излучением, измеренным сканером, и фактической температурой поверхности воды).

Второй этап предварительной обработки, который необходимо особо отметить, состоял в осреднении линий сканирования- методе, при котором избыточность данных используется для уменьшения шума. Здесь избыточность данных, полученная в результате сканирования с перекрытием (см. разд. П.6), служит источником дополнительной информации, помогаюшей улучшить качество данных. Вместо обычной отбраковки избыточные строки сканирования осредняются, что значительно увеличивает отношение сигнал/шум и таким образом улучшает разрешимость отдельных классов, т. е. в данном случае температур [24]. Этап предварительной обработки данных всегда необходим при сканировании с перекрытием и в случаях, когда требуется уменьшить шум до анализа. Метод анализа данных представлял собой многоуровневую классификацию (он также использовался при картографировании снежного покрова в примере, описанном ранее). Этот метод предусматривал измерения спектральной отражательной способности сначала для идентификации тех векторов данных, которые обозначали воду. Затем исследовали тепловые характеристики только водных областей. Этот метод, состояший из двух этапов, был необходим потому, что ряд других поверхностных материалов обладал такой же температурой излучения, какую имела и вода, и поэтому их нельзя было различить на основании одной тепловой информации. Если бы температуры были неодинаковыми, можно было бы создать карты температур воды с помошью ЭВМ на основе одних тепловых данных.

На результирующей термальной карте (рис. VI.21, между с. 32 и 33) показаны водные области, причем различные поверхностные температуры обозначены разными цветами.

Оценивание. Для проверки точности метода тепловой калибровки измерения температуры воды с помощью обычного контактного термометра выполняли приблизительно одновременно со сбором сканерных данных. Как и следовало ожидать,, температуры излучения, которые действительно можно измерить только в слое воды толщиной 0,02 мм, были значительно ниже динамических температур из-за охлаждающего влияния испарения на поверхности воды, но нри учете этой постоянной и исправимой разницы температура поверхиости воды может определяться с точностью до двух десятых градуса по стоградусной шкале с высоты 608 м (2000 футов) при использовании спектральной полосы 8,0-13,5 мкм. Для сравнения сканер собирал данные с одной и той же области и с большей высоты: 3000 и 1500 м. Температуры, которые определяли для этих данных с помощью таких же методов анализа, были значительно ниже, на основании чего сделали вывод, что в так называемых «атмосферных окнах» атмосфера недостаточно прозрачна, что-

бы тепловое излучение могло пройти через нее без значительного рассеяния.

Результаты исследования показали, что при использовании многоспектрального сканера с внутренней тепловой калибровкой измерения температур излучения водных масс могут выполняться без поверхностных измерений.

VI.4. Заключение

Мы рассмотрели некоторые конкретные приложения количественного дистанционного зондирования к задачам управления природными ресурсами Земли. Применение дистанционного зондирования для решения указанных проблем рассматривалось в виде пяти основных этапов, описанных в начале главы, а затем тщательно разработанных в процессе обсуждения каждого из них на характерных примерах по идентификации сельскохозяйственных культур. Эти этапы также служат основой пяти примеров анализа, рассмотренных менее подробно. На всех этих примерах идентификации и анализа показано использование ряда методов сбора и анализа данных, а также отмечалась та большая помощь, которую может оказать человек, участвуя в анализе. Кроме того, в примерах приведены задачи по дистанционному исследованию больших географических областей и относительно небольших, результаты анализа, представленные в форме изображений и таблиц, и как качественные, так и количественные способы оценивания результатов анализа.

В этой главе мы рассмотрели множество возможных применений количественного анализа данных дистанционного зондирования, а также многочисленные аспекты метода, от планирования проекта до окончательного представления результатов. В действительности, разносторонность метода распространяется и на первоначальную постановку целей, что позволяет исследователям природных ресурсов формулировать все более необходимые и сложные задачи анализа. Именно такая разносторонность метода позволит успешно решать в будущем еще не сформулированные задачи и будет способствовать развитию технологии.

С одной стороны, в этой главе обсуждается то, что уже достигнуто с помощью количественного анализа данных дистанционного зондирования, а с другой - предлагается множество идей, которые можно использовать для совершенствования технологии.

Задачи

VI. 1. Представьте себе, что Вы читаете лекцию по применению дистанционных исследований к проблемам лесного хозяйства группе студентов, специализирующихся в лесоводстве. Перечислите основные этапы применения, которые бы Вы хотели, чтобы студенты законспектировали.

VI.:2. Примеры применения, описанные в разд. VI.3, были взяты из результатов проектов дистанционных исследований. Таким образом, в некото-

рых случаях этот подход мог быть ограниченным, что не характерно для случаев крупномасштабного применения. Выберите из этих примеров применения три и проанализируйте их, определяя основные этапы проекта. Оцените и объясните Ваш выбор, сделанный с учетом используемой системы сбора данных, частоты сбора данных, источников справочных данных и методов анализа.

VI.3. Перед развивающейся страной Дьюпур стоят две трудные задачи. Одна проблема связана с производством и распределением продуктов в стране. Другая проблема касается управления лесными массивами, которые вырубаются и лесоматериал продается на мировом рынке с быстрой, но неизвестной скоростью. Правительство этой страны хочет знать, можно ли с помощью дистанционного зондирования получить необходимые данные, которые могут служить основой правильных решений по управлению лесными ресурсами.

Ваша задача - изложить Ваше мнение (достаточно двух или трех абзацев) о том, можно ли с помощью дистанционного зондирования эффективно решить эти задачи. Ваше мнение должно основываться на правильных технических оценках. Если экспериментальное исследование кажется Вам необходимым. Вы должны порекомендовать конкретные системы датчиков сбора данных, определить необходимые виды справочных данных и предложить метод оценивания экспериментального проекта. Вы должны дать техническое обоснование использования определенного типа системы сбора данных. Аналогичным образом, необ.ходимо перечислить причины, почему данная система не подходит для задачи. Карта страны приведена на рис. VI.22, а географическое описание и сельскохозяйственное использование - ниже.

Дьюпур расположена приблизительно в 18° с. ш. Большая часть населения живет в западной прибрежной области. Здесь два больших города; один расположен в устье р. Смайл, а другой - дальше к югу вдоль побережья. Примерно 80% всего времени прибрежная зона без облаков. Это составляет острый контраст с нагорьем, которое покрыто облаками почти каждый день, за исключением 1-2 ч после восхода солнца.

90% продуктов в стране производится в солнечной прибрежной области. Фермы маленькие (по стандартам США), размером 7-10 га (15-20 акров). Средний размер полей - 1 га. Семьи фермеров обычно выделяют половину земли под «товарные» сельскохозяйственные культуры и половину используют под пастбища и для выращивания фруктов и овощей. Основная товарная культура - пшеница, за исключением области в долине р. Смайл, занятой рисовыми полями. Было установлено, что с помощью современных методов ведения сельского хозяйства можно вдвое увеличить урожайность и получить продукты для экспорта. Для выполнения этой задачи необходимо разработать метод контроля за урожаем сельскохозяйственных культур, а также систему транспортировки и хранения продуктов.

Нагорье покрыто обширными лесными массивами, которые быстро вырубаются коммерческими фирмами по заготовке и транспортировке леса и перевозятся за границу. Эти ко.мпанни не стремятся заново посадить лес или вырубать его в каком-либо установленном порядке. Правительство озабочено, Потому что оно не знает подходящего способа контроля за деятельностью этих компаний.

Рис. VI.22