тивное слияние их различных представлений. Семь авторов и редакторы этой книги сделали попытку выполнить этот синтез. Они представляют собой специалистов по многим основным дисциплинам, связанным с дистанционным зондированием, и,, кроме того, как давние члены исследовательского и административного штата одной лаборатории - Лаборатории прикладных дистанционных исследований университета Пэдью - они вместе разработали основные принципы и подходы, необходимые для эффективного исследования, предполагающего взаимосвязь дисциплин.

Нам хотелось бы отметить вклад некоторых организаций в разработку технологии дистанционного зондирования, описанной здесь: университет Пэдью за создание условий, способствующих передовому многодисциплинарному исследованию; Министерство сельского хозяйства США, которое содействовало основанию Лаборатории прикладных дистанционных исследований в 1966 г.; Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) за постоянное поощрение и поддержку дистанционных исследований.

Филип X. Свейн, Шерли М. Дейвис

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ПОДХОД: КОНЦЕПЦИЯ И ЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Дистанционное зондирование - получение информации об объекте по данным измерений, сделанных на расстоянии от объекта, т. е. без прямого контакта с объектом. Величина, наиболее часто измеряемая в современных системах дистанционного зондирования, - это электромагнитная энергия, излучаемая исследуемым объектом, и хотя имеются другие возможности (например, сейсмические волны, звуковые волны и ускорение свободного падения), в этой книге наше внимание сфокусировано на системах, измеряющих электромагнитную энергию. Иногда идут дебаты относительно того, насколько должен быть объект удален от измерительного прибора, чтобы считать его «дистанционным». Но это споры только вокруг семантики, мы же хотим заниматься методологией. Хотя приложения, которые будут рассмотрены в этой книге, включают измерения, сделанные с расстояния в сотни и тысячи метров от исследуемого объекта, мы также можем представить себе приложения, в которых измерительные приборы должны быть на расстоянии менее 1 м от объекта.

Цели изучения.

После изучения разд.1.1 читатель должен уметь:

1. Кратко описать влияние цифровых вычислительных машин и распознавания образов на технологию дистанционного зондирования.

1.1. История вопроса

Трудно установить определенное время или событие, знаменующее начало дистанционных исследований. Некоторые считают, что они начались с применением фотографирования с привязанных аэростатов перед гражданской войной Севера и Юга, другие считают, что это произошло даже раньше [1]. Вероятно, интенсивное развитие этих методов началось с начала XX в.

Многие методы дистанционного зондирования развивались в целях военной разведки во время первой и второй мировых войн, но лишь недавно стала очевидной возможность применения этих методов для решения задач мирного времени. В первых рядах тех, кто в начале этого века использовал дистанционное зондирование в мирных целях для съемки и картографи-

рования, были гражданские инженеры, а в 30-е годы Министерство сельского хозяйства США начало использовать аэрофотосъемку для составления почвенных карт всей страны. К 40-м годам была хорошо развита практика использования человека-интерпретатора для анализа полученных аэрофотоснимков [2], а исследования по использованию цветных и инфракрасных аэрофотоснимков увеличили эффективность применения аэрофотокамер в качестве датчиков земной поверхности [3].

В 50-х и начале 60-х годов появление цифровых вычислительных машин и попытки моделирования процессов, связанных с человеческим интеллектом, ускорили развитие технологии анализа данных, названной «распознаванием образов» [4, 5]. В это же время значительные успехи были достигнуты в области проектирования систем датчиков [6], особенно для измерения энергии в инфракрасной области спектра. Эти достижения дали подъем новому .направлению дистанционного зондирования - количественному подходу, основанному на возможности быстро и точно измерять и обрабатывать многоспектральные данные дистанционного зондирования.

Таким образом, в настоящее время есть два основных направления дистанционного зондирования. К первому мы относим направление, ориентированное на изображение,) поскольку оно связано с изобразительными аспектами данных и использует методы анализа, в большей степени основанные на процессе образования изображения. Второе направление называется ориентированным на число, поскольку началом ему послужило развитие ЭВМ и в нем подчеркивается количественная природа данных, причем последние трактуются абстрактно как набор измерений. В этом случае изображения рассматриваются не как данные, а скорее как удобный способ представления данных.

Технология, ориентированная на изображение, более полно разработанная. Долгое время употребляются наиболее общие для ориентированных на изображение систем датчики (фотокамеры), а также связанные с ними методы анализа (интерпретация фотоснимков). Эта технология оказалась надежной и экономичной для широкого круга приложений. Поэтому и дальнейшее развитие ее продолжается.

Технология систем, ориентированных на число, до сих пор находится в стадии развития, достигнув современного состояния за короткий промежуток времени. Часто в таких системах в качестве датчика используется многоспектральный сканер. Он предпочтителен, посколько по сравнению с фотографическими системами имеет больший динамический диапазон в большей части электромагнитного спектра. Хотя в системах, ориентированных на число, для анализа обычно используют ЭВМ, последнюю можно применять также и в системах, ориентированных на изображение; аналогично есть еще много других приборов и методов, одинаково применяемых в обоих случаях,, например методы фотограмметрии. В некоторых случаях чис-12