От космических фотоснимков к тематическим картам

Тематическая карта — это и основной исследовательский документ для ученого, и необходимое пособие при разработке проектов освоения природных богатств, и средство познания окружающего нас мира. Большинство карт в школьных атласах именно тематические. Они служат незаменимыми учебными пособиями, по которым можно знакомиться с природными и общественными явлениями на территории нашей Родины и всего мира.

При составлении тематических карт обязательно соблюдается основное правило: изображаемое явление показывают более выразительно, а общегеографические элементы — с меньшей степенью полноты и подробности по сравнению с общегеографической картой. Содержание тематических карт постоянно совершенствуется. В прошлом главная задача их заключалась в отображении какого-либо явления физико-географического или социально-экономического характера. В дальнейшем их начали составлять не только на основе материалов, полученных непосредственно при съемках, но и путем соответствующей обработки и обобщения разнообразной информации. Так появились карты по оценке природных и трудовых ресурсов, карты прогнозирования различных явлений и др. В настоящее время многие тематические карты составляют по материалам космических съемок.

В зависимости от высоты полета спутника и типа установленной на нем аппаратуры космические фотоснимки могут быть получены в разном масштабе, охватывать различные по площади территории и отображать разные по размеру природные объекты. Снимки разных масштабов несут неодинаковую информацию. Для изучения явлений, протекающих на обширных территориях, используют глобальные и континентальные снимки. Они дают такую информацию, которая не может быть получена другими методами. Как выяснилось, на мелкомасштабном фотоизображении можно обнаружить элементы глубинного строения Земли, нашедшие отражение в ландшафте ее поверхности.

Космические фотоснимки позволяют создавать мелкомасштабные тематические карты, минуя этапы составления этих карт в крупных и средних масштабах. Обычный же путь картографирования — от крупномасштабных к среднемасштабным и мелкомасштабным картам предполагает большой объем дорогостоящих картографических работ. Кроме того, в процессе уменьшения карт и обобщения содержания при переходе от крупного масштаба к мелкому происходит некоторая потеря деталей и вкрадываются отдельные неточности. Это — своего рода плата за картографическую генерализацию. Космические снимки обширных пространств сразу могут быть использованы для создания мелкомасштабных тематических карт. Изображение на них получается уже обобщенным.

Тематическое дешифрирование космических фотоснимков производится теми же методами, что и топографическое, с помощью тех же приборов и инструментов, ко с большей степенью использования автоматизированных средств. Особое внимание при этом уделяется косвенным дешифровочным признакам. Эти признаки основаны на имеющихся в природе закономерных взаимосвязях размещения различных объектов.

Чаще всего эти взаимосвязи проявляются в двух основных направлениях: приуроченности одних объектов к другим и изменении свойств одних объектов в результате влияния на них других.

Чтобы дешифрировать какой-либо объект, нужно его обнаружить и распознать. Обнаружение объекта — это непосредственное восприятие его на снимке, а распознавание — определение его количественных и качественных характеристик. Важно, чтобы дешифровщик был знаком с опознаваемыми объектами. В этом случае выявление объекта проводится путем сравнения его изображения с известным в натуре.

Космические фотоснимки позволяют составлять по ним разнообразные тематические карты. Но особенно широкое применение они нашли при составлении геологических карт. Обработка снимков для этих целей обычно ведется в три этапа: предварительное камеральное дешифрирование, полевые работы и окончательная камеральная обработка.

Предварительное камеральное дешифрирование проводят до начала полевых работ. При этом составляют серии карт, на которых отображают предполагаемые геологические структуры. На снимках разных масштабов выделяют контуры объектов, зоны фоновых аномалий. На основе имеющегося картографического материала строят предположения о геологической природе выявленных объектов и устанавливают вероятность их опознавания на снимках.

Во время полевых работ уточняют данные, полученные со снимков, выполняют полевое дешифрирование и ведут необходимые геологические работы и наблюдения.

Завершающий этап — окончательная камеральная обработка данных, полученных со снимков, и результатов наземных наблюдений. Затем по этим данным составляют окончательный вариант карты.

Наиболее полную информацию о геологическом строении Земли получают при дешифрировании цветных многозональных фотоснимков. По ним, например, уточнена и дополнена геологическая карта СССР масштаба 1:2 500 000, а также составлены или уточнены многие другие карты. Особый интерес заслуживает сводная геологическая карта структур территории Советского Союза. Она составлена в масштабе 1:5 000 000 по космическим снимкам, полученным в трех зонах спектра и называется космогеологической. Эта карта в нашей стране была изготовлена впервые и мы на ней остановимся более подробно.

При ее составлении работа велась в два этапа. На первом этапе при дешифрировании снимков выделялись районы, общие по характеру рельефа. Учитывая, что выделенные районы не всегда совпадают с принятыми в геологии, их назвали- космогеоструктурными. Следующим этапом стало изучение космогеоструктурных районов. И вот здесь удалось дешифрировать большое количество линейных объектов, представляющих собой особого вида разломы. От граничных разломов они отличаются более строгим направлением и примерно одинаковой плотностью по всей территории. По направлению четко выделяются меридиональные, широтные и диагональные разломы.

Меридиональные секущие разломы прослеживаются с интервалом 5–7° по долготе, сходясь в северном направлении и расходясь к экватору. Это следы плоскостей, секущих земной шар параллельно оси его вращения. На территории СССР насчитывается около двадцати таких разломов.

Широтные секущие разломы представляют собой следы плоскостей, перпендикулярных к оси вращения Земли. Они расположены неравномерно. Наиболее четко эти разломы проявляются на востоке, где отстоят друг от друга на 3–4° по широте (на 300–500 км).

Диагональные секущие линейные структуры развиты на территории СССР более равномерно. Они отстоят друг от друга на 300–500 км, но простирание их не остается постоянным на всем протяжении.

Кроме космогеоструктурных площадей и линейных объектов на космических снимках были обнаружены и перенесены на карту кольцевые объекты диаметром от десятков до сотен километров. Анализ геологических материалов позволил расшифровать геологическую природу части этих структур. Причина образования другой части оказалась пока неясной. Две кольцевые структуры вероятно связаны со следами падения крупных метеоритов в отдаленные геологические эпохи.

Информация, показанная на космогеологической карте принципиально новая и ранее не отображалась ни на каких других картах. Выбранный для нее масштаб позволяет исследовать не только проблемы формирования земной коры, но и закономерности размещения полезных ископаемых. Этому способствует картографирование принципиально новых геологических форм, что стало возможным лишь при использовании материалов космических съемок.

В последнее время космическая съемка находит широкое применение при изучении шельфа — прибрежной части морского дна, наиболее перспективной для освоения. Нужно отметить, что уже сегодня на шельфовую зону приходится 20–25 % всей мировой добычи газа и нефти.

Комплексное изучение шельфовой зоны северо-восточного Каспия по фотоснимкам, полученным с космического корабля «Союз — 22», позволило выявить характеристики рельефа дна, вид грунта, подводную растительность и многое другое. В результате таких исследований составлена геологическая карта шельфа, на которой с достаточной подробностью нанесены все данные необходимые для изыскательских работ.

Впервые по космическим фотоснимкам составлена геоморфологическая карта Южного Предбайкалья в крупном масштабе (1:400 000). Она служит основой для анализа приуроченности полезных ископаемых к рельефу и для других исследований. В отличие от обычных способов составления геоморфологических карт, картографирование выполнено не по отдельным формам рельефа, а по их площадной совокупности.

По космическим фотоснимкам созданы многие другие тематические карты: ландшафтов, лесов, почв, грунтов, грунтовых вод и т. п. Практика изготовления их показывает высокую эффективность космических методов картографирования. Подсчитано, например, что при создании почвенных и кормоботанических карт в интересах сельского хозяйства сроки составления их по сравнению с обычными способами сокращаются в 3–4 раза, а общие затраты — в 2–3 раза.

Материалы космической съемки используются также для создания тематических карт краткосрочного пользования, например карт ледовой обстановки. Их составляют упрощенным способом. Отобрав необходимые снимки на заданную территорию, изготавливают из них фотомонтаж и на него наносят сетку параллелей и меридианов. Такие карты создавались, например, на район дрейфа дизель-электрохода «Михаил Сомов», зажатого в антарктических льдах. Это было в июне — июле 1985 г. Положение корабля оказалось очень тяжелым. На помощь ему подошел ледокол «Владивосток». Последняя карта ледовой обстановки, переданная на борт ледокола, помогла кораблям выйти из ледового плена на чистую воду.

Многие из вас проводят свои каникулы в увлекательных походах, дальних путешествиях, знакомясь с историческими и культурными памятниками нашей страны, с природой родного края. И здесь вам без карты не обойтись. По ней намечают маршрут и определяют его протяженность, выбирают места остановок, намечают объекты, с которыми следует ознакомиться более подробно.

Для туристов создается много разных карт. Такие карты часто называют схемами, потому что на них местность изображается с большими обобщениями. А это создает значительные затруднения в ориентировании на местности. Как же исключить такой недочет? Выход нашли: на туристских схемах решили печатать фотоизображение местности, полученное путем фотографирования со спутника. Получилась наглядная картина действительной местности, на которой условными знаками выделены лишь основные объекты.