Constellation de photobooth. « Photographie spatiale. Types et propriétés des images satellite, leur application en cartographie Analyse des images satellite

36. Photographie spatiale. Types de tournage. Méthodes pour déterminer l'échelle d'une image satellite.

Photographie spatiale, photographie de la Terre, des corps célestes, des nébuleuses et de divers phénomènes cosmiques, réalisée par des instruments situés en dehors de l’atmosphère terrestre. Les images de la surface de la Terre ainsi obtenues se distinguent par le fait que, malgré le caractère holistique de l'image de la zone, elles couvrent de vastes zones (dans une image allant de dizaines de milliers de km2 au globe entier). Cela permet d'étudier à partir d'images satellite les principales caractéristiques structurelles, régionales, zonales et globales de l'atmosphère, de la lithosphère, de l'hydrosphère, de la biosphère et des paysages de notre planète dans son ensemble. Avec la photographie spatiale, il est possible de photographier la zone de manière répétée au cours d'un même vol du porteur, c'est-à-dire à intervalles rapprochés, ce qui permet d'étudier la dynamique à la fois des phénomènes naturels, périodiques (quotidiens, saisonniers, etc.) et épisodiques. (éruptions volcaniques, incendies de forêt) etc.), ainsi que diverses manifestations de l'activité économique (récolte, remplissage de réservoirs, etc.).

Les premières photographies depuis l'espace ont été prises à partir de fusées en 1946, avec satellites artificiels de la Terre- en 1960, à partir d'un vaisseau spatial habité - en 1961 (Yu. A. Gagarin). La photographie spatiale se limitait initialement à photographier dans le domaine visible du spectre des ondes électromagnétiques avec livraison directe d'images sur Terre (principalement dans des conteneurs avec parachute). Outre la photographie et la télévision en noir et blanc et en couleur, la photographie infrathermique, micro-ondes, radar, spectrométrique et autre photoélectronique est utilisée. Le matériel de tournage est fondamentalement le même que pour la photographie aérienne.

Les méthodes de photographie spatiale de notre planète sont :

1) filmer à des altitudes de 150 à 300 km à partir de supports éphémères et renvoyer sur Terre les films et enregistreurs exposés ;

2) filmer à des altitudes de 300 à 950 km à partir de porteurs à long terme (sur des orbites sur lesquelles le satellite est, pour ainsi dire, constamment au-dessus de la face éclairée de la Terre) et transmettre des images à la Terre à l'aide de systèmes de radio et de télévision ;

3) tournage à une altitude d'environ 36 000 km avec ce qu'on appelle. satellites stationnaires avec transmission d'informations photographiques sur Terre en utilisant les mêmes systèmes ;

4) tournage depuis des stations automatiques interplanétaires à partir d'un certain nombre d'altitudes successivement croissantes (par exemple, depuis la station Zond de 60 et 90 000 km, etc.) ;

5) photographies de la Terre depuis la surface de la Lune et des planètes voisines, réalisées automatiquement par l'enregistrement des équipements photoélectroniques et émetteurs de radio-télévision qui y sont livrés ;

6) tournage à partir de vaisseaux spatiaux habités et de stations orbitales habitées (la première est la station soviétique Salyut).

Images satellite à échelle moyenne 1 : 1000000 - 1 : 10000000. Le détail de la surface de la Terre dans les images prises depuis l'espace est assez significatif. Par exemple, en visualisant des photographies à l'échelle 1:1500000 prises à Saliout avec un grossissement de 10x, le principal réseau hydrographique et routier, les contours des champs, villages moyennes et toutes les villes avec leur disposition en îlots.

Domaines modernes d'utilisation de l'imagerie spatiale :

    météorologie (étude de la nébulosité, de l'enneigement, etc.),

    océanologie (courants, fonds d'eau peu profonds, etc.),

    géologie et géomorphologie (notamment formations longues),

    recherche de glaciers, marécages, déserts, forêts, comptabilité des terres culturelles, zonage naturel et économique des territoires, création et mise à jour de cartes géographiques thématiques et générales à petite échelle.

Perspectives d’application pratique à court terme La photographie spatiale pour l'étude, le développement et la protection de l'environnement géographique et des ressources naturelles de la Terre est associée à ce qu'on appelle la mise en œuvre à partir de stations-laboratoires de recherche orbitales. prise de vue multicanal (simultanément dans plusieurs gammes spectrales avec le même éclairage de la zone). Cela augmente la variété et le volume des informations reçues et offre la possibilité de leur traitement automatique, notamment lors de l'interprétation des images satellite. Transporteurs et complexes spatiaux.

Les systèmes (complexes) de surveillance de l’environnement spatial comprennent (et effectuent) :

1. Systèmes satellitaires en orbite (centre de contrôle des vols et des levés),

2. Réception des informations par points de réception au sol, satellites relais,

3. Stockage et distribution des matériaux (centres de traitement primaire, archives d'images). Un système de recherche d'informations a été développé pour assurer l'accumulation et la systématisation des matériaux reçus des satellites artificiels de la Terre.

Types de tournage.

Par la nature de la couverture de la surface de la Terre par des images satellite On distingue les fusillades suivantes :

Célibataire La photographie (sélective) est réalisée par les astronautes à l'aide d'appareils photo portatifs. Les photographies sont généralement prises en perspective avec des angles d'inclinaison importants.

Itinéraire La surface de la Terre est photographiée le long de la trajectoire de vol du satellite. La largeur de la zone de tir dépend de l'altitude de vol et de l'angle de vue du système de tir.

Observation L'enquête (sélective) est conçue pour obtenir des images de zones spécialement désignées de la surface de la Terre, éloignées de l'itinéraire.

Mondial L'enquête est réalisée à partir de satellites géostationnaires et en orbite polaire. satellites. Quatre ou cinq satellites géostationnaires en orbite équatoriale assurent une acquisition quasi continue d'images d'enquête à petite échelle de l'ensemble de la Terre (patrouille spatiale) à l'exception des calottes polaires.

Photo aérospatiale est une image bidimensionnelle d'objets réels, qui est obtenue selon certaines lois géométriques et radiométriques (photométriques) en enregistrant à distance la luminosité des objets et est destinée à étudier les objets visibles et cachés, les phénomènes et les processus du monde environnant, ainsi quant à la détermination de leur position spatiale.

La photographie spatiale varie selon: échelle, résolution spatiale, visibilité, caractéristiques spectrales.

Ces paramètres déterminent les possibilités de déchiffrer divers objets dans les images satellite et de résoudre les problèmes qu'il convient de résoudre avec leur aide.

Types de clichés divisé par visibilité, échelle et résolution spatiale.

Échelle et visibilité(forme, taille) des images satellite permettent d'identifier des objets de rangs différents pris en même temps et dans le même mode de prise de vue. Visibilité L'image dépend de la taille des zones de la surface terrestre affichées sur l'image satellite et est mesurée en unités de surface.

Les échelles des images spatiales sont différentes : de 1:1000 à 100 000 000, soit cela peut changer cent mille fois. Les échelles les plus courantes des images spatiales : du 1:200 000 au 1:10 000 000.

L’échelle des images satellite dépend :

Hauteurs de photographie

Distance focale de l'appareil,

Facteur de grossissement

Angles d'inclinaison,

Courbure de la surface terrestre.

La reconnaissance des objets sur les photographies dépend de l'échelle de prise de vue et de la résolution. Selon la relation entre les séries à grande échelle d'images satellite et les séries à grande échelle de cartes géologiques adoptées en Russie, les images spatiales sont divisées selon les niveaux de généralisation naturelle en :

Mondial, à des altitudes de 20 à 30 000 km. Échelle : 1:5 000 000.

Continental, ont une faible résolution

Régional, moyenne résolution, Échelle : 1:1 000 000 et 1:500 000

Locale : Cette enquête utilise des scanners numériques qui produisent des images tridimensionnelles de haute qualité. Les images obtenues sont adaptées au cadastre et à l'inventaire, pour la production de cartes à moyenne et grande échelle. Échelle : 1:200 000 et 1:100 000

Détaillées, leurs propriétés se rapprochent des photographies aériennes de haute altitude et des photographies à petite échelle. Elle est réalisée depuis des orbites situées à une altitude d'environ 200 km. Echelle : 1:50 000 et 1:25 000.

Détermination de l'échelle du CS en comparant les longueurs de segments identiques mesurées sur l'image et sur la carte topographique.

Avantages photographie spatiale. Un satellite volant ne subit pas de vibrations ni de fluctuations brusques, de sorte que les images satellite peuvent être obtenues avec une résolution et une qualité d'image plus élevées que les photographies aériennes. Les images peuvent être converties sous forme numérique pour un traitement informatique ultérieur.

Défauts photographie spatiale : l’information ne peut être traitée automatiquement sans transformations préalables. Lors de la photographie spatiale, les points se déplacent (sous l'influence de la courbure de la Terre), leur valeur aux bords de l'image atteint 1,5 mm. Au sein de l'image, la cohérence de l'échelle est violée, la différence entre les bords et le centre de l'image peut être supérieure à 3 %.

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Résumé sur la discipline

« Cartographie avec les bases de la topographie. SIG. Les TIC dans les cours de géographie »

Sur ce sujet:

Exécuteur:

Logunova Ioulia Alexandrovna

Zvenigorod 2018 année

Contenu

Introduction (p.3)

    Types de tournage (c.6)

    Cartographie spatiale (p.8)

    Surveillance de l'environnement depuis l'espace (p.12)

    Conclusion (p.15)

    Références (p. 16)

Introduction

Objectif du travail : considération de l’essence de la photographie spatiale.

La photographie spatiale est un processus technologique consistant à photographier la surface de la Terre depuis un avion afin d'obtenir des images photographiques de la zone (photographies) avec des paramètres et des caractéristiques spécifiés. Les principales tâches de la photographie spatiale comprennent : la recherche des planètes du système solaire ; étude et utilisation rationnelle des ressources naturelles de la Terre ; étude des changements anthropiques à la surface de la Terre ; exploration de l'océan mondial; recherche sur la pollution de l'air et des océans; surveillance de l'environnement; étude du plateau continental et des eaux côtières .

La principale différence entre photographier depuis l'espace est la suivante : la haute altitude, la vitesse de vol et leur changement périodique à mesure que le vaisseau spatial se déplace en orbite ; rotation de la Terre et, par conséquent, des objets photographiés par rapport au plan orbital ; changement rapide de l'éclairage de la Terre le long de la trajectoire de vol de l'engin spatial ; photographier à travers toute la couche de l'atmosphère ; l'équipement photographique est entièrement automatisé. Une altitude de prise de vue élevée entraîne un zoom arrière sur l'image. Le choix de l'altitude orbitale s'effectue en fonction des tâches résolues lors de la photographie et de la nécessité d'obtenir des images photographiques d'une certaine échelle. À cet égard, les exigences imposées au système optique des caméras augmentent en termes de qualité d'image, qui doit être bonne sur l'ensemble du champ. Les exigences en matière de distorsions géométriques sont particulièrement élevées.

Nous voyons comment l'homme maîtrise progressivement l'espace proche de la Terre et comment des automates envoyés depuis la Terre étudient avec succès d'autres planètes du système solaire. Les satellites artificiels créés par l'homme et lancés dans l'espace transmettent à la Terre des photographies de notre planète prises depuis de grandes hauteurs.

Alors aujourd'hui, nous pouvons direà propos de la géodésie spatiale , ou, comme on l'appelle aussi, géodésie par satellite. On assiste à l'émergence d'un nouveau pan de la cartographie, qu'il serait de bon ton d'appelercartographie spatiale.

Aujourd'hui déjà, les images prises depuis l'espace sont utilisées pour modifier le contenu des cartes, constituant le moyen le plus rapide d'identifier ces changements. Le développement ultérieur de la cartographie spatiale conduira à des résultats encore plus significatifs.

L’importance et l’avantage des images de la Terre prises depuis l’espace par rapport aux photographies aériennes conventionnelles sont indéniables. Tout d'abord, leur visibilité : des images prises à des centaines et des milliers de kilomètres de hauteur permettent d'obtenir à la fois des images couvrant des photographies aériennes et des images d'une zone s'étendant sur des centaines et des milliers de kilomètres. De plus, ils ont des propriétés de généralisation spectrale et spatiale, c’est-à-dire filtrer le secondaire, l’aléatoire et mettre en valeur l’essentiel, le principal. La photographie spatiale permet d’obtenir des images à intervalles réguliers, ce qui permet d’étudier la dynamique de n’importe quel processus.

La possibilité d'obtenir des images satellite a conduit à l'émergence d'un certain nombre de nouvelles cartes thématiques - des cartes de tels phénomènes dont les nombreuses caractéristiques sont pratiquement impossibles à obtenir par d'autres méthodes. Ainsi, pour la première fois dans l’histoire de la science, des cartes mondiales de la couverture nuageuse et de l’état des glaces ont été établies. Les images satellites sont indispensables pour étudier la dynamique des processus atmosphériques - cyclones tropicaux et ouragans. À ces fins, la photographie à partir de satellites céostationnaires est particulièrement efficace - des satellites planant « immobiles » au-dessus d'un point de la surface de la Terre ou, plus précisément, se déplaçant avec la Terre à la même vitesse angulaire.

Les images satellite ont fourni des informations fondamentalement nouvelles aux géologues. Ils ont permis d'approfondir les recherches et ont donné naissance à un nouveau type d'ouvrages cartographiques : les cartes « cosmophotogéologiques ». L'avantage le plus important des images satellite est la capacité d'y montrer de nouvelles caractéristiques de la structure des territoires qui sont invisibles sur les photographies aériennes conventionnelles. C'est la filtration de petits détails qui conduit à l'organisation spatiale de fragments dévastés de grandes formations géologiques en un seul tout. Les discontinuités linéaires, appelées linéaments, bien visibles sur les photographies, ne peuvent pas toujours être détectées lors de relevés directs sur le terrain. Les cartes de linéament fournissent une aide significative dans l’exploration profonde des minéraux. Des structures géologiques jusqu'alors inconnues ont ainsi été découvertes dans le cours moyen de la Vilyuya.

Les images spatiales sont désormais intensivement utilisées en glaciologie ; elles constituent la principale source d’information. Dans la pratique, tous les pionniers de l'espace, en particulier les participants aux vols spatiaux de longue durée, résolvent avec succès divers problèmes de cartographie thématique. Dans notre pays, les forêts occupent plus de la moitié du territoire . Les informations sur les nombreuses caractéristiques de ce fonds forestier sont énormes et doivent être mises à jour régulièrement. Des volumes gigantesques d'informations opérationnelles, complètes et en même temps détaillées sont impensables sans l'aide des astronautes et de la photographie spatiale. La pratique a déjà prouvé que la cartographie spatiale des forêts est un maillon nécessaire dans leur étude et la gestion des ressources. Une cartographie spatiale régulière des changements survenant dans les forêts est très importante pour prévenir et localiser les impacts néfastes et résoudre les problèmes de protection de l'environnement. Ce n'est qu'avec l'aide de la technologie spatiale qu'il est possible d'obtenir des informations sur l'état sanitaire des forêts, et grâce aux enquêtes quotidiennes des satellites Meteor, des données sur la situation des incendies dans les forêts peuvent être obtenues.

La cartographie continue spatiale de l’état de l’environnement est aujourd’hui appelée « surveillance ». L'éventail des moyens et des méthodes d'un cartographe s'élargit : des hauteurs cosmiques aux profondeurs sous-marines, mais partout - sur le panneau de commande d'un topographe spatial - un rover planétaire, près d'un théodolite ordinaire, il y a une personne qui crée une carte.

Types de tournage.

La photographie spatiale est réalisée selon différentes méthodes (Fig. «Classification des images spatiales par plages spectrales et technologie d'imagerie»).

La nature couvrant la surface de la Terre avec des images satellite, on peut distinguer les relevés suivants :

une seule photographie,

itinéraire,

observation,

enquête mondiale.

Célibataire (sélectif) la photographie est réalisée par des astronautes avec des appareils photo portatifs. Les photographies sont généralement prises en perspective avec des angles d'inclinaison importants.

Itinéraire tournage la surface de la Terre s'effectue le long de la trajectoire de vol du satellite. La largeur de la zone de tir dépend de l'altitude de vol et de l'angle de vue du système de tir.

Observation tir (sélectif) conçu pour obtenir des images de zones spécialement désignées de la surface de la Terre à l'écart de l'itinéraire.

Mondial tournage produits à partir de satellites géostationnaires et en orbite polaire. satellites. Quatre ou cinq satellites géostationnaires en orbite équatoriale assurent une acquisition quasi continue d'images d'enquête à petite échelle de l'ensemble de la Terre (patrouille spatiale) à l'exception des calottes polaires.

Photo aérospatiale est une image bidimensionnelle d'objets réels, qui est obtenue selon certaines lois géométriques et radiométriques (photométriques) en enregistrant à distance la luminosité des objets et est destinée à étudier les objets visibles et cachés, les phénomènes et les processus du monde environnant, ainsi quant à la détermination de leur position spatiale.

Une image satellite dans ses propriétés géométriques n'est pas fondamentalement différente d'une photographie aérienne, mais présente des caractéristiques associées à :

photographier à haute altitude,

et à grande vitesse.

Étant donné qu'un satellite se déplace beaucoup plus rapidement qu'un avion, il nécessite des vitesses d'obturation courtes lors de la prise de vue.

La photographie spatiale varie selon :

échelle,

visibilité,

caractéristiques spectrales .

Ces paramètres déterminent les possibilités d'interprétation de divers objets dans les images satellite et de résoudre les problèmes géologiques qu'il convient de résoudre avec leur aide.

Cartographie spatiale

Les images spatiales sont particulièrement utilisées en cartographie. Et cela est compréhensible, car une photographie spatiale capture avec précision et suffisamment de détails la surface de la Terre, et les spécialistes peuvent facilement transférer l'image sur une carte.

La lecture (déchiffrement) des images spatiales, ainsi que des photographies aériennes, repose sur des caractéristiques d'identification (déchiffrement). Les principaux sont la forme des objets, leur taille et leur ton. Les rivières, lacs et autres plans d'eau sont représentés sur les photographies dans des tons sombres (noir) avec une identification claire des littoraux. La végétation forestière se caractérise par des tons moins sombres avec une structure à grain fin. Les détails du terrain montagneux sont clairement mis en valeur par les tons contrastés nets obtenus sur la photographie grâce à l'éclairage différent des pentes opposées. Les agglomérations et les routes peuvent également être identifiées grâce à leurs caractéristiques de décryptage, mais uniquement sous un fort grossissement. Cela ne peut pas être fait sur des copies imprimées.

L'utilisation d'images satellites à des fins cartographiques commence par déterminer leur échelle et les relier à la carte. Ce travail est généralement réalisé sur une carte à une échelle plus petite que l'échelle de l'image, puisqu'il faut tracer les limites non pas d'une, mais de toute une série d'images.

En comparant une photographie avec une carte, vous pouvez découvrir ce qui est montré sur la photographie et comment cela est montré, comment cela est montré sur la carte et quelles informations supplémentaires sur la zone sont fournies par une image photographique de la surface de la Terre prise à partir de espace. Et même si la carte est à la même échelle que la photographie, vous pouvez toujours obtenir des informations plus complètes et, surtout, à jour sur la zone à partir de la photographie par rapport à la carte.

La cartographie à partir d'images satellites s'effectue de la même manière qu'à partir de photographies aériennes. En fonction de la précision et de la finalité des cartes, diverses méthodes sont utilisées pour les compiler à l'aide d'instruments photogrammétriques appropriés. Le plus simple est de réaliser une carte à l’échelle de la photographie. Ce sont ces cartes qui sont généralement placées à côté des photographies dans les albums et les livres. Pour les compiler, il suffit de copier des images d'objets locaux sur du papier calque à partir d'une photographie, puis de les transférer de papier calque sur papier.

De tels dessins cartographiques sont appelés cartes. Ils affichent uniquement les contours du terrain (sans relief), ont une échelle arbitraire et ne sont pas liés à une grille cartographique.

En cartographie, les images satellite sont principalement utilisées pour créer des cartes à petite échelle. L'avantage de la photographie spatiale à ces fins est que l'échelle des images est similaire à l'échelle des cartes créées, ce qui élimine un certain nombre de processus de compilation assez fastidieux. De plus, les images spatiales semblent avoir franchi le chemin de la généralisation primaire. Cela se produit parce que la photographie est réalisée à petite échelle.

Actuellement, diverses cartes thématiques ont été créées à partir d'images satellite. Dans certains cas, les caractéristiques de certains phénomènes ne peuvent être déterminées qu'à partir d'images satellite et il est impossible de les obtenir par d'autres méthodes. Sur la base des résultats de la photographie spatiale, de nombreuses cartes thématiques ont été mises à jour et détaillées, et de nouveaux types de paysages géologiques et d'autres cartes ont été créés. Lors de l'élaboration de cartes thématiques, les images prises dans différentes zones spectrales sont particulièrement utiles car elles contiennent des informations riches et variées.

Les images spatiales ont trouvé de nombreuses applications dans la production de documents cartographiques intermédiaires - les cartes photographiques. Ils sont constitués de la même manière que des plans photographiques, par mosaïque collant ensemble des photographies individuelles sur un support commun. Les cartes photo peuvent être de deux types : certaines ne montrent qu'une image photographique, tandis que d'autres sont complétées par des éléments individuels de cartes ordinaires. Les cartes photographiques, tout comme les photographies individuelles, constituent des sources précieuses pour étudier la surface de la Terre. En même temps, ils constituent un élément supplémentaire par rapport à une carte ordinaire et ne peuvent pas la remplacer complètement.

L'apparence de la Terre change constamment et toute carte vieillit progressivement. Les images satellite contiennent les informations les plus récentes et les plus fiables sur la région et sont utilisées avec succès pour mettre à jour non seulement des cartes à petite mais aussi à grande échelle. Ils vous permettent de corriger les cartes de vastes zones du globe. La photographie spatiale est particulièrement efficace dans les zones difficiles d'accès, où le travail sur le terrain nécessite beaucoup d'efforts et d'argent.

La photographie depuis l’espace n’est pas seulement utilisée pour cartographier la surface de la Terre. Les cartes de la Lune et de Mars ont été compilées à partir de photographies spatiales. Lors de la création de la carte de la Lune, les données obtenues à partir des véhicules automoteurs automatiques Lunokhod-1 et Lunokhod-2 ont également été utilisées. Comment s’est déroulé le tournage avec leur aide ? Lorsque le véhicule automoteur se déplaçait, un soi-disant parcours d'enquête était posé. Son objectif est de créer un cadre par rapport auquel la situation topographique sera tracée sur la future carte. Pour construire le parcours, les longueurs des sections parcourues du chemin et les angles entre elles ont été mesurées. Depuis chaque position du Lunokhod, des tournages télévisés de la zone ont été réalisés. Des images télévisées et des données de mesure ont été transmises par radio à la Terre. Ici, un traitement a été effectué, à la suite duquel des plans ont été élaborés pour certaines sections de la zone. Ces plans distincts étaient liés à la progression du tournage et combinés.

La carte de Mars, établie à partir d'images spatiales, est moins détaillée que la carte de la Lune, mais elle affiche néanmoins clairement et assez précisément la surface de la planète (Fig. 55). La carte est réalisée sur trente feuilles à l'échelle 1:5000000 (50 km en 1 cm). Deux nappes circumpolaires sont compilées dans une projection azimutale, 16 nappes quasi-équatoriales sont dans une projection cylindrique et les 12 nappes restantes sont dans une projection conique. Si toutes les feuilles sont collées ensemble, vous obtiendrez une boule presque régulière, c'est à dire le globe de Mars.


La base de la carte de Mars, ainsi que de la carte de la Lune, étaient les photographies elles-mêmes, dans lesquelles la surface de la planète est représentée avec un éclairage latéral dirigé selon un certain angle. Le résultat est une carte photographique sur laquelle le relief est représenté de manière combinée - lignes horizontales et coloration naturelle des ombres. Sur une telle carte photographique, non seulement la nature générale du relief est clairement visible, mais aussi ses détails, notamment les cratères, qui ne peuvent être représentés par des lignes horizontales, puisque la hauteur de la section du relief est de 1 km.

La situation concernant la photographie de Vénus est beaucoup plus compliquée. Il ne peut pas être photographié de la manière habituelle, car il est caché à l'observation optique par des nuages ​​denses. Puis l'idée est née de réaliser son portrait non pas à la lumière, mais aux rayons radio. À cette fin, ils ont développé un radar sensible capable de sonder la surface de la planète.

Pour voir le paysage de Vénus, il faut rapprocher le radar de la planète. C'est ce qu'ont fait les stations interplanétaires automatiques « Venera-15 » et « Venera-16 ».

L'essence de l'enquête radar est la suivante. Le radar installé à la station envoie les signaux radio réfléchis de Vénus vers la Terre au centre de traitement des informations radar, où un dispositif informatique électronique spécial convertit les signaux reçus en image radio.

De novembre 1983 à juillet 1984, les radars Venera-15 et Venera-16 ont photographié l'hémisphère nord de la planète depuis le pôle jusqu'au trentième parallèle. Ensuite, à l’aide d’un ordinateur, une image photographique de la surface de Vénus a été appliquée à la grille cartographique et, en outre, un profil en relief a été construit le long de la ligne de vol de la station.

Actuellement, le problème de la protection de l'environnement est mondial. C’est pourquoi les méthodes de contrôle spatiales prennent de plus en plus d’importance, permettant d’augmenter le volume des recherches et d’accélérer l’acquisition et le traitement des données. Le principal moyen de surveillance est un système de relevés spatiaux basé sur un réseau de stations au sol. Ce système comprend des photographies provenant de satellites artificiels de la Terre, de vaisseaux spatiaux habités et de stations orbitales. Les images photographiques résultantes sont envoyées aux centres de réception au sol, où les informations sont traitées.

Qu'est-ce qui est visible sur les images satellites ? Tout d’abord, presque toutes les formes et types de pollution de l’environnement. L'industrie est la principale source de pollution de l'environnement. Les activités de la plupart des industries s'accompagnent d'émissions de déchets dans l'atmosphère. Les images montrent clairement des panaches de ces émissions et des écrans de fumée s’étendant sur plusieurs kilomètres. Lorsque la concentration de pollution est élevée, même la surface de la Terre ne peut être vue à travers. Il existe des cas connus où la végétation sur une superficie de plusieurs kilomètres carrés est morte à proximité de certaines entreprises métallurgiques nord-américaines. Ceci est déjà affecté non seulement par l’impact des émissions nocives, mais aussi par la pollution des sols et des eaux souterraines. Ces zones apparaissent sur les photographies comme un semi-désert décoloré, sec et sans vie au milieu des forêts et des steppes.

Les photographies montrent clairement des particules en suspension charriées par les rivières. Une forte pollution est particulièrement typique des sections de delta des rivières. Ceci est dû à l’érosion côtière, aux coulées de boue et aux travaux hydrauliques. L'intensité de la pollution mécanique peut être déterminée par la densité d'image de la surface de l'eau : plus la surface est claire, plus la pollution est importante. Les zones d'eau peu profonde ressortent également sur les images sous forme de points lumineux, mais contrairement à la pollution, elles sont de nature permanente, tandis que ces dernières changent en fonction des conditions météorologiques et hydrologiques. La photographie spatiale a permis d'établir que la pollution mécanique des plans d'eau augmente à la fin du printemps, au début de l'été et moins souvent en automne.

La pollution chimique des zones aquatiques peut être étudiée à l’aide d’images multispectrales qui enregistrent l’état de dépression de la végétation aquatique et côtière. Les images peuvent également être utilisées pour établir une contamination biologique des plans d’eau. Elle se manifeste par le développement excessif d'une végétation particulière, visible sur les photographies dans la région verte du spectre.

Le rejet d'eau chaude dans les rivières par les entreprises industrielles et énergétiques est clairement visible sur les images infrarouges. Les limites de répartition des eaux chaudes permettent de prédire les évolutions du milieu naturel. Par exemple, la pollution thermique perturbe la formation de la couche de glace, qui est clairement visible même dans le domaine visible du spectre.

Les incendies de forêt causent de graves dommages à l'économie nationale. Depuis l'espace, ils sont visibles principalement grâce au panache de fumée, qui s'étend parfois sur plusieurs kilomètres. La photographie spatiale vous permet de déterminer rapidement l’étendue de la propagation du feu. De plus, les images satellite aident à détecter les nuages ​​​​à proximité, à partir desquels de fortes pluies sont provoquées à l'aide de réactifs spéciaux pulvérisés dans l'air.

Les images spatiales de tempêtes de poussière sont d’un grand intérêt. Pour la première fois, il est devenu possible d'observer leur origine et leur évolution, de suivre le mouvement des masses de poussière. Le front d’une tempête de poussière peut atteindre des milliers de kilomètres carrés. Le plus souvent, les tempêtes de poussière balayent les déserts. Un désert n’est pas une terre sans vie, mais un élément important de la biosphère et nécessite donc une surveillance constante.

Passons maintenant au nord de notre pays. Les gens se demandent souvent pourquoi on parle tant de la nécessité de protéger la nature de la Sibérie et de l'Extrême-Orient ? Après tout, l’intensité de l’impact y est encore bien moindre que dans les régions centrales.

Le fait est que la nature du Nord est beaucoup plus vulnérable. Quiconque y est allé sait qu'après le passage d'un véhicule tout-terrain dans la toundra, la couverture du sol ne se rétablit pas et l'érosion de surface se développe. L'épuration des bassins d'eau est dix fois plus lente que d'habitude, et même une petite route nouvellement asphaltée peut provoquer un changement difficilement réversible de la situation naturelle.

Les territoires du nord de notre pays s'étendent sur 11 millions de km 2 . C'est la taïga, la toundra forestière, la toundra. Malgré les conditions de vie difficiles et les difficultés logistiques, de plus en plus de villes apparaissent au Nord et la population augmente. Dans le cadre du développement intensif du territoire du Nord, le manque de données initiales pour la conception des agglomérations et des installations industrielles est particulièrement aigu. C'est pourquoi l'exploration spatiale de ces zones est si pertinente aujourd'hui.

Actuellement, deux méthodes liées - la cartographie et l'aérospatiale - interagissent étroitement dans l'étude de la nature, de l'économie et de la population. Les conditions préalables à une telle interaction résident dans les propriétés des cartes, des photographies aériennes et des images satellite en tant que modèles de la surface terrestre.

Conclusion

Les études spatiales résolvent divers problèmes liés à la télédétection de la Terre et indiquent leurs vastes capacités. Par conséquent, les méthodes et moyens spatiaux jouent déjà aujourd’hui un rôle important dans l’étude de la Terre et de l’espace proche de la Terre. Les technologies progressent et, dans un avenir proche, leur importance pour résoudre ces problèmes augmentera considérablement.

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Sur ce sujet:« Photographie spatiale. Types et propriétés des images spatiales, leur application en cartographie"

Introduction(p.3)

  • Types de tournage (p.6)
  • Cartographie spatiale (p.8)
  • Surveillance de l'environnement depuis l'espace (p.12)
  • Conclusion (p.15)
  • Références (p. 16)

Introduction

Objectif du travail : considération de l’essence de la photographie spatiale.

La photographie spatiale est un processus technologique consistant à photographier la surface de la Terre depuis un avion afin d'obtenir des images photographiques de la zone (photographies) avec des paramètres et des caractéristiques spécifiés. Les principales tâches de la photographie spatiale comprennent : la recherche des planètes du système solaire ; étude et utilisation rationnelle des ressources naturelles de la Terre ; étude des changements anthropiques à la surface de la Terre ; exploration de l'océan mondial; recherche sur la pollution de l'air et des océans; surveillance de l'environnement; étude du plateau continental et des eaux côtières Sushi.

La principale différence entre photographier depuis l'espace est la suivante : la haute altitude, la vitesse de vol et leur changement périodique à mesure que le vaisseau spatial se déplace en orbite ; rotation de la Terre et, par conséquent, des objets photographiés par rapport au plan orbital ; changement rapide de l'éclairage de la Terre le long de la trajectoire de vol de l'engin spatial ; photographier à travers toute la couche de l'atmosphère ; l'équipement photographique est entièrement automatisé. Une altitude de prise de vue élevée entraîne un zoom arrière sur l'image. Le choix de l'altitude orbitale s'effectue en fonction des tâches résolues lors de la photographie et de la nécessité d'obtenir des images photographiques d'une certaine échelle. À cet égard, les exigences imposées au système optique des caméras augmentent en termes de qualité d'image, qui doit être bonne sur l'ensemble du champ. Les exigences en matière de distorsions géométriques sont particulièrement élevées.

Nous voyons comment l'homme maîtrise progressivement l'espace proche de la Terre et comment des automates envoyés depuis la Terre étudient avec succès d'autres planètes du système solaire. Les satellites artificiels créés par l'homme et lancés dans l'espace transmettent à la Terre des photographies de notre planète prises depuis de grandes hauteurs.

Alors aujourd'hui, nous pouvons dire à propos de la géodésie spatiale, ou, comme on l'appelle aussi, géodésie par satellite. On assiste à l'émergence d'un nouveau pan de la cartographie, qu'il serait de bon ton d'appeler cartographie spatiale.

Aujourd'hui déjà, les images prises depuis l'espace sont utilisées pour modifier le contenu des cartes, constituant le moyen le plus rapide d'identifier ces changements. Le développement ultérieur de la cartographie spatiale conduira à des résultats encore plus significatifs.

L’importance et l’avantage des images de la Terre prises depuis l’espace par rapport aux photographies aériennes conventionnelles sont indéniables. Tout d'abord, leur visibilité : des images prises à des centaines et des milliers de kilomètres de hauteur permettent d'obtenir à la fois des images couvrant des photographies aériennes et des images d'une zone s'étendant sur des centaines et des milliers de kilomètres. De plus, ils ont des propriétés de généralisation spectrale et spatiale, c’est-à-dire filtrer le secondaire, l’aléatoire et mettre en valeur l’essentiel, le principal. La photographie spatiale permet d’obtenir des images à intervalles réguliers, ce qui permet d’étudier la dynamique de n’importe quel processus.

La possibilité d'obtenir des images satellite a conduit à l'émergence d'un certain nombre de nouvelles cartes thématiques - des cartes de tels phénomènes dont les nombreuses caractéristiques sont pratiquement impossibles à obtenir par d'autres méthodes. Ainsi, pour la première fois dans l’histoire de la science, des cartes mondiales de la couverture nuageuse et de l’état des glaces ont été établies. Les images satellites sont indispensables pour étudier la dynamique des processus atmosphériques - cyclones tropicaux et ouragans. À ces fins, la photographie à partir de satellites céostationnaires est particulièrement efficace - des satellites planant « immobiles » au-dessus d'un point de la surface de la Terre ou, plus précisément, se déplaçant avec la Terre à la même vitesse angulaire.

Les images satellite ont fourni des informations fondamentalement nouvelles aux géologues. Ils ont permis d'approfondir les recherches et ont donné naissance à un nouveau type d'ouvrages cartographiques : les cartes « cosmophotogéologiques ». L'avantage le plus important des images satellite est la capacité d'y montrer de nouvelles caractéristiques de la structure des territoires qui sont invisibles sur les photographies aériennes conventionnelles. C'est la filtration de petits détails qui conduit à l'organisation spatiale de fragments dévastés de grandes formations géologiques en un seul tout. Les discontinuités linéaires, appelées linéaments, bien visibles sur les photographies, ne peuvent pas toujours être détectées lors de relevés directs sur le terrain. Les cartes de linéament fournissent une aide significative dans l’exploration profonde des minéraux. Des structures géologiques jusqu'alors inconnues ont ainsi été découvertes dans le cours moyen de la Vilyuya.

Les images spatiales sont désormais intensivement utilisées en glaciologie ; elles constituent la principale source d’information. Dans la pratique, tous les pionniers de l'espace, en particulier les participants aux vols spatiaux de longue durée, résolvent avec succès divers problèmes de cartographie thématique. Dans notre pays, les forêts occupent plus de la moitié du territoire Sushi. Les informations sur les nombreuses caractéristiques de ce fonds forestier sont énormes et doivent être mises à jour régulièrement. Des volumes gigantesques d'informations opérationnelles, complètes et en même temps détaillées sont impensables sans l'aide des astronautes et de la photographie spatiale. La pratique a déjà prouvé que la cartographie spatiale des forêts est un maillon nécessaire dans leur étude et la gestion des ressources. Une cartographie spatiale régulière des changements survenant dans les forêts est très importante pour prévenir et localiser les impacts néfastes et résoudre les problèmes de protection de l'environnement. Ce n'est qu'avec l'aide de la technologie spatiale qu'il est possible d'obtenir des informations sur l'état sanitaire des forêts, et grâce aux enquêtes quotidiennes des satellites Meteor, des données sur la situation des incendies dans les forêts peuvent être obtenues.

La cartographie continue spatiale de l’état de l’environnement est aujourd’hui appelée « surveillance ». L'éventail des moyens et des méthodes d'un cartographe s'élargit : des hauteurs cosmiques aux profondeurs sous-marines, mais partout - sur le panneau de commande d'un topographe spatial - un rover planétaire, près d'un théodolite ordinaire, il y a une personne qui crée une carte.

Types de tournage.

La photographie spatiale est réalisée selon différentes méthodes (Fig. «Classification des images spatiales par plages spectrales et technologie d'imagerie»).

Sur la base de la nature de la couverture de la surface terrestre par les images satellite, les enquêtes suivantes peuvent être distinguées :

Photographie unique,

Itinéraire,

Observation,

Enquête mondiale.

Célibataire (sélectif) la photographie est réalisée par des astronautes avec des appareils photo portatifs. Les photographies sont généralement prises en perspective avec des angles d'inclinaison importants.

Itinéraire tournage la surface de la Terre s'effectue le long de la trajectoire de vol du satellite. La largeur de la zone de tir dépend de l'altitude de vol et de l'angle de vue du système de tir.

Observation tir (sélectif) conçu pour obtenir des images de zones spécialement désignées de la surface de la Terre à l'écart de l'itinéraire.

Mondial tournage produits à partir de satellites géostationnaires et en orbite polaire. satellites. Quatre ou cinq satellites géostationnaires en orbite équatoriale assurent une acquisition quasi continue d'images d'enquête à petite échelle de l'ensemble de la Terre (patrouille spatiale) à l'exception des calottes polaires.

Photo aérospatiale est une image bidimensionnelle d'objets réels, qui est obtenue selon certaines lois géométriques et radiométriques (photométriques) en enregistrant à distance la luminosité des objets et est destinée à étudier les objets visibles et cachés, les phénomènes et les processus du monde environnant, ainsi quant à la détermination de leur position spatiale.

Une image satellite dans ses propriétés géométriques n'est pas fondamentalement différente d'une photographie aérienne, mais présente des caractéristiques associées à :

Photographier à haute altitude,

Et à grande vitesse.

Étant donné qu'un satellite se déplace beaucoup plus rapidement qu'un avion, il nécessite des vitesses d'obturation courtes lors de la prise de vue.

La photographie spatiale varie selon :

échelle,

résolution spatiale,

visibilité,

caractéristiques spectrales.

Ces paramètres déterminent les possibilités d'interprétation de divers objets dans les images satellite et de résoudre les problèmes géologiques qu'il convient de résoudre avec leur aide.

Cartographie spatiale

Les images spatiales sont particulièrement utilisées en cartographie. Et cela est compréhensible, car une photographie spatiale capture avec précision et suffisamment de détails la surface de la Terre, et les spécialistes peuvent facilement transférer l'image sur une carte.

La lecture (déchiffrement) des images spatiales, ainsi que des photographies aériennes, repose sur des caractéristiques d'identification (déchiffrement). Les principaux sont la forme des objets, leur taille et leur ton. Les rivières, lacs et autres plans d'eau sont représentés sur les photographies dans des tons sombres (noir) avec une identification claire des littoraux. La végétation forestière se caractérise par des tons moins sombres avec une structure à grain fin. Les détails du terrain montagneux sont clairement mis en valeur par les tons contrastés nets obtenus sur la photographie grâce à l'éclairage différent des pentes opposées. Les agglomérations et les routes peuvent également être identifiées grâce à leurs caractéristiques de décryptage, mais uniquement sous un fort grossissement. Cela ne peut pas être fait sur des copies imprimées.

L'utilisation d'images satellites à des fins cartographiques commence par déterminer leur échelle et les relier à la carte. Ce travail est généralement réalisé sur une carte à une échelle plus petite que l'échelle de l'image, puisqu'il faut tracer les limites non pas d'une, mais de toute une série d'images.

En comparant une photographie avec une carte, vous pouvez découvrir ce qui est montré sur la photographie et comment cela est montré, comment cela est montré sur la carte et quelles informations supplémentaires sur la zone sont fournies par une image photographique de la surface de la Terre prise à partir de espace. Et même si la carte est à la même échelle que la photographie, vous pouvez toujours obtenir des informations plus complètes et, surtout, à jour sur la zone à partir de la photographie par rapport à la carte.

La cartographie à partir d'images satellites s'effectue de la même manière qu'à partir de photographies aériennes. En fonction de la précision et de la finalité des cartes, diverses méthodes sont utilisées pour les compiler à l'aide d'instruments photogrammétriques appropriés. Le plus simple est de réaliser une carte à l’échelle de la photographie. Ce sont ces cartes qui sont généralement placées à côté des photographies dans les albums et les livres. Pour les compiler, il suffit de copier des images d'objets locaux sur du papier calque à partir d'une photographie, puis de les transférer de papier calque sur papier.

De tels dessins cartographiques sont appelés cartes. Ils affichent uniquement les contours du terrain (sans relief), ont une échelle arbitraire et ne sont pas liés à une grille cartographique.

En cartographie, les images satellite sont principalement utilisées pour créer des cartes à petite échelle. L'avantage de la photographie spatiale à ces fins est que l'échelle des images est similaire à l'échelle des cartes créées, ce qui élimine un certain nombre de processus de compilation assez fastidieux. De plus, les images spatiales semblent avoir franchi le chemin de la généralisation primaire. Cela se produit parce que la photographie est réalisée à petite échelle.

Actuellement, diverses cartes thématiques ont été créées à partir d'images satellite. Dans certains cas, les caractéristiques de certains phénomènes ne peuvent être déterminées qu'à partir d'images satellite et il est impossible de les obtenir par d'autres méthodes. Sur la base des résultats de la photographie spatiale, de nombreuses cartes thématiques ont été mises à jour et détaillées, et de nouveaux types de paysages géologiques et d'autres cartes ont été créés. Lors de l'élaboration de cartes thématiques, les images prises dans différentes zones spectrales sont particulièrement utiles car elles contiennent des informations riches et variées.

Les images spatiales ont trouvé de nombreuses applications dans la production de documents cartographiques intermédiaires - les cartes photographiques. Ils sont constitués de la même manière que des plans photographiques, par mosaïque collant ensemble des photographies individuelles sur un support commun. Les cartes photo peuvent être de deux types : certaines ne montrent qu'une image photographique, tandis que d'autres sont complétées par des éléments individuels de cartes ordinaires. Les cartes photographiques, tout comme les photographies individuelles, constituent des sources précieuses pour étudier la surface de la Terre. En même temps, ils constituent un élément supplémentaire par rapport à une carte ordinaire et ne peuvent pas la remplacer complètement.

L'apparence de la Terre change constamment et toute carte vieillit progressivement. Les images satellite contiennent les informations les plus récentes et les plus fiables sur la région et sont utilisées avec succès pour mettre à jour non seulement des cartes à petite mais aussi à grande échelle. Ils vous permettent de corriger les cartes de vastes zones du globe. La photographie spatiale est particulièrement efficace dans les zones difficiles d'accès, où le travail sur le terrain nécessite beaucoup d'efforts et d'argent.

La photographie depuis l’espace n’est pas seulement utilisée pour cartographier la surface de la Terre. Les cartes de la Lune et de Mars ont été compilées à partir de photographies spatiales. Lors de la création de la carte de la Lune, les données obtenues à partir des véhicules automoteurs automatiques Lunokhod-1 et Lunokhod-2 ont également été utilisées. Comment s’est déroulé le tournage avec leur aide ? Lorsque le véhicule automoteur se déplaçait, un soi-disant parcours d'enquête était posé. Son objectif est de créer un cadre par rapport auquel la situation topographique sera tracée sur la future carte. Pour construire le parcours, les longueurs des sections parcourues du chemin et les angles entre elles ont été mesurées. Depuis chaque position du Lunokhod, des tournages télévisés de la zone ont été réalisés. Des images télévisées et des données de mesure ont été transmises par radio à la Terre. Ici, un traitement a été effectué, à la suite duquel des plans ont été élaborés pour certaines sections de la zone. Ces plans distincts étaient liés à la progression du tournage et combinés.

La carte de Mars, établie à partir d'images spatiales, est moins détaillée que la carte de la Lune, mais elle affiche néanmoins clairement et assez précisément la surface de la planète (Fig. 55). La carte est réalisée sur trente feuilles à l'échelle 1:5000000 (50 km en 1 cm). Deux nappes circumpolaires sont compilées dans une projection azimutale, 16 nappes quasi-équatoriales sont dans une projection cylindrique et les 12 nappes restantes sont dans une projection conique. Si toutes les feuilles sont collées ensemble, vous obtiendrez une boule presque régulière, c'est à dire le globe de Mars.


Riz. 55. Fragment d'une carte photo de Mars

La base de la carte de Mars, ainsi que de la carte de la Lune, étaient les photographies elles-mêmes, dans lesquelles la surface de la planète est représentée avec un éclairage latéral dirigé selon un certain angle. Le résultat est une carte photographique sur laquelle le relief est représenté de manière combinée - lignes horizontales et coloration naturelle des ombres. Sur une telle carte photographique, non seulement la nature générale du relief est clairement visible, mais aussi ses détails, notamment les cratères, qui ne peuvent être représentés par des lignes horizontales, puisque la hauteur de la section du relief est de 1 km.

La situation concernant la photographie de Vénus est beaucoup plus compliquée. Il ne peut pas être photographié de la manière habituelle, car il est caché à l'observation optique par des nuages ​​denses. Puis l'idée est née de réaliser son portrait non pas à la lumière, mais aux rayons radio. À cette fin, ils ont développé un radar sensible capable de sonder la surface de la planète.

Pour voir le paysage de Vénus, il faut rapprocher le radar de la planète. C'est ce qu'ont fait les stations interplanétaires automatiques « Venera-15 » et « Venera-16 ».

L'essence de l'enquête radar est la suivante. Le radar installé à la station envoie les signaux radio réfléchis de Vénus vers la Terre au centre de traitement des informations radar, où un dispositif informatique électronique spécial convertit les signaux reçus en image radio.

De novembre 1983 à juillet 1984, les radars Venera-15 et Venera-16 ont photographié l'hémisphère nord de la planète depuis le pôle jusqu'au trentième parallèle. Ensuite, à l’aide d’un ordinateur, une image photographique de la surface de Vénus a été appliquée à la grille cartographique et, en outre, un profil en relief a été construit le long de la ligne de vol de la station.

Surveillance de l'environnement depuis l'espace

Actuellement, le problème de la protection de l'environnement est mondial. C’est pourquoi les méthodes de contrôle spatiales prennent de plus en plus d’importance, permettant d’augmenter le volume des recherches et d’accélérer l’acquisition et le traitement des données. Le principal moyen de surveillance est un système de relevés spatiaux basé sur un réseau de stations au sol. Ce système comprend des photographies provenant de satellites artificiels de la Terre, de vaisseaux spatiaux habités et de stations orbitales. Les images photographiques résultantes sont envoyées aux centres de réception au sol, où les informations sont traitées.

Qu'est-ce qui est visible sur les images satellites ? Tout d’abord, presque toutes les formes et types de pollution de l’environnement. L'industrie est la principale source de pollution de l'environnement. Les activités de la plupart des industries s'accompagnent d'émissions de déchets dans l'atmosphère. Les images montrent clairement des panaches de ces émissions et des écrans de fumée s’étendant sur plusieurs kilomètres. Lorsque la concentration de pollution est élevée, même la surface de la Terre ne peut être vue à travers. Il existe des cas connus où la végétation sur une superficie de plusieurs kilomètres carrés est morte à proximité de certaines entreprises métallurgiques nord-américaines. Ceci est déjà affecté non seulement par l’impact des émissions nocives, mais aussi par la pollution des sols et des eaux souterraines. Ces zones apparaissent sur les photographies comme un semi-désert décoloré, sec et sans vie au milieu des forêts et des steppes.

Les photographies montrent clairement des particules en suspension charriées par les rivières. Une forte pollution est particulièrement typique des sections de delta des rivières. Ceci est dû à l’érosion côtière, aux coulées de boue et aux travaux hydrauliques. L'intensité de la pollution mécanique peut être déterminée par la densité d'image de la surface de l'eau : plus la surface est claire, plus la pollution est importante. Les zones d'eau peu profonde ressortent également sur les images sous forme de points lumineux, mais contrairement à la pollution, elles sont de nature permanente, tandis que ces dernières changent en fonction des conditions météorologiques et hydrologiques. La photographie spatiale a permis d'établir que la pollution mécanique des plans d'eau augmente à la fin du printemps, au début de l'été et moins souvent en automne.

La pollution chimique des zones aquatiques peut être étudiée à l’aide d’images multispectrales qui enregistrent l’état de dépression de la végétation aquatique et côtière. Les images peuvent également être utilisées pour établir une contamination biologique des plans d’eau. Elle se manifeste par le développement excessif d'une végétation particulière, visible sur les photographies dans la région verte du spectre.

Le rejet d'eau chaude dans les rivières par les entreprises industrielles et énergétiques est clairement visible sur les images infrarouges. Les limites de répartition des eaux chaudes permettent de prédire les évolutions du milieu naturel. Par exemple, la pollution thermique perturbe la formation de la couche de glace, qui est clairement visible même dans le domaine visible du spectre.

Les incendies de forêt causent de graves dommages à l'économie nationale. Depuis l'espace, ils sont visibles principalement grâce au panache de fumée, qui s'étend parfois sur plusieurs kilomètres. La photographie spatiale vous permet de déterminer rapidement l’étendue de la propagation du feu. De plus, les images satellite aident à détecter les nuages ​​​​à proximité, à partir desquels de fortes pluies sont provoquées à l'aide de réactifs spéciaux pulvérisés dans l'air.

Les images spatiales de tempêtes de poussière sont d’un grand intérêt. Pour la première fois, il est devenu possible d'observer leur origine et leur évolution, de suivre le mouvement des masses de poussière. Le front d’une tempête de poussière peut atteindre des milliers de kilomètres carrés. Le plus souvent, les tempêtes de poussière balayent les déserts. Un désert n’est pas une terre sans vie, mais un élément important de la biosphère et nécessite donc une surveillance constante.

Passons maintenant au nord de notre pays. Les gens se demandent souvent pourquoi on parle tant de la nécessité de protéger la nature de la Sibérie et de l'Extrême-Orient ? Après tout, l’intensité de l’impact y est encore bien moindre que dans les régions centrales.

Le fait est que la nature du Nord est beaucoup plus vulnérable. Quiconque y est allé sait qu'après le passage d'un véhicule tout-terrain dans la toundra, la couverture du sol ne se rétablit pas et l'érosion de surface se développe. L'épuration des bassins d'eau est dix fois plus lente que d'habitude, et même une petite route nouvellement asphaltée peut provoquer un changement difficilement réversible de la situation naturelle.

Les territoires du nord de notre pays s'étendent sur 11 millions de km2. C'est la taïga, la toundra forestière, la toundra. Malgré les conditions de vie difficiles et les difficultés logistiques, de plus en plus de villes apparaissent au Nord et la population augmente. Dans le cadre du développement intensif du territoire du Nord, le manque de données initiales pour la conception des agglomérations et des installations industrielles est particulièrement aigu. C'est pourquoi l'exploration spatiale de ces zones est si pertinente aujourd'hui.

Actuellement, deux méthodes liées - la cartographie et l'aérospatiale - interagissent étroitement dans l'étude de la nature, de l'économie et de la population. Les conditions préalables à une telle interaction résident dans les propriétés des cartes, des photographies aériennes et des images satellite en tant que modèles de la surface terrestre.

Conclusion

Les études spatiales résolvent divers problèmes liés à la télédétection de la Terre et indiquent leurs vastes capacités. Par conséquent, les méthodes et moyens spatiaux jouent déjà aujourd’hui un rôle important dans l’étude de la Terre et de l’espace proche de la Terre. Les technologies progressent et, dans un avenir proche, leur importance pour résoudre ces problèmes augmentera considérablement.

Bibliographie

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  • Edelshtein, A. V. « Comment est créée une carte », M., « Nedra », 1978 . c. 456.

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Images spatiales

Images spatiales- un nom collectif pour les données obtenues par les engins spatiaux (SC) dans différentes plages du spectre électromagnétique, puis visualisées selon un certain algorithme.

Informations de base

En règle générale, le concept d'images spatiales est largement compris comme des données de télédétection de la Terre traitées, présentées sous forme d'images visuelles, par exemple Google Earth.

L'information initiale des images spatiales est le rayonnement électromagnétique (EMR) enregistré par un certain type de capteur. Un tel rayonnement peut être soit de nature naturelle, soit être une réponse d'origine artificielle (anthropique ou autre). Par exemple, des images de la Terre, ce qu'on appelle. domaine optique, sont essentiellement de la photographie ordinaire (des méthodes de réalisation qui peuvent cependant être très complexes). De telles images se caractérisent par le fait qu’elles enregistrent la réflexion du rayonnement naturel du Soleil depuis la surface de la Terre (comme sur toute photographie par temps clair).

Les images utilisant la réponse du rayonnement artificiel sont similaires à la photographie de nuit avec un flash, lorsqu'il n'y a pas d'éclairage naturel et que la lumière réfléchie par un flash de lampe brillant est utilisée. Contrairement à la photographie amateur, les engins spatiaux peuvent utiliser la réémission (réflexion) dans des plages du spectre électromagnétique qui dépassent la plage optique visible à l'œil humain et sensible aux capteurs (voir : matrice (photo)) des appareils photo domestiques. Il s’agit par exemple d’images radar pour lesquelles la nébulosité de l’atmosphère est transparente. De telles images fournissent une image de la surface de la Terre ou d’autres corps cosmiques « à travers les nuages ​​».

Au tout début, pour obtenir des images spatiales, on utilisait soit la méthode « photographique » classique - prise de vue avec un appareil photo spécial sur film photosensible, suivi du retour d'une capsule avec film de l'espace vers la Terre, soit prise de vue avec un téléviseur caméra et transmettre un signal de télévision à une station de réception au sol.

Début 2009, la méthode de balayage prévaut, lorsque le balayage transversal (perpendiculaire à l'itinéraire de déplacement de l'engin spatial) est assuré par un mécanisme de balayage (balançant mécaniquement ou fournissant un balayage électronique) qui transmet l'EMR au capteur (dispositif de réception) du le vaisseau spatial, et le balayage longitudinal (le long de la route de déplacement du vaisseau spatial) est assuré par le mouvement du vaisseau spatial lui-même.

Les images spatiales de la Terre et d'autres corps célestes peuvent être utilisées pour une grande variété d'activités : évaluer le degré de maturation d'une culture, évaluer la contamination de surface par une certaine substance, déterminer les limites de la prévalence d'un objet ou d'un phénomène, déterminer la présence de minéraux sur un territoire donné, à des fins de reconnaissance militaire, et bien plus encore. .

voir également

Liens


Fondation Wikimédia. 2010.

  • Trains-fusées spatiales
  • Space Rangers 2 : Dominateurs

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Pour la première fois, les météorologues ont utilisé pour leurs besoins des images photographiques et télévisées de la Terre et de la couverture nuageuse obtenues depuis l'espace. En avril 1960, le premier satellite météorologique spécialisé Tiros-1 (Satellite de télévision et d'observation infrarouge - un satellite d'observation doté d'équipements de télévision et infrarouge) a été lancé en orbite aux États-Unis. Les premières images prises par cet appareil montraient une couverture nuageuse et de grandes caractéristiques géographiques dans les interstices – et aucun signe d’activité humaine ! Les premières traces de ce type étaient des taches sombres dans la neige du Canada, qui se sont avérées être des traces de déboisement.

Ce n'est qu'avec le début des vols habités qu'il est devenu possible d'observer des détails à la surface de la Terre. La liste des objets qui devaient être observés, photographiés et enregistrés lors des premiers vols des cosmonautes soviétiques montre à quel point cela était flou au début de l'ère spatiale : c'est l'horizon ; nuages ​​au nadir ; Lune ; nuages ​​le long du parcours ; surface de l'océan ; les zones de haute montagne ; aube; îles et péninsules; déserts; villes; aurores boréales; nuages ​​​​nocturnes ; horizon nocturne. Autrement dit, il a été proposé d'enregistrer tout ce qui pouvait être vu. Et la surprise qui a provoqué le choc sur Terre a été que des objets assez petits (bâtiments, routes, voitures) peuvent être vus depuis l'orbite.

Déjà, les premières photographies prises depuis l'orbite par les astronautes révélaient de nombreux détails de la structure des systèmes nuageux, alors qu'elles se distinguaient des images de télévision reçues des satellites météorologiques automatiques par leur résolution spatiale plus élevée.

Au début, les rapports des astronautes sur ce qu'ils avaient vu depuis l'orbite ont été remis en question. Par exemple, le message selon lequel les crêtes sous-marines des océans sont visibles depuis l'orbite a suscité la méfiance : après tout, la lumière ne pénètre que jusqu'à quelques dizaines de mètres de profondeur et les crêtes sont situées à des profondeurs kilométriques. Et seulement après un certain temps, il est devenu clair que les contours de la zone de mélange des eaux chaudes de surface et des eaux froides profondes semblaient répéter le relief sous-marin.

"Laissez seulement le lecteur croire que lorsqu'un astronaute se suspend au hublot et regarde par la fenêtre, tôt ou tard ses observations s'ajouteront au trésor général de connaissances", a écrit le cosmonaute 50/100 V.P. Savinykh dans ses mémoires. - Les céréaliers et les géologues, les spécialistes de la bonification des terres et les géographes font la queue pour obtenir des informations dont les astronautes ont désespérément besoin. Cette liste peut être continuée presque à l'infini... Et pas seulement parce que « tout est visible d'en haut », mais aussi parce que depuis l'espace, il est plus facile d'identifier les interconnexions de certains processus terrestres et même de prédire leur déroulement.

D’en haut, depuis la hauteur de l’orbite, vous pouvez voir, sinon tout, du moins beaucoup de choses que vous ne verriez pas autrement : les gens redécouvrirent la planète. Les expériences et observations réalisées par les astronautes en orbite ont permis d'obtenir des images d'un certain nombre d'objets divers qui n'avaient pas été observés auparavant par des moyens traditionnels (comme la photographie aérienne) (par exemple, formations géologiques à grande échelle - structures annulaires, failles dans la croûte terrestre). Ainsi, les tournages depuis la station Saliout-5 ont permis de tracer sur de longues distances de grandes failles profondes, qui sont souvent des zones de gisements minéraux. Le tournage depuis la station Saliout-6 a montré la possibilité d'obtenir des images du fond des mers peu profondes, des courants marins et océaniques, ce qui a ouvert la possibilité de leur cartographie ; zones d'accumulation de phyto- et zooplancton, bancs de poissons.

Les résultats des observations des astronautes ont ensuite été presque toujours confirmés. Ces observations et enquêtes étaient particulièrement importantes au stade initial, alors qu'il n'y avait toujours pas d'idée complète et claire de où chercher et de ce qu'il fallait rechercher.

À mesure que les connaissances s’accumulent, de nouveaux domaines d’utilisation des technologies spatiales pour étudier la Terre sont apparus. Divers systèmes satellitaires commencent à être créés, initialement spécialisés (communications, météorologie, navigation, pour l'étude des ressources naturelles de la Terre, etc.).

Les expériences orbitales et les observations des astronautes ont servi de base à la formation d'exigences techniques pour déterminer l'apparence et les caractéristiques des systèmes automatiques et pour développer de nouveaux équipements permettant d'effectuer des observations et des recherches depuis l'espace.

Le premier système météorologique spécialisé soviétique était le système Meteor. Meteor 1 a été lancé le 26 mars 1969. Le système comprenait trois satellites sur des orbites circumcirculaires quasi polaires avec une altitude d'environ 900 km et couvraient une superficie de 30 000 km² chaque heure. Les informations ont été obtenues à l’aide d’équipements optiques et infrarouges.

Le système météorologique national opérationnel des États-Unis a commencé à fonctionner pleinement dans les années 70 du siècle dernier. Il comprend les satellites « Tiros », « Nimbus » et ATS. Pendant cette période, selon les experts américains, aucune tempête tropicale n'a été manquée. En particulier, en août-septembre 1979, alors que les ouragans David et Frederick se dirigeaient vers la côte du Golfe, des centaines de milliers de vies ont été sauvées grâce à la présence de satellites météorologiques en orbite. Les données reçues de ces satellites ont permis aux météorologues de déterminer avec précision la direction du mouvement et la vitesse d'un ouragan et d'informer rapidement la population locale de son approche.

En 1978-1979, le plus grand projet météorologique international de l'époque, GARP (Global Atmospheric Research Program), a été réalisé, visant à étudier les processus globaux dans l'atmosphère conduisant à des changements météorologiques et climatiques. Le groupe de moyens qui effectuaient l'observation météorologique comprenait à la fois des satellites en orbite basse et des satellites géostationnaires. Parallèlement, des observations ont été effectuées à l'aide de navires, d'avions, de bouées, de ballons et de fusées météorologiques.

Oeil électronique

Les informations provenant de l’espace se sont révélées non seulement utiles, mais aussi vitales pour presque tous les domaines de l’activité humaine. Outre les services météorologiques, cela comprend l'agriculture et la sylviculture, l'urbanisme, la pose de voies ferrées et routières, de pipelines, la protection de l'environnement, l'exploration minière...

L'utilisation des moyens spatiaux pour étudier les ressources naturelles de la Terre s'est révélée très efficace. Aux États-Unis, dans un premier temps, ces études ont été réalisées par des satellites Landsat, en URSS par des engins spatiaux de la série Cosmos. Les informations ont été extraites des images obtenues dans les plages spectrales visible et infrarouge.

Les satellites ont fourni des images multispectrales de caractéristiques et de discontinuités à grande échelle dans la croûte terrestre qui n'avaient pas été observées auparavant. Les informations sur les zones de rupture et les fractures obtenues grâce aux satellites Landsat ont été utilisées pour sélectionner des sites pour la construction de centrales nucléaires et de pipelines.

Grâce aux systèmes satellitaires, de nombreuses découvertes importantes ont été faites, de nouveaux gisements minéraux ont été explorés, notamment du pétrole et du gaz, et les zones sujettes aux tremblements de terre ont été cartographiées - il est vraiment difficile de tout énumérer. Dans les sables de Kyzylkoum, les images satellite ont révélé des lentilles d'eaux douces et légèrement minéralisées peu profondes. Une découverte géographique a également été faite, quoique triste : la mer d'Aral n'existe plus.

Des observations visuelles et instrumentales sont effectuées sur chaque vol habité depuis le début de l'ère spatiale jusqu'à nos jours, l'éventail des tâches s'élargit et devient plus complexe et les équipements sont améliorés.

Sur les premiers appareils soviétiques Vostok, un équipement conventionnel était utilisé pour l'enregistrement de photos et de films - l'appareil photo professionnel Konvas. Il y a une distance énorme entre cela et les équipements modernes avec lesquels travaillent aujourd'hui les astronautes. La photographie multispectrale et spectrozonale est désormais utilisée pour l'observation et le tournage depuis l'orbite. En 1976, la caméra multispectrale MKF-6, développée conjointement par des scientifiques de l'URSS et de la RDA dans le cadre du programme Intercosmos et fabriquée dans la célèbre entreprise Carl Zeiss Jena, a été testée pour la première fois sur le vaisseau spatial Soyouz-22. Cette caméra a été la première à obtenir une image stéréoscopique du glacier Fedchenko et de plus d'une centaine de glaciers plus petits, dont seulement une trentaine étaient connus auparavant, ainsi que des zones propices à l'élevage de bétail.

Par la suite, on a commencé à utiliser un bloc de six appareils multispectraux MKF-6 M. Les appareils utilisent des films spéciaux et des filtres de lumière qui perçoivent diverses informations. Par exemple, l'un des appareils enregistre la structure du sol, sa composition et sa teneur en humidité, une autre caméra reçoit des informations sur les types de végétation, la troisième est configurée pour recevoir des données sur la qualité de l'eau des lacs et des océans.

Ces caméras étaient largement utilisées dans les stations Saliout et Mir. Désormais, un nouvel instrument fonctionne à bord de l'ISS - "Spektr-256". Il permet d'enregistrer les caractéristiques spectrales de la surface terrestre dans 256 canaux du spectre visible et infrarouge. Un micro-ordinateur est utilisé comme enregistreur des informations reçues.

De nombreux travaux sur l'étude des processus naturels à grande échelle et du changement climatique ont été réalisés par les astronautes américains en avril 1994. À bord du vaisseau spatial Endeavour (), le laboratoire radar spatial SRL-1 (Space Radar Laboratory) a été mis en orbite. Le laboratoire comprenait également un dispositif de surveillance de la pollution de l'air. Il était prévu d'obtenir environ 6 000 images radar de plus de 400 objets et d'environ 50 millions de km² (10 %) de la superficie de la Terre. De plus, les astronautes ont dû prendre 14 000 photographies à l'aide d'un équipement conventionnel, pour lequel il y avait à bord 14 appareils photo et argentiques. Les tournages depuis l'espace ont été complétés par des observations d'équipes au sol, ainsi que d'avions et de navires.

Le plan de tournage était presque entièrement terminé. Des images stéréoscopiques tridimensionnelles uniques de montagnes, de déserts, de forêts, d'océans et de rivières ont été obtenues. Les astronautes ont photographié la zone d'un incendie géant en Chine en 1987 et ont mesuré la concentration de monoxyde de carbone au-dessus de la zone.

Le deuxième vol d'Endeavour avec le SRL-1 en septembre de la même année incluait la centrale nucléaire de Tchernobyl comme sujet d'étude de la récupération environnementale après la catastrophe de 1986. A cette époque, avait lieu l'éruption de la Klyuchevskaya Sopka au Kamtchatka ; le navire a survolé le volcan deux fois à une altitude de 283 km et a filmé l'éruption. Il s'agissait d'enquêtes uniques : les éruptions précédentes ont eu lieu en 1737 et 1945.

Actuellement, un système mondial de télédétection de la Terre a été créé et fonctionne, et l'écrasante majorité des informations proviennent de véhicules sans pilote. Néanmoins, les observations visuelles et instrumentales depuis les stations orbitales et les engins spatiaux habités n’ont pas perdu de leur importance. Elles sont effectuées en permanence et constituent la partie la plus importante de l’activité d’un astronaute en vol.

Ceci est particulièrement important lors de l'étude de processus et de phénomènes rapides qui nécessitent une transmission rapide d'informations. Il s’agit de typhons, de zones de marée noire, de coulées de boue, d’incendies de forêt, de mouvements de glaciers et bien plus encore. Les observations visuelles et instrumentales sont particulièrement efficaces lors de la conduite de recherches océanographiques, car Par d’autres moyens, il est très difficile d’obtenir des informations opérationnelles sur des processus dynamiques à grande échelle.

La quantité d’informations provenant de l’espace est colossale. Par exemple, la quantité d'informations que les équipages des stations orbitales soviétiques Salyut 6 et Salyut 7 ont reçues en cinq minutes aurait pu être collectée en seulement deux ans de photographie aérienne.

La présence d'une personne à bord permet de réduire la quantité d'informations transmises grâce à son contrôle préalable, son traitement et sa sélection avant transmission vers la Terre. Dans le même temps, la qualité du tournage est, en règle générale, supérieure à celle des satellites sans pilote, puisque l'opérateur, en contrôlant le fonctionnement des équipements fixes, a la possibilité de prendre en compte les conditions de tournage (nébulosité, brume, éclairage, etc.). Il est possible d'observer et d'étudier des processus et des phénomènes aléatoires de toutes sortes et, ce qui est très important, de transmettre rapidement des informations à la Terre.

Au cours des années post-perestroïka, nos systèmes satellitaires ont considérablement vieilli et sont devenus plus minces, mais tout se rétablit lentement. Voici à quoi ressemble le programme de lancement jusqu'en 2015.

Pourquoi les gens ont-ils inventé le globe ? Pourquoi s’appelle-t-on un modèle tridimensionnel de la Terre ? Pourquoi est-il nécessaire de représenter la Terre sur un plan ? Énumérez les avantages et les inconvénients des photographies aériennes. Quelles informations peuvent être obtenues à partir des images satellite ? Que sont les plans et cartes géographiques ? Qu'est-ce qu'un plan et une légende de carte, pourquoi est-il nécessaire ? Pensez aux situations dans lesquelles vous pourriez avoir besoin d'une carte géographique. Cet article répondra à toutes ces questions.

Pour voir clairement la forme de notre planète et sa taille. Contrairement aux cartes, il n'y a pas de distorsions ni de cassures sur le globe, le globe est donc pratique pour avoir une idée générale de l'emplacement des continents et des océans. Dans le même temps, un globe (de taille normale) a une échelle plutôt petite et ne peut montrer aucune zone en détail. Lors de la mesure, une carte géographique est plus pratique qu'un globe, car ce dernier nécessite l'utilisation d'une règle flexible pour mesurer les distances. Certains globes sont initialement équipés de règles courbées en forme d'arc.

La sphéricité de la Terre a été établie par des scientifiques grecs au IIIe siècle avant JC. e. Le premier globe a été créé vers 150 avant JC. e. Caisses de Mallus de Cilicie, qui vivait à Pergame ; Strabon et Geminus le mentionnent. Ce dernier rapporte que Crates a équipé son globe d'un système de coordonnées (« cercles »).

Pourquoi s’appelle-t-on un modèle tridimensionnel de la Terre ?

Le globe représente le plus fidèlement la forme de la Terre. Par conséquent, ce n'est que sur lui que les contours des océans, continents, îles et autres objets géographiques correspondent à leur apparence réelle. Cela signifie que la distance entre les différents points du globe n'est pas déformée. Les directions sur le globe coïncident avec les directions sur Terre. C’est pourquoi les scientifiques utilisent depuis longtemps un globe lorsqu’ils étudient la Terre. C’est extrêmement nécessaire à des fins éducatives et scientifiques.

Pourquoi est-il nécessaire de représenter la Terre sur un plan ?

Parce que lorsque la terre est représentée en avion, il est plus facile de voir les villes, etc.

Énumérez les avantages et les inconvénients des photographies aériennes. Quelles informations peuvent être obtenues à partir des images satellite ?

Les images spatiales, ces instantanés de la face mobile de notre planète, véhiculent une énorme quantité d’informations géodynamiques. Ils montrent de manière convaincante la grande mobilité de la lithosphère terrestre et en même temps la systématicité et l'interconnexion de la plupart des déformations discontinues et plastiques les plus récentes et modernes de la surface terrestre, et montrent l'unité de l'image géodynamique du monde. Les images satellite montrent clairement des zones de fractures de divisions et de déplacements dans la croûte continentale terrestre, des zones de déplacements majeurs, des zones de compression et de sous-poussée, marquées par des systèmes de chaînes de montagnes, des linéaments et des structures concentriques de différentes tailles. Pour comprendre les schémas généraux de localisation de ces structures, il est conseillé de commencer leur étude par des images spatiales globales de la Terre, en passant progressivement à des images spatiales de plus en plus grandes.

Que sont les plans et cartes géographiques ?

Un plan géographique et une carte géographique sont des images plates et réduites de zones de la surface terrestre utilisant des symboles conventionnels.

Qu'est-ce qu'un plan et une légende de carte, pourquoi est-il nécessaire ?

Pour gouverner le monde entier !

Nous devons connaître exactement la taille des différents territoires qui nous appartiennent, nous devons savoir où se trouvent les ennemis, les amis, les minéraux et les colonies dont nous avons besoin. Il faut savoir exactement où se situent les lieux de vacances, et où la nature est trop rude pour y vivre en permanence.
Autrement dit, pour gérer quelque chose correctement, il faut savoir clairement ce que vous gérez : les cartes et les plans géographiques nous offrent cette opportunité !

Pensez aux situations dans lesquelles vous pourriez avoir besoin d'une carte géographique.

Une carte géographique peut être nécessaire pour s'orienter, tenter de trouver l'emplacement d'un pays, d'une ville, d'une île, etc.