Дистанционное зондирование - не новый метод. В течение многих десятилетий человек поднимался над Землей, чтобы наблюдать ее с большого расстояния и узнать таким образом еще больше о ней. Для этой цели широко использовалась аэрофотосъемка, а со временем появились новые виды съемки, использующие для дистанционного зондирования фотографические датчики.

Благодаря последним достижениям в области искусственных спутников, несущих системы датчиков слежения за Землей, стало возможным использование огромного количества фотографий и других видов информации о поверхности Земли, которые помогут В решении таких задач, как снижение острой нехватки продуктов, управление и контроль за загрязнением окружающей среды, увеличение запасов естественных ресурсов и планирование роста городов. С точки зрения этих задач спутниковые данные имеют большое значение при условии, что их большой объем быстро и экономично будет сведен к полезной информации. Современные быстродействующие цифровые ЭВМ хорошо приспособлены для решения задач сокращения данных, а слияние таких вычислительных методов с новыми системами наблюдения уже позволило получать точную текущую информацию об окружающем нас мире. Результат синтеза - количественный метод дистанционного зондирования.

До некоторой степени мы пристрастны, употребляя выражение «количественный подход» для описания особо выделенного здесь метода дистанционного зондирования. Другие методы дистанционного зондирования (некоторые их них использовались гораздо дольше, чем относительно новая описываемая здесь технология) также связаны с количественными методами. Однако никакой другой метод не был так тесно связан с количественным сбором, хранением, обработкой и применением данных дистанционного зондирования. Новые системы датчиков могут быть откалиброваны более точно и работают в более широких динамических и спектральных диапазонах с большей чув-

ствительностью, чем любые ранее применяемые для этой цели приборы. Непосредственно в датчике сохраняется целостность данных при преобразовании, записи и хранении их в цифровой форме (т. е. в машинно-совместимом виде). Методы машинного анализа по сути своей количественные (предметные, численные) и дают количественные результаты (численные, статистические). Результаты часто наилучшим образом используются в приложениях, где требуется количественная информация, нередко быстро выделенная из относительно больших объемов данных системы датчиков.

Количественный подход к дистанционному зондированию быстро развивался в последние десять лет, и документация по нему разбросана в технической литературе по многим дисциплинам. Хотя такая многодисциплинарная природа этой технологии и свидетельствует о ее глубине и широте применения, она в то же самое время затрудняет для начинающих быстрое, всестороннее понимание метода. До публикации этой книги единого руководства по количественному методу дистанционного зондирования не было.

В книге «Дистанционное зондирование: количественный подход» рассматриваются как теоретические основы, так и практические аспекты этого подхода к дистанционному зондированию. Эта тема разбирается в последовательных главах и логически развивается из самой технологии. После введения многоспектральных и многовременных понятий как основа всей книги дается общее описание системы количественного дистанционного зондирования. Объяснение физической теории, лежащей в основе систем сбора данных, ведет к расширенному описанию в гл. II датчиков, которые лучше всего подходят для сбора количественных данных. Статистическая теория, На которой основаны различные этапы анализа данных, описана в гл. III, а методы вьшолнения задач обработки и анализа данных исследуются в гл. IV. В гл. V и VI показано вначале, почему естественные спектральные условия Земли могут быть выражены в количественной форме, а затем приведен пример, описывающий

действительное исследование большой сельскохозяйственной области, выполненное количественным методом дистанционного зондирования. В последней главе рассматривается более

сложное, основанное и на многомерном анализе, и на анализе изображений многоспектральное дистанционное зондирование,, 8

соответствующее настоящему состоянию технологии, и предлагаются перспективы на будущее.

Наша цель - помочь читателю этой книги понять количественное дистанционное зондирование. Книга предназначена не для того, чтобы обучить читателя, как использовать определенную систему или как применить технологию к данному приложению, а скорее для того, чтобы помочь ему осознать открытые перед ним перспективы, а также теоретически подготовить для принятия правильных решений.

Эта книга может быть использована во многих случаях людьми, имеющими различную подготовку и цели. Уровень представленного материала предполагает только общую научную подготовку, и таким образом книга может быть использована студентами последних курсов вузов и аспирантами, специализирующимися в целом ряде дисциплин. Она также пригодна и для специалистов, которым необходимо понять теоретические основы количественного дистанционного зондирования для оценки его пригодности в их работе.

В качестве помощи читателям каждая глава содержит определение целей обучения; это дает читателю быстрый предварительный обзор изложенного материала и в случае группового обучения помогает руководителю группы сосредоточить внимание иа тех аспектах методики, которые более всего связаны с их занятиями. Вопросы и упражнения помогут читателю лучше усвоить изложенный материал и послужат в качестве отправных точек для групповых дискуссий. Эти цели обучения и упражнения были подготовлены д-ром Джоном С. Линденлаубом, который много сделал в разработке и применении нетрадиционных учебных материалов в дистанционном зондировании и технике. Библиография по открытой литературе, помещенная в конце каждой главы, поможет читателю, желающему продолжить и углубить свое обучение. В словаре определены технические термины по многим дисциплинам в рамках количественного подхода к дистанционному зондированию природных ресурсов Земли.

В силу многодисциплинарной природы количественного дистанционного зондирования единый систематический подход может во многом помочь в учебном представлении материала. Идеально такое представление также может быть достигнуто действительно многодисциплинарным путем с точки зрения не только инженера, оператора ЭВМ или агронома, но как эффек-