получаются снимки с полосчатой или строчной структурой, причем строки состоят из небольших эле­ментов - пикселов. Каждый из них отражает суммарную усред­ненную яркость небольшого участка местности, так что детали внутри пиксела неразличимы. Пиксел - это элементарная ячейка сканерного изображения.

При полете съемка ведется постоянно, и поэтому сканирова­ние охватывает широкую непрерывную полосу (или ленту) мест­ности. Отдельные участки полосы называют сценами. В целом ска­нерные изображения уступают по качеству кадровым фотографи­ческим снимкам, однако оперативное получение изображений в цифровой форме имеет громадное преимущество перед другими видами съемки.

Существует ряд модификаций сканерной съемки, дающих изоб­ражения с иными геометрическими и радиометрическими свойствами. Так, сканирующие устройства с линейками полупроводниковых приемников обеспечивают съемку сразу целой строки, причем она получается в проекции, близкой к центральной, что существенно уменьшает геометрические искажения. На этом принципе основана съемка с помощью многоэлементных линейных и матричных при­емников излучения (приборов с зарядовой связью - ПЗС). Они дают возможность получать по каналам радиосвязи снимки очень высоко­го разрешения на местности - до нескольких метров.

Для картографирования обширных территорий используют монтажи сканерных снимков и даже особые сканерные «фотопор­треты», которые передают облик крупных участков планеты, ма­териков и стран так, как они видны из космоса.

Радиолокационные снимки получают со спутников и самолетов, а гидролокационные снимки - при подводной съемке дна озер, морей и океанов. Бортовые радиолокаторы бокового обзора, установлен­ные на аэро-, космических и подводных носителях, ведут съемку по правому и левому бортам перпендикулярно к направлению дви­жения носителя.

Благодаря боковому обзору на снимках прекрасно проявляется рельеф местности, отчетливо читаются детали его расчленения, характер шероховатости. При съемке океанов хорошо видно вол­нение водной поверхности. Радиолокация позволила впервые под­робно картографировать рельеф далеких планет.

Среди новых видов локационных изображений отметим сним­ки, получаемые в ультрафиолетовом и видимом диапазонах с по-мощью лазерных локаторов - лидаров. Непрерывное техническое совершенствование сканерных и локационных систем, множествен­ность съемочных диапазонов, возможности их широкого комби­нирования - все это создает поистине неисчерпаемое разнообра­зие источников для тематического картографирования.

Особое значение для картографирования имеет многозональ­ная съемка. Суть ее в том, что одна и та же территория (или аква­тория) одновременно фотографируется или сканируется в несколь­ких сравнительно узких зонах спектра. Комбинируя зональные сним­ки, можно получать так называемые синтезированные изображения, на которых наилучшим образом проявлены те или иные объекты. Например, подбирая разные сочетания, можно добиться наилуч­шего изображения водных объектов, геологических отложений определенного минералогического состава, разных пород леса, сельскохозяйственных угодий под теми или иными культурами и т.п. Поэтому материалы многозональной съемки - ценнейший источ­ник, в особенности для составления тематических карт.

Дистанционные методы - методы изучения Земли и других космических тел с воздушных или космических летательных аппаратов. В состав дистанционных методов входят аэросъемка, космическая съемка, дешифрование снимков, а также визуальные наблюдения: осмотр территории наблюдателем с борта летательного аппарата.

Аэросъемка - съемка земной поверхности с летательных аппаратов с использованием съемочных систем (приемников информации), работающих в различных участках спектра электромагнитных волн. Различают: -фотографическую аэросъемку (аэрофотосъемку); - телевизионную аэросъемку; - тепловую аэросъемку; - радиолокационную аэросъемку; и - многозональную аэросъемку.

Получаемые в результате аэроснимки (аэрофотоснимки) могут быть: - плановыми, если ось снимающего аппарата располагалась отвесно; или - перспективными, если ось снимающего аппарата располагалась наклонно.

В зависимости от высоты съемки и применяемой аппаратуры снимки имеют разные масштаб, подробность и обзорность.

Дешифрование снимков - исследование аэро- и космических снимков, определение объектов, которые на них изображены, установление между ними взаимосвязей. Дешифрование снимков - важнейший дистанционный метод изучения Земли.

Начало формы

Космическая съемка - фотографическая, телевизионная и т.п. съемка Земли, небесных тел и космических явлений аппаратурой, находящейся за пределами атмосферы Земли (на искусственных спутниках Земли, космических кораблях и т.п.) и дающей изображения в различных областях электромагнитного спектра.

Получаемые в результате космической съемки космические снимки отличаются от аэроснимков гораздо большей обзорностью, огромным охватом территории: на снимке среднего масштаба 3-4 тыс.кв.км, на снимке мелкого масштаба - десятки тысяч кв.км. Средний масштаб космических снимков Земли 1:1000000, 1:10000000.

В зависимости от положения оси снимающего аппарата различают плановую и перспективную космические съемки.

Для наблюдения Земли из космоса используют дистанционные методы: исследователь имеет возможность на расстоянии получать информацию об изучаемом объекте.

Дистанционные методы, как правило, являются косвенными, т.е. с их помощью измеряют не интересующие нас параметры объектов, а некоторые связанные с ними величины. Например, нам необходимо оценить состояние сельскохозяйственных посевов. Но аппаратура спутника регистрирует лишь интенсивность светового потока от этих объектов в нескольких участках оптического диапазона. Чтобы "расшифровать" такие данные, требуются предварительные исследования, включающие в себя различные эксперименты по изучению состояния растений контактными методами; по изучению отражательной способности листьев в различных участках спектра и при различном взаимном расположении источника света (Солнца), листьев и измерительного прибора. Далее необходимо определить, как выглядят те же объекты с самолета, и лишь после этого судить о состоянии посевов по спутниковым данным.

Дистанционные методы делят на активные и пассивные. При использовании активных методов спутник посылает на Землю сигнал собственного источника энергии (лазера, радиолокационного передатчика), регистрирует его отражение. Радиолокация позволяет "видеть" Землю сквозь облака. Чаще используются пассивные методы, когда регистрируется отраженная поверхностью энергия Солнца либо тепловое излучение Земли. Главными достоинствами космических средств, при использовании их для изучения природных ресурсов и контроля окружающей среды являются: оперативность, быстрота получения информации, возможно доставки её потребителю непосредственно в ходе приёма с КА, разнообразие форм наглядность результатов, экономичность.

Таблица №1 Диапазоны волн электромагнитных излучений.

Методы изучения Земли из космоса не случайно относят к высоким технологиям. Это связано не только с использованием ракетной техники, сложных оптико-электронных приборов, компьютеров, но и с новым подходом к получению интерпретации результатов измерений. И хотя трудоемкие подспутниковые исследования проводятся на небольшой площади, они дают возможность обобщать данные на огромные пространства и даже на весь земной шар. Широта охвата является характерной чертой спутниковых методов исследования Земли. К тому же эти методы, как правило, позволяют получать результат за сравнительно короткий интервал времени.Конец формы

Начало формы

Фотографическую съемку поверхности Земли с высот более 150 - 200 км принято называть космической. Отличительной чертой КС является высокая степень обзорности, охват одним снимком больших площадей поверхности. В зависимости от типа применяемой аппаратуры и фотопленок, фотографирование может производиться во всем видимом диапазоне электромагнитного спектра, в отдельных его зонах, а также в ближнем ИК (инфракрасном) диапазоне.

Масштабы съемки зависят от двух важнейших параметров: высоты съемки и фокусного расстояния объектива. Космические фотоаппараты в зависимости от наклона оптической оси позволяют получать плановые и перспективные снимки земной поверхности. В настоящее время для съемок из космоса наиболее часто используются многоспектральные оптико-механические системы - сканеры, установленные на ИСЗ различного, назначения. При помощи сканеров формируются изображения, состоящие из множества отдельных, последовательно получаемых элементов. Термин "сканирование" обозначает развертку изображения при помощи сканирующего элемента (качающегося или вращающегося зеркала), поэлементно просматривающего местность поперек движения носителя и посылающего лучистый поток в объектив и далее на точечный датчик, преобразующий световой сигнал в электрический. Этот электрический сигнал поступает на приемные станции по каналам связи. Изображение местности получают непрерывно на ленте, составленной из полос - сканов, сложенных отдельными элементами - пикселями. Сканерные изображения можно получить во всех спектральных диапазонах, но особенно эффективным является видимый и ИК-диапазоны.

Радиолокационная (РЛ) или радарная съемка - важнейший вид дистанционных исследований. Используется в условиях, когда непосредственное наблюдение поверхности планет затруднено различными природными условиями: плотной облачностью, туманом и т. п. Она может проводиться в темное время суток, поскольку является активной. Для радарной съемки обычно используются радиолокаторы бокового обзора (ЛБО), установленные на самолетах и ИСЗ.

С помощью ЛБО радиолокационная съемка осуществляется в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Сущность съемки заключается в посылке радиосигнала, отражающегося по нормали от изучаемого объекта и фиксируемого на приемнике, установленном на борту носителя. Радиосигнал вырабатывается специальным генератором. Время возвращения его в приемник зависит от расстояния до изучаемого объекта. Этот принцип работы радиолокатора, фиксирующего различное время прохождения зондирующего импульса до объекта и обратно, используется для получения РЛ-снимков. Изображение формируется бегущим по строке световым пятном. Чем дальше объект, тем больше времени надо на прохождение отражаемого сигнала до его фиксации электронно-лучевой трубкой, совмещенной со специальной кинокамерой.

Инфракрасная (ИК), или тепловая, съемка основана на выявлении тепловых аномалий путем фиксации теплового излучения объектов Земли, обусловленного эндогенным теплом или солнечным излучением. 0на. широко применяется в геологии. Температурные неоднородности поверхности Земли возникают в результате неодинакового нагрева различных ее участков.

Спектрометрическая (СМ) съемка проводится с целью измерения отражательной способности горных пород. Знание значений коэффициента спектральной яркости горных пород расширяет возможности реологического дешифрирования, придает ему большую достоверность. Горные породы имеют различную отражательную способность, поэтому отличаются величиной коэффициента спектральной яркости.

Лидарная съемка является активной и основана на непрерывном получении отклика от отражающей поверхности, подсвечиваемой лазерным монохроматическим излучением с фиксированной длиной волны. Частота излучателя настраивается на резонансные частоты поглощения сканируемого компонента (например, приповерхностного метана), так что в случае его заметных концентраций соотношение откликов в точках концентрирования и в вне их будут резко повышенными. Фактически - лидарная спектрометрия это геохимическая съемка приповерхностных слоев атмосферы, ориентированная на обнаружение микроэлементов или их соединений, концентрирующихся над современно активными геоэкологическими объектами.

Дистанционного зондирования мйтоды (a. remote sensing, distances methods; н. Fernerkundung; ф. teledetection; и. metodos a distancia ), - общее название методов изучения наземных объектов и космич. тел неконтактным путём на значит. расстоянии (напр., с воздуха или из космоса) разл. приборами в разных областях спектра. Д. м. позволяют оценивать региональные особенности изучаемых объектов, выявляемые на больших расстояниях. Термин получил распространение после запуска в 1957 первого в мире ИСЗ и съёмки обратной стороны Луны сов. автоматич. станцией "Зонд-3" (1959).
Различают активные Д. м., основанные на использовании отражённого объектами излучения после облучения их искусств. источниками, и пассивные, к-рые изучают собств. излучение тел и отражённое ими солнечное. В зависимости от расположения приёмников Д. м. подразделяют на наземные (в т.ч. надводные), воздушные (атмосферные, или аэро-) и космические. По типу носителя аппаратуры Д. м. различают самолётные, вертолётные, аэростатные, ракетные, спутниковые Д. м. (в геол.-геофиз. исследованиях - аэрофотосъёмка, аэрогеофизическая съёмка и космическая съёмка). Отбор, сравнение и анализ спектральных характеристик в разных диапазонах электромагн. излучения позволяют распознать объекты и получить информацию об их размере, плотности, хим. составе, физ. свойствах и состоянии. Для поисков радиоактивных руд и источников используется g-диапазон, для установления хим. состава г. п. и почв - ультрафиолетовая часть спектра; световой диапазон наиболее информативен при изучении почв и растит, покрова, ИК - даёт оценки темп-р поверхности тел, радиоволны - информацию о рельефе поверхности, минеральном составе, влажности и глубинных свойствах природных образований и об атмосферных слоях.
По типу приёмника излучения Д. м. подразделяют на визуальные, фотографические, фотоэлектрические, радиометрические и радиолокационные. В визуальном методе (описание, оценка и зарисовки) регистрирующим элементом является глаз наблюдателя. Фотографич. приёмники (0,3-0,9 мкм) обладают эффектом накопления, однако они имеют разл. чувствительность в разных областях спектра (селективны). Фотоэлектрич. приёмники (энергия излучения преобразуется непосредственно в электрич. сигнал при помощи фотоумножителей, фотоэлементов и др. фотоэлектронных приборов) также селективны, но более чувствительны и менее инерционны. Для абс. энергетич. измерений во всех областях спектра, и особенно в ИК, используют приёмники, преобразующие тепловую энергию в др. виды (чаще всего в электрические), для представления данных в аналоговой или цифровой форме на магнитных и др. носителях информации для их анализа при помощи ЭВМ. Видеоинформация, полученная телевизионными, сканерными (рис.), панорамными камерами, тепловизионными, радиолокационными (бокового и кругового обзора) и др. системами, позволяет изучить пространственное положение объектов, их распространённость, привязать их непосредственно к карте.

Наиболее полные и достоверные сведения об изучаемых объектах даёт многоканальная съёмка - одновременные наблюдения в нескольких диапазонах спектра (напр., в видимом, ИК и радиообласти) или радиолокация в сочетании с методом съёмки более высокого разрешения.
В геологии Д. м. используются для изучения рельефа, строения земной коры, магнитных и гравитац. полей Земли, разработки теоретич. принципов автоматизир. систем космофотогеол. картирования, поиска и прогнозирования м-ний п. и.; исследования глобальных особенностей геол. объектов и явлений, получения предварит, данных о поверхности Луны, Венеры, Марса и др. Развитие Д. м. связано с улучшением наблюдат. базы (спутники-лаборатории, балонные аэростанции и др.) и техн. аппаратуры (внедрение криогенной техники, снижающей уровень помех), формализацией дешифровочного процесса и созданием на этой основе машинных методов обработки информации, дающих макс. объективность оценок и корреляций. Литература : Аэрометоды геологических исследований, Л., 1971; Баррет Э., Куртис Л., Введение в космическое землеведение. Дистанционные методы исследования Земли, пер. с англ., М., 1979; Гонин Г. Б., Космическая фотосъемка для изучения природных ресурсов, Л., 1980; Лаврова Н. П., Стеценко А. Ф., Аэрофотосъемка. Аэрофотосъемочное оборудование, М., 1981; Радиолокационные методы исследования Земли, М., 1980; "Исследование Земли из космоса" (с 1980); Дистанционное зондирование: количественный подход, пер. с англ., М., 1983; Теicholz E., Processing Satellite Data, "Datamation", 1978, v. 24, No 6. К. А. Зыков.

• - обследования в сельском хозяйстве, совокупность методов сбора, обработки и использования материалов аэро- и космич...

  Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

• - Рис. 1. Аппарат Ван Слайка для определения щелочного резерва плазмы крови. Рис. 1. Аппарат Ван Слайка для определения щелочного резерва плазмы крови...

  Ветеринарный энциклопедический словарь

• - в демoграфин, совокупность приёмов изображения закономерностей развития и размещения нас., зависимостей между демографич. процессами и структурами с помощью начертаний. По сравнению с алгебраич...

  Демографический энциклопедический словарь

• - 1) методы изучения газового состава крови, основанные на принципе физического и химического вытеснения газов крови, поглощении выделяющихся газов химическими реактивами и измерении давления в замкнутой системе до и...

  Большой медицинский словарь

• - совокупность приемов, позволяющих исследовать и прогнозировать развитие природных объектов путем сопоставления прихода и расхода вещества, энергии и других потоков...

  Экологический словарь

• - защиты растений, совокупность приемов сокращения численности нежелательных организмов с помощью др. живых существ и биопродуктов...

  Экологический словарь

• - метод решения краевых задач математической физики, сводящиеся к минимизации функционалов - скалярных переменных величин, зависящих от выбора одной или нескольких функций...

  Энциклопедический словарь по металлургии

• - способы, приемы, средства обеспечения необходимого управляющего воздействия органов исполнительной власти, органов местного самоуправления, осуществляющих исполнительную деятельность, их должностных лиц,...

  Административное право. Словарь-справочник

• - I Ван-Сла́йка ме́тоды газометрические методы количественного определения аминного азота, кислорода и углекислого газа крови - см. Азот. II Ван-Сла́йка ме́тоды 1) методы изучения газового состава крови,...

  Медицинская энциклопедия

• - методы выявления гистиоцитов в препаратах нервной ткани и различных органов с помощью аммиачного серебра или пиридиново-содовых растворов серебра...

  Большой медицинский словарь

• - методы обезвреживания отбросов, содержащих органические вещества, основанные на их разогревании в результате жизнедеятельности термофильных аэробных микроорганизмов...

  Большой медицинский словарь

• - методы оценки предположений о характере наследования, основанные на сопоставлении наблюдаемых и ожидаемых соотношений больных и здоровых в семьях, отягощенных наследственными болезнями, с учетом способа...

  Большой медицинский словарь

• - гистохимические методы выявления ферментов, основанные на реакции образования осадков фосфата кальция или магния в местах локализации ферментативной активности при инкубации срезов тканей с органическими...

  Большой медицинский словарь

• - радиометрические методы, основанные на использовании g -излучения. По виду излучения различают: Г.-м., использующие g -излучение г. п. и руд, и Г.-м., использующие рассеянное g...

  Геологическая энциклопедия

• - дистанционного зондирования мйтоды, - общее название методов изучения наземных объектов и космич. тел неконтактным путём на значит. расстоянии разл. приборами в разных областях спектра...

  Геологическая энциклопедия

• - "...2...

  Официальная терминология

"Дистанционные методы" в книгах

84. Методы элементарной математики, математической статистики и теории вероятностей, эконометрические методы