Аэрометоды изучения 3емли

Аэрометоды изучения 3емли, совокупность методов исследования и картирования с летательных аппаратов географической оболочки Земли, присущих ей явлений и объектов природного и культурного ландшафта. Их физические свойства могут регистрироваться с воздуха в разных зонах спектра электромагнитных волн на различных по типу приборах. Исходя из этого, аэрометоды подразделяют на аэрофотографические, применяемые во всей видимой части спектра (0,4—0,8 мкм) и в ближней инфракрасной (0,8—1,1 мкм), фотоэлектронные, рассчитанные на использование узких зон в тех же частях спектра и в ультрафиолетовых (0,01—0,4 мкм), дальних инфракрасных (1,2—25 мкм) и радиоволновых (от 1 мм до нескольких м) лучах; аэрогеофизические, основанные на регистрации гамма-излучения Земли и параметров её физических полей; аэровизуальные, ограниченные видимой частью спектра.

Первый  этап аэрометодов заключается в аэросъёмке местности с фиксацией данных на аэроснимках в виде фотографий или регистрограмм, второй этап — в изучении содержания, т. е. дешифрировании, аэроснимков и соответстветствующих измерениях, осуществляемых преимущественно способами фотограмметрии. Наибольшая информация об объектах и явлениях на основе аэрометодов может быть получена, когда они взаимно дополняют друг друга с учётом их особенностей и существа поставленной задачи. Например, весьма эффективно комбинирование аэрофотографических и фотоэлектронных методов при топографической съёмке; аэрофотографических, фотоэлектронных и аэрогеофизических — при геологической съёмке и поисках полезных ископаемых.

Аэрометоды могут применяться как самостоятельно, так и преимущественно в комплексе с наземными методами исследования и картирования местности. В частности, при топографическсих работах — в сочетании с геодезическими определениями, при геологических — с изучением обнажений горных пород, бурением и т. д.

Аэрофотографические методы, применяемые с начала 20 в., — основные по объёму и широте использования в хозяйственных, научных, военных целях. Регистрация информации осуществляется при помощи аэрофотоаппарата на фотографических слоях различной светочувствительности. В 60-х гг. наряду с основной аэрофотосъёмкой на черно-белых плёнках распространение получила цветная аэрофотосъёмка с передачей объектов в натуральных и преобразованных цветах. Современные топографические съёмки целиком базируются на аэрометодах. Данные аэрометодов — составная часть комплекса научно-технических мероприятий по инвентаризации лесов, землеустройству, мелиорации, проектированию железных и шоссейных дорог, линий проволочных передач и трубопроводов, по оценке промысловых ресурсов, учёту снегового покрова и др. Аэрофотографические методы применяются также при всех видах географических исследований, обеспечении охраны природы, при различных геологических работах — общем картировании, изучении тектоники (включая новейшую) и строения морских мелководий, гидрологических, инженерно-геологических исследованиях и поисках полезных ископаемых; при изучении рельефа, почв и растительности, вод суши и процессов по берегам водоёмов, морских течений и волнений; при решении градостроительных и транспортных проблем, археологических изысканиях и т. д. Аэрофотографические методы в их совокупности (аэрофотосъёмка, дешифрирование и фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков) повышают качество и экономию, эффективность этих работ.

Фотоэлектронные методы, находящиеся на стадии становления (60-е гг. 20 в.), принципиально предназначены для получения изображения местности: в видимой части спектра, со значительно большей дифференциацией объектов по их спектральной яркости (в отдельных узких зонах), чем при аэрофотосъёмке; в тех частях спектра, которые не применимы для непосредственного фотографирования на светочувствительных материалах. Т. о., аэрометоды дают дополнительную информацию о физических свойствах объектов. Она регистрируется (с помощью специальных преобразователей) в виде изображения на экране электроннолучевой трубки, переснимаемого на фотоплёнку. Практически применяемые фотоэлектронные аэрометоды: спектрометрическая, ультрафиолетовая, инфратепловая, радиотепловая и радарная аэросъёмки. Спектрометрическая аэросъёмка позволяет получать спектральные коэффициенты яркости объектов и изображение последних в узких спектральных интервалах, избирательно усиленное с помощью сигналов, пропорциональных отношению яркостей объектов в двух заданных зонах спектра. Применима при определении зоны спектра, наиболее эффективной для передачи особенностей того или иного ландшафта при аэрофотосъёмке и для непосредственного увеличения информации о горных породах и растительности. Ультрафиолетовая аэросъёмка основана на том, что некоторые горные породы и растения под влиянием ультрафиолетового облучения (в данном случае с воздуха) флюоресцируют, что позволяет зафиксировать их контуры на аэроснимке. Положительные результаты получены при поисках нефти, газа, урана, выделении среди посевов зараженных участков. Инфратепловая и радиотепловая аэросъёмки дают возможность регистрировать различия объектов по их температурным характеристикам. Приёмники соответствующего излучения на борту летательного аппарата позволяют улавливать разность температур на суше и в воде с точностью до 1°С, благодаря чему на "тепловых" аэроснимках можно выявлять водотоки под пологом растительности, течения и косяки рыб в водоёмах, талики и острова спорадической мерзлоты, геотермические аномалии вулканического характера, контакты некоторых горных пород, контуры огня в дыму лесных пожаров и т. д. Радиолокационная (радарная) аэросъёмка выполнима при различных длинах волн, частотах и формах импульсов. Это даёт возможность практически независимо от состояния атмосферы в любое время суток получить такое изображение местности, по которому частично дешифрируются вещественный состав, структура и влажность поверхностных горных пород, морских льдов и др. Сканирующий радиолокационный луч определённых параметров позволяет проникать сквозь снег, наземную растительность и чехол покровных отложений до глубины нескольких м. Частный случай радиолокационной аэросъёмки — аэрорадионивелирование, применяемое в сочетании с аэрофотосъёмкой для топографических целей.

К числу  перспективных относятся методы, основанные на изучении с воздуха  поляризации света различными объектами (для определения пространств, ориентации их микроструктуры) и применении в качестве сканирующих устройств ("ощупывающих" земную поверхность радиоэлектронным лучом) оптических квантовых генераторов — лазеров. Исследуются возможности сочетания фотоэлектронных и аэрофотографических аэрометодов (многоканальная съёмка) с расчётом одновременного получения комбинированной информации с самолёта или искусственного спутника Земли.

Аэрогеофизические методы, появившиеся в середине 20 в. и основанные на фиксации и измерении гамма-излучения Земли, а также параметров её магнитных, гравитационных и электрических полей, по сравнению с другими методами позволяют достичь большей "глубинности" изучения земной коры. Они включают аэромагнитную, аэрорадиометрическую и аэрогравиметрическую съёмки, аэроэлектроразведку и аэросейсморазведку (пока менее разработанную). В задачу аэромагнитной съёмки входит измерение составляющих магнитного поля специальными приборами —аэромагнитометрами. Анализ (по полученным данным) структуры этого поля и установление его связи с геологией района позволяет выявлять наличие и существенные черты ряда месторождений, особенно тех, которые создают магнитные аномалии. Аэрорадиометрическая съёмка предназначена для регистрации интенсивности естественного гамма-излучения земной поверхности. Применение приборов — аэрорадиометров и аэрогаммаспектрометров — даёт возможность устанавливать перспективность изучаемых площадей на содержание радиоактивных элементов (урана, тория и др.), а также спектральный состав излучения, что важно для определения пород при региональном геологическом картировании. Аэрогравиметрическая съёмка, заключающаяся в измерениях силы тяжести с летательного аппарата гравиметрами, выполняется преимущественно для изучения фигуры Земли и выявления аномалий гравитационного поля, связанных с крупными геологическими структурами. Аэроэлектроразведка основана на измерении с воздуха вторичных электрических полей, создаваемых горными породами с различными электропроводностями. Применяется для поисков некоторых полезных ископаемых.

Аэровизуальные методы имеют в качестве приёмника информации человеческий глаз, различающий объекты по их яркостным и цветовым контрастам в видимой части спектра электромагнитных волн. Несмотря на вспомогательное назначение этих наблюдений они принципиально позволяют, в отличие от других аэрометодов, изучать с воздуха любой наземный объект в его натуральном виде, варьируя условиями наблюдения. Аэровизуальные наблюдения применяются частью в дополнение, а частью взамен наземных обследований, причем преимущественно на малообжитых территориях с целью повышения эффективности топографических, лесотаксационных, геологических и других работ.