|
ПРОГРАММА КУРСА
КОСМИЧЕСКОЕ ЛАНДШАФТОВЕДЕНИЕ
4 курс, осенний семестр
Предисловие
Современная подготовка квалифицированных ландшафтоведов-экологов предполагает обязательное овладение ими дистанционными методами исследования. Съемка Земли из космоса стала в наши дни одним из важнейших информационных источников о природных и природно-антропогенных ландшафтах, их динамике и экологическом состоянии. Новые методы породили новое научное направление – космическое ландшафтоведение.
Учебный курс “Космическое ландшафтоведение” имеет целью ознакомление студентов с основами методологии и методикой ландшафтной интерпретации космических снимков (КС), получения с их помощью оперативной ландшафтно-экологической информации для решения научных и прикладных задач. Помимо лекций, курс включает достаточно объемные практические занятия, в ходе которых студенты должны овладеть навыками ландшафтного дешифрирования КС, космического ландшафтного картографирования и физико-географического районирования.
К 5-тому году обучения студентами должны быть усвоены общие научные знания и элементарные приемы аэрокосмических географических исследований. Учебная программа предыдущих лет включает соответствующие дисциплины. В связи с этим в настоящем курсе главное внимание сосредоточено на специальных – ландшафтных и ландшафтно-экологических проблемах дистанционного изучения Земли.
Введение
Дистанционные методы в становлении и развитии ландшафтной географии. Аэрофотосъемка в исследованиях локальных ландшафтных структур и крупномасштабном ландшафтном картографировании. Значение космического зондирования Земли для информационного обеспечения выхода ландшафтоведения на региональные и планетарные рубежи.
Космическая съемка и проблемы создания региональных геоинформационных систем.
Определение космического ландшафтоведения как научного направления. Объект, предмет и метод дистанционного исследования.
I. Средства и способы съемки Земли из космоса
Транспортные средства, используемые для космических исследований Земли. Современные космические носители: искусственные спутники Земли (ИСЗ), автоматические межпланетные станции (АМС), пилотируемые космические корабли (ПКК), пилотируемые орбитальные станции (ПОС).
Типы и высота космических орбит. Их предназначение для различных видов дистанционного зондирования Земли.
Основные виды космических съемок Земли. Применяемая съемочная аппаратура.
II. Космические снимки Земли
Классификация КС по технологии получения и спектральному диапазону. Разделение КС по масштабу, обзорности и разрешению.
Многозональная космическая съемка.
Предварительная обработка и преобразование космических изображений. Коррекция, трансформация, увеличение КС. Синтезирование цветных изображений на многозональной основе. Квантование. Цветное кодирование.
Специфика использования КС различных типов в региональных ландшафтных исследованиях и физико-географическом районировании.
III. Космические снимки – пространственно-временные ландшафтные модели
КС – интеграционные модели природных и природно-антропогенных геосистем. Иерархичность (многоярусность) ландшафтных структур, моделируемых из космоса. Сопряженность пространственной и временной информации на КС: ландшафтные структуры, состояния, динамика, антропогенные изменения.
Познавательные функции КС как научных моделей: заместительная, аппроксимационная, экстраполяционная, трансляционная, эвристическая. Специфические отличия космических моделей от географических моделей иного типа. Соотношение объективного и абстрактного, онтологического и гносеологического на КС и географических (в том числе ландшафтных) картах.
IV.Научно-методические основы ландшафтного дешифрирования космических снимков
Объекты ландшафтного дешифрирования, их геосистемная размерность. Ландшафтное разрешение КС различных масштабов. Ландшафт как узловая единица дешифрирования региональных космических изображений.
Прямые и косвенные признаки дешифрирования. Роль ландшафтной индикации в космическом ландшафтоведении.
Сопряженное дешифрирование локальных и региональных ландшафтных структур.
Ландшафтные рубежи на КС; линеаменты, экотоны.
Оптические свойства природных и природно-антропогенных геосистем, их изменчивость в пределах электромагнитного спектра.
Спектральная отражательная способность объектов ландшафтных исследований. Коэффициенты интегральной и спектральной яркости.
Состояния геосистем и соответствующая изменчивость их оптических свойств. “Мерцание” ландшафтных структур на разновременных КС.
Понятие о спектральном образе как специфическом признаке ландшафтного дешифрирования по многозональным КС.
Геометрические свойства ландшафтных объектов: форма, размер, рисунок изображения. Типы ландшафтных рисунков на КС. Их индикационное значение для познания генезиса ландшафтов, современных естественных и антропогенных процессов.
Ландшафтное эталонирование КС.
V.Анализ региональных ландшафтных структур по материалам многозональной космической съемки
Прямые и косвенные признаки дешифрирования различных классов (равнинных, горных) и типов (тундровых, лесных, степных, пустынных) ландшафтов с использованием черно-белых многозональных КС и синтезированных цветных. Автоморфные и гидроморфные геосистемы, междуречья и долины на КС.
Выбор оптимальных спектральных зон космической съемки для анализа неоднородных ландшафтных структур.
Оптимальные сезоны (подсезоны) космической съемки таежных, степных, пустынных и других типов ландшафтов.
Космическая интерпретация антропогенных изменений природной среды. Признаки дешифрирования сельскохозяйственных земель, лесных вырубок, городов и других населенных пунктов, транспортных артерий и т. п.
VI. Дистанционные исследования ландшафтной динамики
Использование одномоментных КС в ландшафтно-динамических исследованиях. Пространственно-временные сопряжения ландшафтных структур и приемы эргодического анализа в целях динамического дешифрирования.
Сопоставительный анализ КС и географических карт различной давности.
Систематическая многовременная космическая съемка как основа дистанционного слежения за динамикой ландшафтов.
Сопоставительный анализ разновременных КС.
Аэрокосмические исследования: а) сезонных (подсезонных) состояний и природных ритмов геосистем; б) динамических трендов и многолетних флуктуаций; в) деструктивных и восстановительных сукцессий.
Антропогенная динамика ландшафтов по данным космической съемки.
Дистанционное слежение за процессами обезлесения, опустынивания, деградации почвенного покрова, загрязнения водных объектов и воздушного бассейна. Районы экологического бедствия на КС. Космический ландшафтно-экологический мониторинг.
VII. Космическое ландшафтное картографирование и физико-географическое районирование
КС – адекватная по геосистемной размерности информационная основа для средне- и мелкомасштабного ландшафтного картографирования.
Методика космического ландшафтного картографирования. Соотношение полевых маршрутных и ключевых исследований с камеральным дешифрированием. Использование дополнительных картографических и литературных материалов. Космическое картографирование современных ландшафтов. Ландшафтные космофотокарты. Карты структуры и переменных состояний ландшафтов. Ландшафтно-динамические карты. Агроландшафтное картографирование по материалам космической съемки. Физико-географическое районирование по материалам космической съемки. Приемы интеграции и дифференциации ландшафтных структур по КС в целях районирования. Поиск и ранжирование природных рубежей – зональных и азональных. Физико-географическое районирование на космофотокартах. Наполнение карт районирования ландшафтно-структурным содержанием.
Заключение
Вклад космического ландшафтоведения в теорию и методологию ландшафтной географии и ландшафтной экологии.
Значение дистанционного ландшафтно-экологического мониторинга для решения проблем рационального природопользования и организации природной среды. Научно-методические перспективы космического ландшафтоведения.
Практические занятия
Знакомство с космическими снимками и атласами различных типов. Ландшафтное дешифрирование КС. Анализ антропогенных изменений природной среды по КС. Составление среднемасштабных ландшафтных карт по материалам космической съемки. Физико-географическое районирование с использованием космических снимков.
ЛИТЕРАТУРА
- Аэрокосмический мониторинг лесов. М., 1991.
- Виноградов Б. В. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М., 1984.
- Глушко Е. В. Космические методы изучения современных ландшафтов. М., 1988.
- Григорьев А. А. Антропогенные воздействия на природную среду по наблюдениям из космоса. Л., 1985.
- Григорьев А. А., Кондратьев К. Я. Космическое землеведение. М., 1985.
- Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. Атласы. Берлин, – М., т. I, 1982; т. II, 1988.
- Земля – планета людей. Взгляд из космоса; Географический атлас. М., 1995.
- Кац Я. Г., Тевелев А. В., Полетаев А. И. Основы космической геологии. М., 1988.
- Книжников Ю. Ф., Кравцова В. И. Аэрокосмические исследования динамики географических явлений. М., 1991.
- Кравцова В. И. Космические методы картографирования. М., 1995.
- Космические методы геоэкологии. Атлас. М., 1998.
- Кринов Е. Л. Спектральная отражательная способность природных образований. Л. – М., 1947.
- Николаев В. А. Космическое ландшафтоведение. М., 1993.
Программу составил:
профессор В. А. Николаев
|