Yerni masofadan zondlash kosmik tizimlari va ulardan olingan natijalarni iqtisodiyotga kening qo`llash

TOSHKENT DAVLAT TRANSPORT UNIVERSITETI
AVIATSIYA TRANSPORTI MUHANDISLIGI FAKULTETI
AKT-1-GURUH TALABASI
SHOMURODOV SIROJIDDIN
SANJAR OʻGʻL

MUSTAQIL ISH
Mavzu: Yerni masofadan zondlash kosmik tizimlari va ulardan olingan natijalarni iqtisodiyotga kening qo`llash

TOSHKENT-2022

Mavzu: Yerni masofadan zondlash kosmik tizimlari va ulardan olingan natijalarni iqtisodiyotga kening qo`llash
Reja:

1. zondlash

2. 
   Aerokosmik sezishning tarixi va hozirgi holati
   
3. 
   Fotogrammetrik ishlov berish(
   

Erni masofadan zondlash (ERS)- Yer yuzasi va undagi narsalar, atmosfera, okean, er qobig'ining yuqori qatlami haqida ma'lumotni aloqa qilmaydigan usullar bilan olish, bunda yozish moslamasi tadqiqot ob'ektidan ancha uzoqlikda olib tashlanadi. Ob'ektning ichki yoki aks ettirilgan nurlanishining qayd etilgan parametrlari bilan uning biogeofizik xususiyatlari va fazoviy joylashuvi o'rtasidagi funktsional bog'liqlik masofadan zondlashning umumiy fizik asosidir.
Zamonaviy masofadan zondlash ko'rinishida o'zaro bog'liq bo'lgan ikkita soha ajralib turadi - tabiatshunoslik (masofadan zondlash) va muhandislik (masofadan zondlash usullari), bu ingliz tilida keng tarqalgan. masofadan zondlash va masofadan zondlash texnikasi. Masofadan zondlashning mohiyatini tushunish noaniq. Moskva universitetining aerokosmik maktabi. M.V. Lomonosov ilmiy intizom sifatida masofadan zondlash sub'ekti sifatida kosmosdan yoki havodan uzoqdan yozilgan, o'z yoki aks ettirilgan nurlanishida bevosita yoki bilvosita namoyon bo'ladigan tabiiy va ijtimoiy-iqtisodiy ob'ektlarning fazoviy-vaqtinchalik xususiyatlari va munosabatlarini ko'rib chiqadi. ikki o'lchovli tasvir shakli - oniy tasvir ... Masofadan zondlashning bu muhim qismi deyiladi Aerokosmik sezish (AKZ), bu uning an'anaviy havo usullari bilan uzluksizligini ta'kidlaydi. Aerokosmik sezish usuli tasvirlardan foydalanishga asoslangan bo'lib, ular amaliyot shuni ko'rsatadiki, er yuzasini har tomonlama o'rganish uchun eng katta imkoniyatlarni ifodalaydi.
Hamma mamlakatlarda harbiy kafedralarning so'rovlari aerokosmik sezishni rivojlantirish uchun samarali rag'bat bo'lib xizmat qiladi. Kosmik usullar va zamonaviy raqamli texnologiyalarni joriy etilishi bilan aerokosmik sezish tobora muhim iqtisodiy ahamiyat kasb etmoqda va tabiatshunoslik universitetlarida oliy ta'limning majburiy elementiga aylanib, Yerni alohida komponentlarning mahalliy tadqiqotlaridan o'rganishning kuchli vositasiga aylanmoqda. butun sayyorani global o'rganish. Shuning uchun, aerokosmik sezishning turli jihatlarini taqdim etayotganda, uni barcha er fanlarida va birinchi navbatda geografiyada samarali qo'llaniladigan tadqiqot usuli sifatida ko'rib chiqish maqsadga muvofiqdir.
Aerokosmik sezishning tarixi va hozirgi holati
Uzoq vaqtdan beri zondlash usullari Yerni o'rganishda juda uzoq vaqtdan beri qo'llanilgan. Dastlab ishlatilgan qo'lda chizilgan rasmlar Bu o'rganilayotgan ob'ektlarning fazoviy joylashuvini aniqladi. Fotosurat ixtiro qilinishi bilan erga asoslangan foto-teodolitli fotografiya vujudga keldi, unda istiqbolli fotosuratlardan tog'li hududlar xaritalari tuzildi. Aviatsiyaning rivojlanishi ta'minladi havo fotosuratlari erning tasviri yuqoridan, rejada. Bu er fanlarini kuchli tadqiqot vositasi - havo usullari bilan qurollantirdi.
Aerokosmik usullarning rivojlanish tarixi shuni ko'rsatadiki, tasvir texnologiyasini takomillashtirish uchun fan va texnikaning yangi yutuqlari darhol ishlatiladi. Bu 20 -asrning o'rtalarida, kompyuterlar, kosmik kemalar, radioelektron tasvir tizimlari kabi yangiliklar an'anaviy aerofotografiya usullarida inqilobiy o'zgarishlarni amalga oshirganda sodir bo'ldi - aerokosmik sezish paydo bo'ldi. Kosmik tasvirlar mintaqaviy va global muammolarni hal qilish uchun geo-axborotni taqdim etdi.
Hozirgi vaqtda aerokosmik sezishning progressiv rivojlanishining quyidagi tendentsiyalari aniq namoyon bo'ladi.
Internetda tez joylashtiriladigan kosmik tasvirlar ham professionallar, ham oddiy aholi uchun eng mashhur video ma'lumotga aylanmoqda.
Ochiq kirishdagi sun'iy yo'ldosh tasvirining o'lchamlari va metrik xususiyatlari tezda yaxshilanmoqda. Havo suratlari bilan muvaffaqiyatli raqobatlasha oladigan yuqori aniqlikdagi - metr va hatto desimetrning orbital tasvirlari keng tarqalmoqda.
Analog fotografik tasvirlar va ularni qayta ishlashning an'anaviy texnologiyalari avvalgi monopol qiymatini yo'qotmoqda. Asosiy ishlov berish qurilmasi maxsus dasturlar va tashqi qurilmalar bilan jihozlangan kompyuter edi.
Har qanday ob-havo radarini ishlab chiqish uni kosmik zondlashning optik texnologiyalari bilan samarali integratsiyalasha boshlagan o'lchovli aniq fazoviy geoinformatsiyani olishning ilg'or usuliga aylantiradi.
Har xil aerokosmik Yerni sezuvchi mahsulotlar bozori tez rivojlanmoqda. Orbitalarda ishlaydigan, ayniqsa, xorijiy kosmik kemalar soni tobora ortib bormoqda. Landsat (AQSh), SPOT (Frantsiya), IRS (Hindiston), ALOS (Yaponiya), Cartosat (Hindiston) sun'iy yo'ldoshlarini xaritalar xaritasi, Ikonos, QiuckBird, GeoEye (AQSH) sun'iy yo'ldoshlari yordamida olingan tasvirlar eng ko'p ishlatiladi. ), shu jumladan TerraSAR-X va TanDEM-X (Germaniya) radarlari, shu jumladan tandemli interferometrik suratga olish. "RapidEye" sun'iy yo'ldosh kuzatuv tizimi (Germaniya) muvaffaqiyatli ishlayapti.
U asosiy texnologik bosqichlarni o'z ichiga oladi: tadqiqot ob'ektining suratini olish va keyinchalik tasvirlar bilan ishlash - ularni sharhlash va fotogrammetrik ishlov berish, shuningdek tadqiqotning yakuniy maqsadi - tasvirlardan tuzilgan xarita, geoinformatsion tizim, prognoz. Faqat o'rganilayotgan ob'ektning kerakli xususiyatlarini hech qanday maydon ta'rifisiz fotosuratlardan olishning iloji bo'lmagani uchun, "dunyoviy haqiqat" ga murojaat qilmasdan ko'p hollarda imkonsiz, ularni standartlashtirish zarur. Tasvirlar bo'yicha tadqiqotning muhim elementi, shuningdek, olingan natijalarning ishonchliligi va to'g'riligini baholashdir. Buning uchun siz boshqa ma'lumotlarni jalb qilishingiz va boshqa usullar bilan ishlashingiz kerak, bu esa qo'shimcha xarajatlarni talab qiladi.
Surat - aerokosmik sezishning asosiy tushunchasi
Aerokosmik tasvirlar- aerokosmik tadqiqotlarning asosiy natijasi, ular uchun turli samolyotlar va kosmik tashuvchilar ishlatiladi (2 -rasm). Aerokosmik tadqiqotlar quyidagilarga bo'linadi passiv Quyosh yoki Yerning o'z nurlanishini aks ettirishni ta'minlaydigan va faol, unda aks ettirilgan sun'iy nurlanishni ro'yxatdan o'tkazish amalga oshiriladi.
Aerokosmik tasvir-bu haqiqiy geometrik va radiometrik (fotometrik) qonunlarga muvofiq, ob'ektlarning yorqinligini masofadan ro'yxatga olish yo'li bilan olingan va ko'rinadigan va yashirin ob'ektlar, hodisalar va jarayonlarni o'rganishga mo'ljallangan, haqiqiy o'lchovli ob'ektlarning ikki o'lchovli tasviri. atrofdagi dunyo, shuningdek ularning fazoviy joylashuvini aniqlash uchun.

Zamonaviy aerokosmik tasvirlarning miqyosi juda katta: u 1: 1000 dan 1: 100 000 000 gacha, ya'ni yuz ming marta o'zgarishi mumkin. Shu bilan birga, aerofotofotlarning eng keng tarqalgan masshtablari 1: 10,000-1: 50,000 va kosmik fotosuratlar-1: 200,000-1: 10,000,000 oralig'ida bo'ladi. Barcha aerokosmik tasvirlar odatda bo'linadi. analog(odatda fotosurat) va raqamli(elektron). Raqamli fotosuratlar tasviri bir xil elementlardan tashkil topgan - piksel(ingliz tilidan. rasm elementi— piksel); har bir pikselning yorqinligi bitta raqam bilan tavsiflanadi.

Aerokosmik tasvirlar ma'lumotli er modellari sifatida bir qator xususiyatlar bilan ajralib turadi, ular orasida vizual, radiometrik (fotometrik) va geometrik. Tasviriy Xususiyatlar tasvirlarning kichik detallarni, ranglarni va ob'ektlarning tonal gradatsiyalarini takrorlash qobiliyatini tavsiflaydi; radiometrik oniy tasvir bilan ob'ekt yorqinligini miqdoriy ro'yxatga olishning to'g'riligini ko'rsatish, geometrik Ob'ektlarning o'lchamlari, uzunligi va maydonlarini va ularning nisbiy o'rnini tasvirlardan aniqlash qobiliyatini tavsiflash.
Qoplama va fazoviy aniqlik tasvirning muhim ko'rsatkichidir. Odatda, tadqiqot katta qamrov va yuqori aniqlikdagi tasvirlarni talab qiladi. Biroq, bu ziddiyatli talablarni bitta rasmda bajarish mumkin emas. Odatda, olingan tasvirlarning qamrovi qanchalik katta bo'lsa, ularning o'lchamlari shunchalik past bo'ladi. Shuning uchun siz har xil parametrlarga ega bo'lgan bir nechta tizimlar bilan murosaga kelishingiz yoki bir vaqtning o'zida so'rov o'tkazishingiz kerak.
Aerokosmik tasvirlarni sotib olish texnologiyalari va asosiy turlari
Aerokosmik tadqiqotlar atmosferaning shaffof oynalarida o'tkaziladi (3 -rasm), turli spektr diapazonidagi nurlanish yordamida - yorug'lik (ko'rinadigan, yaqin va o'rta infraqizil), termal infraqizil va radio diapazonida.
Ularning har biri tasvirni olish uchun har xil texnologiyalardan foydalanadi va bunga qarab tasvirlarning bir necha turlari ajratiladi
Yorug'lik diapazonidagi rasmlar fotografik va skanerlarga bo'linadi, ular o'z navbatida optik-mexanik skanerlash (OM-skaner) va zaryadli qurilmalarga (CCD-skaner) asoslangan chiziqli nurlanish detektorlari yordamida optik-elektron tasvirlarga bo'linadi. ). Bu tasvirlar ob'ektlarning optik xususiyatlarini - ularning yorqinligi, spektral yorqinligini ko'rsatadi. Ko'p zonali tortishish tamoyilidan foydalanib, bu diapazonda ko'p zonali tasvirlar olinadi va ko'p sonli tortishish zonalari bilan-hiperspektral, ulardan foydalanish tortishish ob'ektlarining spektral aks ettirishiga, ularning spektral yorqinligiga asoslangan.
Termal nurlanish qabul qiluvchilar - termal tasvirlar - termal infraqizil tasvirlar yordamida so'rov o'tkazish orqali. Radio diapazonida suratga olish ham passiv, ham faol usullar yordamida amalga oshiriladi va bunga qarab, tasvirlar o'rganilayotgan ob'ektlarning ichki nurlanishini ro'yxatga olish natijasida olingan mikroto'lqinli radiometrik tasvirlarga va ro'yxatga olish paytida olingan radar tasvirlariga bo'linadi. tashuvchidan yuborilgan aks ettirilgan radio nurlanish - radar tekshiruvi.
Tasvirlar haqida ma'lumot olish usullari: dekodlash va fotogrammetrik o'lchovlar
Tadqiqot uchun zarur bo'lgan ma'lumotlar (mavzuga xos va geometrik) tasvirlardan ikkita asosiy usul bilan ajratib olinadi-bu dekodlash va fotogrammetrik o'lchovlar.
Asosiy savolga javob beradigan shifrni ochish - nima rasmda tasvirlangan, o'rganilayotgan ob'ekt yoki jarayon, uning atrofdagi ob'ektlar bilan aloqasi haqida mavzuli, tematik (asosan sifatli) ma'lumot olish imkonini beradi. Vizual talqinda odatda tasvirlarni o'qish va ularning talqini (talqini) ajratiladi. Tasvirlarni o'qish qobiliyati ob'ektlarning dekodlash xususiyatlari va tasvirlarning tasviriy xususiyatlari haqidagi bilimlarga asoslangan. Tushuntirishning chuqurligi ijrochining tayyorgarlik darajasiga bog'liq. Dekoder o'z tadqiqot mavzusini qanchalik yaxshi bilsa, tasvirdan olingan ma'lumot shunchalik to'liq va ishonchli bo'ladi.
Fotogrammetrik ishlov berish(o'lchovlar) savolga javob berish uchun mo'ljallangan - qayerda o'rganilayotgan ob'ekt joylashgan va uning geometrik xususiyatlari qanday?: hajmi, shakli. Buning uchun tasvirlar o'zgartiriladi, ularning tasviri ma'lum kartografik proektsiyaga keltiriladi. Bu tasvirlar yordamida ob'ektlarning joylashishini va ularning vaqt o'zgarishini aniqlash imkonini beradi.

Rasmlardan ma'lumot olish uchun zamonaviy kompyuter texnologiyalari quyidagi muammolarni hal qilishga imkon beradi:

raqamli tasvirlarni vizualizatsiya qilish;
tasvirlarning geometrik va yorqinligini o'zgartirish, shu jumladan ularni tuzatish;
birlamchi tasvirlardan yangi lotin tasvirlarni qurish;
ob'ektlarning miqdoriy xususiyatlarini aniqlash;
tasvirlarni kompyuter talqini (tasnifi).
Kompyuterda dekodlashni amalga oshirish uchun spektral xususiyatlarga asoslangan eng keng tarqalgan yondashuv qo'llaniladi, ular ko'p spektrli tasvir bilan yozilgan spektral yorqinlikdir. Tasvirlarni kompyuterda dekodlashning rasmiy vazifasi tasnifga tushiriladi - raqamli tasvirning barcha piksellarini ketma -ket "saralash" bir necha guruhga bo'linadi. Buning uchun ikkita turdagi tasniflash algoritmlari taklif qilinadi - o'qitish bilan va mashg'ulotsiz yoki klasterlash (ingliz klasteridan - klaster, guruh). Mashg'ulot bilan tasniflashda ko'p spektrli tasvirning piksellari har bir spektral zonadagi yorqinligini mos yozuvlar qiymatlari bilan taqqoslash asosida guruhlanadi. Klasterlashda, barcha piksellar o'quv ma'lumotlariga murojaat qilmasdan, ba'zi rasmiy xususiyatlarga ko'ra guruh-klasterlarga bo'linadi. Keyin piksellarni avtomatik guruhlash natijasida olingan klasterlar dekoder tomonidan ma'lum ob'ektlarga beriladi. Kompyuterni shifrlashning ishonchliligi rasman to'g'ri tasniflangan piksellar sonining umumiy soniga nisbati bilan tavsiflanadi.
Individual piksellarning spektral xususiyatlariga asoslangan hisoblash algoritmlari faqat tasniflashning eng oddiy masalalarini ishonchli hal qilishni ta'minlaydi; ular vizual talqinning murakkab jarayonining elementlari sifatida ratsional ravishda kiritilgan, bu hamon aerokosmik tasvirlardan tabiiy va ijtimoiy-iqtisodiy ma'lumotlarni olishning asosiy usuli hisoblanadi.
Aerokosmik sezishni xaritada va Yerni o'rganishda qo'llash
Aerokosmik tasvirlar Yerni o'rganishning barcha yo'nalishlarida qo'llaniladi, lekin ulardan foydalanish intensivligi va tadqiqotning turli sohalarida qo'llanilishining samaradorligi boshqacha. Litosferani tadqiq qilishda ular geologik podvalning chiziqli yoriqlar va halqa tuzilmalari orqali parchalanishini ko'rsatib, foydali qazilmalar konlarini qidirishni engillashtiradi. atmosfera tadqiqotlarida, bu erda tasvirlar meteorologik prognozlarga asos bo'lgan; kosmosdan olingan tasvirlar tufayli okeanning girdobli tuzilishi kashf qilindi, asrning boshidagi o'simlik qoplamining holati va uning so'nggi o'n yilliklardagi o'zgarishlari qayd etildi. Hozircha kosmik tasvirlar ijtimoiy-iqtisodiy tadqiqotlarda ancha kam qo'llaniladi. Turli mavzudagi tasvirlar yordamida hal qilinadigan vazifalar turlari ham farq qiladi. Shunday qilib, inventarizatsiya vazifalarini hal qilish tabiiy resurslarni o'rganishda, masalan, tuproqni, o'simliklarni xaritalashda amalga oshiriladi, chunki tasvirlar tuproq va o'simlik qoplamining murakkab fazoviy tuzilishini to'liq aks ettiradi. Baholash vazifalari, ekotizimlar holatini operativ baholash okeanlarning bioproduktivligi, dengiz muzliklari va o'rmonlarda yong'in xavfi holatini nazorat qilish tadqiqotlari doirasida amalga oshiriladi. Prognozlash vazifalari, modellashtirish va bashorat qilish uchun tasvirlardan foydalanish meteorologiyada eng ko'p rivojlangan, bu erda ularning tahlili ob -havo ma'lumotlari uchun asos bo'ladi, gidrologiyada - daryolarning erishi, suv toshqini va suv toshqinlarini bashorat qilish uchun. Litosfera va atmosferaning yuqori qatlamlari holatini tahlil qilish asosida seysmik faollik, zilzilalarni bashorat qila boshladilar.
Tasvirlar bilan ishlashda ularni qayta ishlashning barcha turlaridan foydalaniladi, lekin tasvirlarning eng keng tarqalgan talqini, birinchi navbatda, vizual bo'lib, u endi kompyuter yordamida o'zgartirilishi va tasvirlar bo'yicha o'rganilayotgan ob'ektlarni tasniflash imkoniyatlari bilan qo'llab-quvvatlanadi. . Tasvirlardan spektral indekslar asosida turli xil lotin tasvirlarni yaratish katta darajada rivojlangan. Giperspektral tasvirlash yordamida bunday indeksli tasvirlarning o'nlab turlari yaratila boshladi. Radar tadqiqot materiallarini interferometrik qayta ishlash usullarini ishlab chiqish er yuzasi siljishlarini yuqori aniqlikda aniqlash imkoniyatini ochdi. Raqamli tasvirlash usullariga o'tish, raqamli stereoskopik tasvirni ishlab chiqish va raqamli fotogrammetrik tizimlarni yaratish sun'iy yo'ldosh tasvirlarini fotogrammetrik qayta ishlash imkoniyatlarini kengaytirdi, ular asosan topografik xaritalarni yaratish va yangilash uchun ishlatiladi.
Garchi kosmik tasvirlarning asosiy afzalliklaridan biri bu tadqiqotning murakkabligini ta'minlaydigan er qobig'ining barcha komponentlarini birgalikda namoyish qilish bo'lsa -da, shunga qaramay, Yerni o'rganishning turli sohalarida tasvirlardan foydalanish hamma joyda tarqalgan, chunki hamma joyda. o'z usullarini chuqur ishlab chiqishni talab qiladi. Keng qamrovli tadqiqot g'oyasi, tasvirlardan bir -biriga bog'langan va o'zaro kelishilgan xaritalar seriyasi yaratilganida, mamlakatimizda tabiiy resurslarning keng qamrovli kartografik inventarizatsiyasini amalga oshirishda eng to'liq amalga oshirildi. Asrning boshida insoniyat oldida turgan ekologik muammolar haqida xabardorlik va Yerni tizim sifatida o'rganish paradigmasi tarmoqlararo murakkab tadqiqotlarni qayta jonlantirdi.
Tadqiqotning turli sohalarida tasvirlardan foydalanish tahlili shuni ko'rsatadiki, har xil vazifalar hal etilganda, aerokosmik tasvirlardan amaliy foydalanishning asosiy yo'li xaritadan iborat bo'lib, u mustaqil ma'noga ega va bundan tashqari xizmat qiladi. GISning asosiy asosi sifatida.


Xulosa
Shunday qilib, sun'iy yo'ldosh tasvirlarini qo'llash sohasini ortiqcha baholab bo'lmaydi. Aftidan, masofadan zondlash xususiy kompaniyalar uchun qishloq xo'jaligi, dengiz yoki quruqlik orqali yuk tashish va boshqalar uchun katta istiqbollarni ochadi. Ammo, afsuski, G'arb korporatsiyalaridan farqli o'laroq, rossiyaliklar kosmik yo'ldoshlardan ma'lumot olish uchun pul sarflashga odatlanmagan. Va buning uchun, ba'zida juda qimmatga tushish kerak. Xususan, 2002 yil 20 sentyabrda Shimoliy Osetiya tog'larida fojia yuz berdi: Karmador darasida Kolka muzligi tushib, 100 dan ortiq odam, shu jumladan Sergey Bodrovning suratga olish guruhi a'zolari halok bo'ldi. Muzlikning harakatlanishi kosmosdan aniq ko'rinib turardi. Bu ma'lumotni Rossiya Qahramoni sinov kosmonavti Valeriy Korzun Litkarino shahrida maktab o'quvchilari bilan uchrashuvda aytib berdi.
Shunga qaramay, umid qilamanki, yaqin kelajakda masofadan zondlash sohasidagi kosmik texnologiyalar hammamiz uchun yanada qulayroq bo'ladi va biz nafaqat davlat darajasida, balki shaxsiy hayotda ham amaliy imtiyozlarga ega bo'lamiz.