Географические атласы

Астрономо-геодезические  данные необходимы для привязки всех топографических и тематических съемок, а пункты геодезической сети — один из главных элементов математической основы карт.

Картографические  источники

Общегеографические карты  используют в качестве источников при  составлении любых тематических карт. Они служат основой для нанесения  тематического содержания. Топографические, обзорно-топографические и обзорные карты — это надежные и достоверные  источники, которые создают по государственным  инструкциям, в стандартной системе  условных знаков с определенными, строго фиксированными требованиями к точности.

Вся территория России покрыта  топографическими картами масштабов 1:25 ООО и мельче. На отдельные  территории имеются карты более  крупных масштабов. Другие, сравнительно небольшие по площади страны располагают  картами значительно более крупных  масштабов, например территория Великобритании целиком закартографирована в масштабе 1:2 500. Вся планета охвачена международными картами масштабов 1:1 000 000 (около 1000 листов) и 1:2 500 000 (262 листа).

Значение общегеографических карт не ограничивается использованием их для привязки тематического содержания. Они обеспечивают географическую достоверность  картографирования, играя роль каркаса, относительно которого выполняют нанесение  и последующую увязку тематического  содержания составляемой карты, а также  взаимное согласование карт разной тематики.

Тематические картографические материалы — основной источник для  составления тематических карт. К  ним относятся результаты полевых  тематических съемок (крупномасштабные планы, схемы, абрисы, маршрутные и стационарные съемки и т.п.), собственно тематические карты разного масштаба и назначения, а

12-4886 также разного рода  специальные материалы такие,  как схемы землепользование лесоустроительные  планы и др.

Тематические карты крупных  масштабов всегда служат источниками  для создания мелкомасштабных карт, но особенно важно, что карты одной  тематики часто используют при составлении  карт смежной тематики. Так, при почвенном  картографировании привлекают карты  растительности и геоморфологические, при создании геоморфологических карт — геологические и тектонические, при составлении карт транспорта необходимы карты расселения и т.д. А для получения синтетических  карт районирования и оценки территории в качестве источников часто используют серии карт разной тематики. Современное  обилие тематических материалов ставит задачу оптимизации их выбора при  создании любой карты, а это требует  от картографа глубоких географических знаний.

Особый вид источников — кадастровые карты и планы. Они с документальной точностью  отражают размещение, качественные и  количественные характеристики явлений  и природных ресурсов, дают их экономическую  или социально-экономическую оценку, содержат рекомендации по рациональному  использованию и охране природных  ресурсов. Таковы карты кадастра земельного, городского, полезных ископаемых, лесного, водного, промыслового и др.

Данные  дистанционного зондирования

Материалы дистанционного зондирования получают в результате неконтактной съемки с летательных воздушных  и космических аппаратов, судов  и подводных лодок, наземных станций. Получаемые документы очень разнообразны по масштабу, разрешению, геометрическим, спектральным и иным свойствам. Все  зависит от вида и высоты съемки, применяемой аппаратуры, а также  от природных особенностей местности, атмосферных условий и т.п.

Главные качества дистанционных  изображений, особенно полезные для  составления карт, — это их высокая  детальность, одновременный охват  обширных пространств, возможность  получения повторных снимков  и изучения труднодоступных территорий. Благодаря этому данные дистанционного зондирования нашли в картографии разнообразное применение: их используют для составления и оперативного обновления топографических и тематических карт, картографирования малоизученных и труднодоступных районов (например, высокогорий). Наконец, аэро- и космические снимки служат источниками для создания общегеографических и тематических фотокарт (см. разд. 11.5).

Фотографические снимки —  это результат покадровой регистрации  собственного или отраженного излучения  земных объектов на светочувствительную  пленку. Аэрофотоснимки получают с  самолетов, вертолетов, воздушных шаров, космические снимки — со спутников и космических кораблей, подводные — с подводных судов и барокамер, опускающихся на глубину, а наземные — с помощью фототеодолитов.

Кроме одиночных плановых снимков в качестве источников используют стереопары, монтажи, фотосхемы и  фотопланы, панорамные снимки и фотопанорамы, фронтальные (вертикальные) фотоснимки и др.

В отличие от фотографических, телевизионные снимки и телепанорамы получают путем регистрации изображения  на светочувствительных экранах  передающих телевизионных камер (видико- нов). Съемка с борта самолета или со спутника захватывает довольно большую полосу местности — шириной от 1 до 2 тыс. км в зависимости от высоты полета и технических характеристик съемочной системы. Высокоорбитальные спутники позволяют получать изображение всей планеты в целом и в режиме реального времени передавать его на наземные пункты приема дистанционной информации. Поэтому телевизионная съемка удобна для оперативного картографирования и слежения (мониторинга) за земными объектами и процессами. Однако по своему разрешению и величине геометрических искажений телевизионные изображения уступают фотоснимкам.

Телевизионные снимки бывают узко- и широкополосными, они охватывают разные зоны спектра, могут иметь  разную развертку и т.п. Особый вид  источников — фототелевизионные  снимки, в которых детальность  фотографий сочетается с оперативностью передачи изображений по телевизионным  каналам.

Наиболее широко в картографировании  используют сканерные снимки, полосы, «сцены», получаемые путем поэлементной и построчной регистрации излучения  объектов земной поверхности. Само слово  «сканирование» означает управляемое  перемещение луча или пучка (светового, лазерного и др.) с целью последовательного обзора (осмотра) какого-либо участка.

В ходе съемки с самолета или спутника сканирующее устройство (качающееся зеркало или призма) последовательно, полоса за полосой, просматривает  местность поперек направления  движения носителя. Отраженный сигнал поступает на точечный фотоприемник, и в результате получаются снимки с полосчатой или строчной структурой, причем строки состоят из небольших  элементов — пикселов. Каждый из них отражает суммарную усредненную  яркость небольшого участка местности, так что детали внутри пиксела  неразличимы. Пиксел — это элементарная ячейка сканерного изображения.

При полете съемка ведется  постоянно, и поэтому сканирование охватывает широкую непрерывную  полосу (или ленту) местности. Отдельные  участки полосы называют сценами. В  целом сканерные изображения  уступают по качеству кадровым фотографическим  снимкам, однако оперативное получение  изображений в цифровой форме  имеет громадное преимущество перед  другими видами съемки.

Существует ряд модификаций  сканерной съемки, дающих изображения  с иными геометрическими и  радиометрическими свойствами. Так, сканирующие устройства с линейками  полупроводниковых приемников обеспечивают съемку сразу целой строки, причем она получается в проекции, близкой  к центральной, что существенно уменьшает геометрические искажения. На этом принципе основана съемка с помощью многоэлементных линейных и матричных приемников излучения (приборов с зарядовой связью — ПЗС). Они дают возможность получать по каналам радиосвязи снимки очень высокого разрешения на местности — до нескольких метров.

Для картографирования обширных территорий используют монтажи сканерных  снимков и даже особые сканерные  «фотопортреты», которые передают облик  крупных участков планеты, материков  и стран так, как они видны  из космоса.

Радиолокационные снимки получают со спутников и самолетов, а гидролокационные снимки — при  подводной съемке дна озер, морей  и океанов. Бортовые радиолокаторы  бокового обзора, установленные на аэро-, космических и подводных носителях, ведут съемку по правому и левому бортам перпендикулярно к направлению движения носителя.

Благодаря боковому обзору на снимках прекрасно проявляется  рельеф местности, отчетливо читаются детали его расчленения, характер шероховатости. При съемке океанов хорошо видно  волнение водной поверхности. Радиолокация позволила впервые подробно картографировать рельеф далеких планет.

Среди новых видов локационных  изображений отметим снимки, получаемые в ультрафиолетовом и видимом  диапазонах с помощью лазерных локаторов  — лидаров. Непрерывное техническое совершенствование сканерных и локационных систем, множественность съемочных диапазонов, возможности их широкого комбинирования — все это создает поистине неисчерпаемое разнообразие источников для тематического картографирования.

Особое значение для картографирования  имеет многозональная съемка. Суть ее в том, что одна и та же территория (или акватория) одновременно фотографируется  или сканируется в нескольких сравнительно узких зонах спектра. Комбинируя зональные снимки, можно  получать так называемые синтезированные  изображения, на которых наилучшим  образом проявлены те или иные объекты. Например, подбирая разные сочетания, можно добиться найлучшего изображения водных объектов, геологических отложений определенного минералогического состава, разных пород леса, сельскохозяйственных угодий под теми или иными культурами и т.п. Поэтому материалы многозональной съемки — ценнейший источник, в особенности для составления тематических карт.

Натурные  наблюдения и измерения

Эти данные — важнейший  фактический материал для составления  любых тематических карт. Никакие  косвенные и дистанционные методы не могут заменить непосредственные наблюдения. Более того, без них  невозможны использование теоретических  закономерностей, интерпретация косвенных  наблюдений, дешифрирование аэро- и космических снимков.

Форма представления данных натурных наблюдений различна. При  гидрографических наблюдениях это  результаты измерений, которые заносят  в журналы и таблицы, при физико-географических исследованиях — описания, фиксируемые  в дневниках и отчетах, фотографии и схемы, при геолого-геоморфологических исследованиях — профили, разрезы, данные бурения скважин, описания шурфов и т.п., при геофизической съемке — значения наблюденных физических параметров.

По локализации данные непосредственных наблюдений подразделяют на точечные, выполненные в отдельных  пунктах, на скважинах, в обнажениях и т.п., маршрутные — вдоль по избранному направлению (по профилю, дороге, реке и др.) и площадные, охватывающие всю изучаемую территорию. Особо выделяют стационарные наблюдения, например на геофизических полигонах, биостанциях, в пунктах экологического мониторинга и т.п. Стационары располагают в характерных местах, причем наблюдения всегда отличаются длительностью, стационары существуют десятки лет. Длинные ряды наблюдений необходимы для картографирования динамики явлений и процессов.

Кроме того, существуют материалы  ключевых исследований, которые выполняют  с высокой детальностью в крупном  масштабе на небольших участках от одного до нескольких квадратных километров. Ключевые исследования необходимы в  тех случаях, когда картографируемая территория обширна и нет возможности  охватить ее целиком. Тогда изучают  ключевые, эталонные участки, типичные в том или ином отношении, а  выявленные на них закономерности распространяют на обширные однотипные территории.

С развитием дистанционного зондирования исследования на «ключах» стали применять для интерпретации аэрокосмических материалов. Выделился даже особый тип источников: данные подспутниковых наблюдений. Их стараются вести синхронно или почти синхронно с космической съемкой для точной привязки, интерпретации космической информации и распространения ее на обширные пространства со сходными условиями. По существу, подспутниковые наблюдения — это традиционное географическое исследование на ключевых участках.

Гидрометеорологические  наблюдения

Для многих видов картографирования  широко используют результаты наблюдений, проводимых на метеорологических, гидрологических  и океанологических станциях и постах. Это данные регулярных измерений атмосферных процессов, отдельных метеорологических элементов (температуры, давления, осадков, солнечного сияния, ветра, облачности и т.п.), гидрологического режима рек, озер, водохранилищ, физико-химических характеристик морских и океанических вод и десятки других показателей. При этом рассчитывают средние дневные, месячные, сезонные и годовые значения и другие производные показатели по разным высотным уровням атмосферы и стандартным горизонтам глубин озер, морей и океанов.

 Наблюдения ведутся  в пунктах гидрометеорологической  сети, более или менее равномерно  распределенных по земному шару, с борта судов и с буев. В  России результаты наблюдений  регулярно и централизованно  публикуются Государственным комитетом  по гидрометеорологии и контролю  природной среды в виде статистических  справочников по климату нашей  страны и мира. Кроме того, выпускаются  ежемесячные сборники по выборочным  станциям со сведениями о температуре,  влажности и скорости ветра  в свободной атмосфере.

Для координации работ  по сбору гидрометеорологических и  океанологических данных созданы международные  организации: Всемирная служба погоды и Объединенная глобальная система  океанических станций (ОГСОС), где получаемую информацию обрабатывают, контролируют и накапливают на носителях информации.