количественными измерениями отражательной способности в различных областях пакового снега по данным Скайлаб.

Таким образом, мы видим, что картографирование снежного покрова очень удобно в среднем инфракрасном диапазоне длин волн и что состояние снега можно определить путем сравнения данных различных диапазонов ближней инфракрасной части спектра.

Задачи

V.19. Подберите к различным приложениям наиболее подходящий диапазон длин волн.

Определение местонахождения поверхности воды (видимый)

Определение качества воды......(ближний инфракрасный)

Картографирование снежного покрова . . . (средний инфракрасный)

V..20. Если коэффициент пропускания очень прозрачной воды высокий, почему измеренные значения отражательной способности поверхности воды могут быть очень низкими в одних случаях и очень высокими в других?

V.21. Какие из перечисленных ниже веществ влияют на характеристики отражательной способности воды: а) кислород, б) мутность, вызванная неорганическими веществами, в) хлорофилл, г) двуокись углерода, д) значение водородного показателя (рН), е) хлористый натрий, ж) глубинные характеристики?

V.22. Если мутность воды, вызванная наличием в ней взвещенных частиц почвы, увеличилась, то отражательная способность в диапазоне длин волн 0,6-0,7 мкм.......(увеличится, уменьшится, останется без изменений.

V.23, а). Если мутность воды, вызванная наличием в ней хлорофилла, увеличилась, то отражательная способность в диапазоне длин волн 0,6- 0,6 мкм.........(увеличится, уменьшится, останется без изменений); б). Как бы Вы ответили в случае а), если бы был дан диапазон длин волн 0,4-0,5 мкм?

Цели изучения.

После изучения разд. V.5 читатель должен уметь:

1. Перечислить и рассмотреть ряд факторов, вызывающих временные или пространственные изменения спектральных характеристик сельскохозяйственных, лесных и степных типов покрытия земной поверхности.

2. Определить четыре способа сбора данных дистанционного зондирования, помогающих минимизировать спектральные изменения, обычно встречающиеся среди сельскохозяйственных культур.

3. Объяснить необходимость определения основных типов покрытия.

4. Обсудить возможности и недостатки систем дистанционного зондирования для получения карт землепользования.

V.5. Временные и пространственные влияния на спектральные характеристики признаков поверхности Земли

Одной из самых сложных задач эффективной интерпретации данных дистанционного зондирования является понимание временных и пространственных изменений спектральных характе-

ристик естественных ресурсов или типов покрытия земной поверхности, за которыми ведется наблюдение. Интерпретация большого количества многоспектральных сканерных данных, цветных и цветных инфракрасных фотоснимков, а также других видов данных дистанционного зондирования показала, что различные исследуемые признаки поверхности Земли, особенно растительность, имеют часто очень различные спектральные характеристики.

Прежде всего давайте уточним значение терминов «временные влияния» и «пространственные влияния». Изменения спектральных характеристик, вызванные временными влияниями, включают случаи, когда спектральные характеристики растительности или другого типа покрытия в данном районе изменяются со временем. Иногда период времени может включать только несколько часов, но чаще исходный период включает дни, недели или даже месяцы. Когда в данный момент времени спектральные характеристики одного типа растительности, растущей в различных географических районах, различны, мы называем это пространственным влиянием. В некоторых случаях рассматриваемые районы могут находиться на небольшом расстоянии друг от друга (например, несколько метров), но в других это расстояние может колебаться в пределах от нескольких до сотен километров.

Что касается временных изменений, спектральные характеристики многих видов растительности почти постоянно находятся в состоянии изменения, и, кроме того, различные виды часто изменяются в различные моменты времени в течение вегетационного периода. Например, одни деревья покрываются листвой раньше весной, чем другие, и различные виды сельскохозяйственных культур увядают в различное время года. Кроме того, когда листья распускаются, их цвет меняется от светло-зеленого до темно-зеленого. Такие изменения сопровождаются увеличением содержания хлорофилла и изменением внутренней структуры листьев [1]. Как было показано в разд. V.2, такие физиологические изменения растительности также вызывают изменения спектральных характеристик. Многие виды сельскохозяйственных культур дают очень быстрые изменения спектральных характеристик в течение вегетационного периода. Например, в центральной части штата Индиана с помощью приборов дистанционного зондирования было установлено, что озимая пшеница имеет в конце мая довольно густой покров пышной зеленой растительности, а в конце июня та же самая озимая пшеница золотисто-коричневого цвета и близка к созреванию. Через две недели эта пшеница, вероятно, будет убрана, и приборы дистанционного зондирования измерят только отражательную способность бледно-желтой стерни. Во многих случаях еще через две недели кроме соломы появится зеленая растительность, и характеристики полей в данных дистанционного зондирования будут очень похожи на характеристики пастбища или, возможно, луга.

gee это свидетельствует о важности понимания сезонных изменений сельскохозяйственных культур для оптимального использования данных дистанционного зондирования, полученных в различные моменты времени.

Что касается пространственных влияний на спектральные характеристики, то необходимо рассмотреть два их вида. Первый включает влияние на спектральные характеристики пространственных изменений в ограниченной области, таких как влияние густоты посадки сельскохозяйственных культур, посеянных рядами, или изменения морфологии растений. Например, различия в ширине междурядий сельскохозяйственных культур могут быть причиной того, какую густоту посадки «видит» система дистанционного зондирования в любой момент времени в течение вегетационного периода (особенно в самом его начале), а это вызывает различия спектральных характеристик различных полей. Заболевания или состояние стресса часто сказывается на размерах растений и их морфологии, которые влияют на изменения спектральных характеристик. Кроме того, такие различия спектральных характеристик отчасти обусловлены различиями густоты посадки растительности, наблюдаемыми системой дистанционного зондирования с высоты полета спутника. Второй вид пространственных влияний - спектральные изменения в относительно больших географических областях, обусловленные различными погодными условиями, типами почв или агротехникой. Эти различия спектральных характеристик больших областей иногда назьшают «географическими влияниями» на спектральные характеристики.

Нельзя не учитывать временных и географических (или пространственных, охватывающих обширные территории) влияний на спектральные характеристики. Тот факт, что они различны для различных видов растительности, иногда вызывал большие трудности в тех случаях, когда в качестве обучающих данных для картографирования отдельных видов растительности в больших географических областях использовалось ограниченное множество данных спектральных характеристик по одному географическому району. Выявление и понимание временных и географических влияний на спектральные характеристики является первым и очень важным этапом в разработке эффективных методов анализа данных дистанционного зондирования, полученных на больших географических площадях. Мы вернемся к этому вопросу позднее.

С практической точки зрения информация о годовом цикле развития сельскохозяйственных культур или других типов покрытия, о том, как выглядят эти сельскохозяйственные культуры на каждой стадии вегетационного периода и в различных областях страны или мира, позволяет пользователю данных дистанционного зондирования оптимально планировать полеты с целью сбора данных. Могут быть определенные моменты времени в течение года, когда идентификация отдельных видов сельскохо-18-859 273