WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаГеографія фізична, Геоморфологія, Геологія → Ландшафтно-дистанційні дослідження - Реферат

Ландшафтно-дистанційні дослідження - Реферат

Реферат на тему:

Ландшафтно-дистанційні дослідження

Ландшафтно-дистанційні дослідження – це поєднання ландшафтних та дистанційних методів вивчення природно-господарських систем Землі. Дистанційні методи забезпечують одержання оперативних, об'єктивних, одночасних для великих територій даних про ландшафтні системи Землі. За допомогою ландшафтного методу за аерокосмічними даними можна відтворювати системну організацію природи Землі. Мережа ландшафтних систем – основа зародження і розвитку геоекологічних процесів та явищ, ефективної територіальної організації господарства, моніторингу, прогнозування, управління тощо.

Взаємодія дистанційного зондування Землі та ландшафтознавства привела до вагомих науково-прикладних результатів. Перспективи пов'язані з реалізацією поставлених у Національних космічних програмах України завдань – створення системи дистанційного природоресурсного та екологічного моніторингу, раціонального природокористування, прогнозування техногенних та природних катаклізмів, створення державної системи геоінформаційного космічного забезпечення.

Ландшафтно-дистанційні дослідження – це поєднання ландшафтних та дистанційних (аерокосмічних) методів у вивченні географічної оболонки.

За допомогою аерокосмічних методів можна одержати об'єктивні, оперативні, одночасні для великих територій дані, вони дають змогу фіксувати реальні межі та виявляти цілісні об'єкти, встановлювати закономірності їхнього територіального поширення, чинники формування, особливості функціонування, антропогенні модифікації тощо. Та найважливішою з погляду ландшафтознавства є здатність генералізувати електромагнітний сигнал і передавати відомості не про точку, а про простір як одну з найважливіших особливостей географічних об'єктів загалом, і ландшафтних систем (ЛС) зокрема.

Ефективність ландшафтного методу зумовлена передусім здатністю відтворювати системну організацію природи Землі, елементарними носіями якої є ЛС різного ієрархічного рівня. Атрибутна властивість ЛС – взаємозв'язки між усіма складовими – створює передумови для одержання відомостей про невізуалізовані на дистанційних матеріалах об'єкти та явища. Чинник взаємного впливу, окрім того, дає змогу пояснювати (інтерпретувати) явища та розуміти їх. Відображена на ландшафтних картах повторюваність аналогічних чи подібних ЛС – передумова для достовірної екстраполяції одержаних знань на незадіяні безпосередніми дослідженнями території. Мережа та властивості ЛС визначають своєрідність та просторовий розподіл ресурсів, зародження і розвиток геоекологічних процесів та явищ. Урахування реальної ландшафтної організації – це запорука ефективної територіальної організації господарства, моніторингу, прогнозування, управління тощо [2–5].

Тривала взаємодія ландшафтознавства та дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) вже знайшла відображення у серії складених та уточнених ландшафтних карт, поліпшенні тематичної інтерпретації геологічних, гідрогеологічних, ґрунтових, біогеографічних та інших явищ, встановленні їхніх інформаційних ознак на зображеннях та оцінці їхніх декодувальних можливостей та обмежень, способах опису зображень та сформованих дешифрувальних каталогах, створенних різноманітних моделях ландшафтних явищ та методиці оцінки їхньої достовірності й ефективності, теорії та методах комп'ютерного ландшафтного опрацювання зображень тощо.

Свідченням розуміння місця та ролі ландшафтознавства у сфері тематичного опрацювання даних ДЗЗ в Україні є публікації дотичних до космічної галузі провідних наукових установ [14–19].

Проте сьогодні ландшафтно-дистанційний напрям не набув статусу інтегрованого вчення, не має належного теоретико-методичного обґрунтування, не забезпечений спеціалістами. Обидві його складові розвиваються незалежно, лише час від часу використовуючи здобутки одна одної. Тому питання пошуку точок дотику між ними, переваг та можливостей взаємодії ще тривалий час залишатимуться актуальними та потребуватимуть глибокого аналізу та синтезу. Завдання статті – охарактеризувати найвагоміші надбання науки про ландшафтні системи та аерокосмічного способу одержання інформації, закцентувати увагу на їхніх взаємодоповнюючих елементах та окреслити спільні можливості у реалізації Третьої Національної космічної програми України (2003–2007 роки).

Завдання космічної програми в області ДЗЗ спрямовані на моніторинг, раціональне природокористування, прогнозування техногенних та природних катаклізмів [6]. Для дистанційного спостереження за екологічним станом території України, автоматизованої оцінки стану навколишнього середовища та прогнозування його змін, підготовки рекомендацій для ухвалення рішень створюють систему дистанційного екологічного моніторингу (СДЕМ) [9]. Окрім дистанційних досліджень, у структурі СДЕМ передбачені тісно пов'язані з ландшафтознавством наземне забезпечення ДЗЗ, збирання, опрацювання та поширення даних, формування баз даних (знімків, карт, фізичних характеристик, матеріалів екологічного прогнозування). Ці дані мають стати основою для виявлення несприятливих екологічних процесів та їхніх джерел, оцінювання та прогнозування станів, ухвалення рішень.

І моніторинг, і раціональне природокористування, і прогнозування давно є сферою інтересів прикладного ландшафтознавства і мають у цій галузі вагомі теоретико-методичні напрацювання [4]. Зокрема, в області моніторингу сформульовано принципи та розроблено методику ландшафтного кадастру: збирання, опрацювання, аналізу, систематизації та збереження інформації. У сфері раціонального використання природних ресурсів ґрунтовно досліджено антропогенні впливи на ландшафтні системи, їхній сучасний стан, характер модифікацій, типи забруднень, глибину змін, стійкість до антропонавантажень та їхні допустимі норми, умови релаксації, виконано відповідне районування та картування. Для гармонійного поєднання ресурсної та екологічної функцій ЛС розроблено відповідні рекомендації. Ландшафтознавство володіє алгоритмами оцінок репрезентативності, потенційної небезпечності, наслідків втручання,

ресурсної та екологічної придатності тощо, має розроблені шкали показників та певну систему їхнього ранжування.

Тривалі дослідження перебігу процесів та явищ, встановлені закономірності їхнього просторового поширення, однорідність ландшафтних ареалів щодо ресурсів, передумов та сценаріїв розвитку дають змогу об'єктивно оцінити ступінь вірогідності виникнення тих чи інших надзвичайних ситуацій, їхні масштаби та наслідки, потенційну можливість розвитку катастроф, завчасно визначити найнебезпечніші ареали, встановити ризики для населення та господарства, запропонувати варіанти доцільних прийомів керування ними, обґрунтувати, спрямовані на їхнє суттєве зменшення або ж повне запобігання, заходи, планувати та створювати оптимальні умови для проживання та діяльності людини. Суттєвою підмогою у дослідженні динаміки та еволюції ЛС є аналіз одночасових та різночасових дистанційних матералів, дослідження впливу антропогенної діяльності на особливості зображення ЛС на знімках, викриття її маскувальних щодо природної ситуації ефектів [12].

Розуміння тісного зв'язку між геоекологічними явищами та структурно-функціональними властивостями ЛС наявне, зокрема, в роботах [9, 10, 14, 15, 16]. Зроблено спроби встановити між ними кореляційні зв'язки.

Потреба у здобутках прикладного ландшафтознавства підсилить інтерес до вдосконалення ландшафтознавства фундаментального – уніфікації його теорії, подальшого з'ясування суті ЛС та їхніх властивостей, удосконалення та розроблення методик ландшафтних досліджень, адаптації теоретичних та методичних надбань ландшафтознавчої науки до змістовного опрацювання аерокосмічних даних.

Долучення ландшафтознавства до розв'язання, спрямованих на розроблення нових програмних засобів ДЗЗ, нових інформаційних технологій і наземної інфраструктури [6], завдань космічної програми загострить проблему найефективніших аерокомічних зображень ЛС, найефективнішої космічної апаратури для їхнього одержання, найефективніших програмних продуктів для тематичної обробки (алгоритмів аналізу зображень та обробки даних, математичних моделей розпізнаючих систем), можливостей їхньої реалізації на комп'ютері. Триватимуть пошуки методів, які забезпечують високу вірогідність прийняття правильного рішення і знижують вірогідність помилки розпізнавання. Досліджуватимуть умови їхнього виправданого застосування.

У цьому контексті неминуче виникне питання належного математичного подання ЛС, як основи їхнього комп'ютерного розпізнавання. Моделі мають адекватно відображати предметну область та забезпечувати якісне опрацювання в базах даних.

В Україні склалась міжнародно визнана наукова школа дослідження енергомасообміну в геосистемах, що дало змогу розробити фізико-математичні моделі формування спектральних сигналів різними земними утвореннями і на цій основі створити сучасні технології пошуків корисних копалин та контролю за екологічним станом [9, 10].

Для опису зображень ландшафтних об'єктів використовують як аналітичні, так і структурно-синтаксичні методи. Оскільки ЛС складні неоднорідні утворення, найбільший інтерес становлять їхні структурно-текстурні інформативні ознаки. З огляду на специфіку конкретних ЛС потрібні свої критерії їхньої ідентифікації та відповідні процедури прийняття рішень. В Україні створюють моделі, які імітують як оптичні, так і морфометричні характеристики ландшафтних структур. Для їхнього опису та ідентифікації формують багатомірні моделі в рамках теорії модальних (нечітких) множин,

розробляючи просторово-частотний аналіз, випадковий двомірний марківський процес першого порядку та метод фрактальної геометрії [8, 13, 14, 16, 17, 18, 19].

Проте, з огляду на малий обсяг вихідних експериментальних даних та недостатню верифікацію у різних географічних умовах, запропоновані моделі носять обмежений характер [16, 18]. Далеко не до кінця досліджена й їхня змістовна (географічна, ландшафтна) місткість. Тому наразі для математичного опису та подання ЛС здебільшого використовують апробовані спектральні ознаки – середні значення, дисперсію, моменти вищих порядків, які розраховують за допомогою функції розподілу яскравості пікселів (локальної гістограми) [13]. За градаціями тональної шкали гістограми можна виявляти характерні риси зображення ЛС, зокрема, їхню фізіономічну складність, ступінь антропогенного освоєння тощо [5]. Але аналіз оптичних ознак далеко не завжди дає бажаний результат, оскільки здебільшого ґрунтується на нехарактерній для ЛС структурній однорідності об'єктів та нормальному розподілі їхньої яскравості. Різноманітні моделі аналізують на придатність для дешифрування ЛС.

В Україні також роблять спроби математично подати геометричні (форми, розміри, відносне положення, орієнтацію), індикаційні, позиційні та інші показники змісту ЛС [17, 19]. Так, розроблена в ЦАКДЗ ІГН НАН України програма дає змогу визначати переважаючий напрям (орієнтацію) витягнутих структур [19].

Loading...

 
 

Цікаве