Программа дисциплины «Дешифрирование аэрокосмических снимков, часть 1»

Автор: в.н.с. И.А. Лабутина

Цель: приобретение студентами общих и специальных знаний методов и технологий

дешифрирования снимков и практических навыками работы с аэро и космическими

снимками при географических исследованиях и картографировании.

Задачи: ознакомление с теорией и технологией применения аэрокосмических

снимков для получения тематической информации о состоянии и изменениях географических объектов и картографирования, с основными свойствами аэрокосмических снимков и факторами, их определяющими; формирование представления о существующих методических приемах дешифрирования и оценки надежности результатов, обучение навыкам распознавания на снимках объектов земной поверхности.

Место дисциплины в структуре ООП:

Базовая часть ООП, цикл «Общие профессиональные дисциплины», модуль «Аэрокосмическое зондирование», дисциплина «Дешифрирование аэрокосмических снимков». Дисциплина преподается в 4-ом семестре, 2 курс. Понимание общих положений, владение навыками обработки и интерпретации данных аэрокосмического зондирования необходимо будущим специалистам для выполнения комплекса картосоставительских и научно-исследовательских работ по разработке и актуализации топографических, тематических карт и геоинформационных продуктов, по решению прикладных географических и экологических задач. Курс дает фундаментальные знания и умения по географически корректной интерпретации данных аэрокосмического зондирования.

Изучению данной дисциплины предшествуют дисциплины модуля «Землеведение», «Математика», «Информатика с основами геоинформатики», «Основы дистанционного зондирования Земли». Дисциплина «Дешифрирование аэрокосмических снимков»

необходима в качестве предшествующей для дисциплин вариативной части «Фотограмметрия», «Дешифрирование аэрокосмических снимков (часть 2)», для дисциплин модуля «Географическое картографирование», а также для прохождения учебной и производственной практик.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

• знать: основные свойства аэрокосмических снимков и факторы, их определяющие, дешифровочные признаки объектов, существующие методические приемы дешифрирования и оценки надежности результатов.

• уметь: выбирать наиболее подходящие съемочные материалы, распознавать на снимках географические объекты по их дешифровочным признакам, оценивать надежность результатов дешифрирования.

• владеть: методическими приемами визуального и компьютерного дешифрирования снимков.

Содержание Раздел 1. Основы дешифрирования Тема 1. Теоретические и физические основы дешифрирования аэрокосмических данных.

Исторический обзор. Основные термины, определения. Место процесса дешифрирования снимков в топографическом и тематическом картографировании Факторы, влияющие на дешифровочные свойства аэрокосмических снимков.

Отражательные свойства объектов земной поверхности. Рассеяние и поглощение солнечного излучения в атмосфере. Интегральная и спектральная яркость. Коэффициент спектральной яркости. Спектральные свойства горных пород и почв, растительного покрова, водных объектов, снега и облаков. Пространственная отражательная способность объектов земной поверхности. Изменчивость природных и антропогенных объектов во времени. Влияние сезонных и суточных изменений объектов на результаты дешифрирования. Дешифровочные свойства снимков в зависимости от технологии съемки и разрешения снимков.

Тема 2. Технологические основы процесса дешифрирования.

Полевое дешифрирование. Наземное, аэровизуальное дешифрирование.

Камеральное дешифрирование. Эталоны объектов и признаков. Порядок выполнения дешифрирования.

Технологические схемы. Основные этапы процесса. Значение подготовительного этапа. Варианты сочетания полевого и камерального дешифрирования.

Надежность результатов дешифрирования. Показатели надежности: точность, полнота, достоверность. Факторы, влияющие на надежность результатов дешифрирования.

Раздел 2. Визуальное и автоматизированное дешифрирование.

Тема 3. Визуальное дешифрирование.

Особенности визуального восприятия изображений. Прямые дешифровочные признаки: геометрические (форма, размер, тень), спектральные (яркость, цвет, спектральный образ) и структурные (структура, рисунок изображения).

Косвенные дешифровочные признаки. Признаки наличия, свойств и движения объектов. Индикационное географическое дешифрирование.

Тема 4. Компьютерные методы дешифрирования.

Понятие о цифровом снимке. Формы записи и представления данных, системы растровых и пространственных координат снимка.

Яркостные преобразования одиночного и многозонального снимков. Повышение контраста, квантование, синтез цветного изображения. Определение индексов.

Компьютерная классификация цифровых снимков. Кластеризация, контролируемая классификация (с обучением), применяемые методы, преимущества и недостатки.

Рекомендуемая литература Основная:

Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. для студ. учреждений высш. проф. образования.

– 2-е изд. – М.: изд. центр «Академия», 2004. – 416 с.

Лабутина И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков: Учебное пособие. – М.:

Аспект Пресс, 2004. – 184 с.

Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков. 2-е изд. – М.: КДУ, 2010, 424 с.

Лабутина И.А., Балдина Е.А. Практикум по курсу «Дешифрирование аэрокосмических снимков»: учебное пособие. – М.: Географический ф-т МГУ, 2013.

Дополнительная:

Верещака Т.В. Топографические карты: научные основы содержания М.: МАИК "Наука/Интерпериодика", 2002. – 319 с.

Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. Методика и результаты (атлас). - М.: Наука - Берлин: Академи-Ферлаг. Т.1. 1982.- 84 с; Т.2. 1988.- 124 с.

Космические методы геоэкологии (атлас) / Под ред. В. И. Кравцовой. - М.:

Географический факультет МГУ, 1998.

Кравцова В.И. Космические методы исследования почв. Учебное пособие. М.: Аспект Пресс, 2005.

Лабутина И.А., Балдина Е.А. Использование данных дистанционного зондирования для мониторинга экосистем ООПТ. Методическое пособие – М.: (WWF Всемирный фонд дикой природы) России, 2011. – 88 с.

Лурье И.К., Косиков А.Г. Теория и практика цифровой обработки изображений.

Учебное пособие. - М.: Научный мир, 2003.

Тутубалина О.В. Компьютерный практикум по курсу «Космические методы исследования почв». – М.: Географический факультет МГУ, 2009.

Jensen J. R. Remote sensing of the environment: an Earth perspective/.– Prentice Hal, 2000. Интернет-ресурсы:

Каталог Геологической службы США (http://earthexplorer.usgs.gov), Каталог-портал центров НАСА (http://reverb.echo.nasa.gov/reverb/redirect/wist ) Каталог Совзонда (http://www.sovzond.ru) Генеральный каталог российского Научного центра оперативного мониторинга Земли (НЦ ОМЗ) (http://sun.ntsomz.ru/ data_new/) Геопортал GoogleEarth (http://www.google.com/earth/index.html ) Геопортал Космоснимки (http://www.kosmosnimki.ru) Геопортал МГУ (http://www.geogr.msu.ru/science/projects/geoportal/ А. Основная литература (с выделением подразделов) Темы 1- Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина Темы 3, Б. Дополнительная литература (с выделением подразделов) Темы 1- Лабутина И.А., Использование данных Тема Тема XII. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

А. Помещения:

Учебная аудитория для проведения лекций и семинаров.

Компьютерный класс Геопортала МГУ.

Б. Оборудование:

Проектор, компьютерная техника класса Геопортала МГУ.

В. Иные материалы:

Комплект аэро- и космических снимков на территорию Российской Федерации и мира разного пространственного охвата и разрешения.

Банк цифровых снимков, пополняемый и обновляемый по мере появления материалов новых съемочных экспериментов.

Разработчик:

Ведущий научный сотрудник кафедры картографии и геоинформатики географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, к.г.н. И.А. Лабутина