В приложении помещён материал по описанию заданий и результатов научных исследований космонавтов, выполненных на пилотируемых кораблях и ОК «Мир», а также помещены технические характеристики бортовой съёмочной аппаратуры.
Заключение
Основные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем:
На основе аналитического обзора результатов бортовых наблюдений с космических кораблей и орбитальных станций выявлены общие тенденции развития научно-исследовательских работ космонавтов с использованием визуально-инструментальных наблюдений и съемок земной поверхности и показана многоплановость и высокая эффективность научных и прикладных исследований космонавтов. Показано, что очень большой научно-исследовательский эффект дают планомерные наблюдения в рамках космического геоэкологического мониторинга природных и техногенных объектов и чрезвычайных ситуаций. На базе накопленного многолетнего опыта космических полетов выработаны общие рекомендации по совершенствованию методик подготовки космонавтов и проведению исследовательской работе на орбите.
Выполнен сравнительный анализ бортовых средств визуально-инструментальных наблюдений и портативных фото- и видеокамер. Показано, что используемые стационарные и портативные средства наблюдения Земли с точки зрения эффективности их применения имеют свои достоинства и ограничения в применении. Так, стационарные средства, установленные внутри модулей, ограничены по углам наведения и связаны с необходимостью разворота орбитальной станции, а портативные средства не оснащены устройствами координатной привязки кадров и устройствами компенсации смаза изображения, возникающего за счет орбитального движения станции. Разработаны рекомендации по проведению съемок объектов чрезвычайных ситуаций (ЧС) из космоса космонавтом – оператором с помощью цифровой фотокамеры. Проанализированы способы оперативной компьютерной обработки цифровых фотоснимков на борту космического аппарата, показаны пути их совершенствования за счет включения в программу обработки изображений на борту космического корабля (орбитальной станции) ряда операций, реализуемых в интерактивном режиме, включая координатную привязку кадров, приведение перспективного снимка к плановому виду, впечатывание служебной информации в кадр, оконтуривание и выделение площадей экологических бедствий (наводнений, пожаров и др.), наложение тематических слоёв на изображении обрабатываемого кадра и т.д. Показано, что разработанные классификации способов визуально-инструментальных наблюдений Земли из космоса и схема иерархической системы показателей эффективности позволяют определить подходы к решению задач качественного и количественного оценивания эффективности операций с участием экипажа орбитальной станции.
Систематизированы классификации природных и антропогенных объектов наземных экосистем и катастрофических экологических ситуаций применительно к задачам, решаемым при помощи визуально-инструментальных наблюдений и съемок наземных экосистем из космоса, на базе покомпонентной (по оболочкам, сферам природной среды) и отраслевой классификации объектов земной поверхности, а также классификации объектов поверхности Земли в целях наблюдения и оценки опасности возникновения катастрофических экологических ситуаций. Классификация территории по техногенным предпосылкам катастроф имеет важное значение в связи с тем, что степень хозяйственного освоения в любом случае создает неблагоприятный экологический фон, снижает природный потенциал экосистем. Визуально-инструментальные наблюдения и съемки с космических орбит важны для выявления начала развития чрезвычайных экологических ситуаций, предупреждения о них и контроле основных стадий их развития.
Проанализированы спектрофотометрические характеристики природных и антропогенных объектов, показаны взаимосвязи между отражательными свойствами ландшафтов и сделан вывод о том, что наиболее полно отражательные свойства элементов земной поверхности описываются спектральными коэффициентами яркости в сочетании с индикатрисами отражения. Изучены спектрально-отражательные закономерности природных и антропогенных объектов наземных экосистем. Показано, что ход спектральных кривых природных объектов, полученных в наземных условиях фотометрии (спектрометрами и т.д.) и дистанционными датчиками одинаков, меняется лишь амплитуда. Сделан вывод о том, что все спектральные кривые различных объектов природной среды условно можно разбить на три класса: монотонно возрастающих с увеличением длины волны (класс почв), имеющий резкий минимум в красном и резкий максимум в ближнем ИК-диапазоне (класс растительности) и монотонно падающих с увеличением длинны волны (класс воды). Особенностью спектральной (энергетической) информации является её низкая помехоустойчивость и зависимость от множества полезных и мешающих факторов. Сами же параметры состояния зондируемых объектов также обладают стохастическими свойствами, как в пространстве, так и во времени. На этом основании сделан вывод о том, что для решения обратных задач дистанционного зондирования, возникающих при автоматизированном дешифрировании космических изображений, надо уделять особое внимание определению инвариантных функций связи спектральных и предметно-специфических характеристик исследуемых объектов, в вопросах восстановления этих функций по материалам космических съемок.
Разработаны концепция, методика и технические предложения по информационному обеспечению бортовой электронной библиотеки космических изображений тестовых участков наземных экосистем, которые охватывают проблемы, связанные с ориентированием и опознаванием интересующих космонавта-исследователя геоэкологических и других объектов. С этой целью разработана система географических ориентиров, качественный и количественный состав которых во многом определяется природно-географическими зонами и рельефом. Показано, что для приобретения практических и необходимых теоретических навыков при ориентировании на местности требуется проведение тренировочных занятий космонавтов в разных природно-географических зонах и геоэкологических ситуациях на примере специально подобранных тестовых участках, отражающих разнообразие естественных и искусственных обстановок и динамику их развития.
Разработана концепция и методика формирования банка географических ориентиров и космических изображений тестовых участков наземных экосистем для бортовой электронной библиотеки.
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
Рень А.В., Повышение эффективности визуально-инструментальных наблюдений космонавтов. (соавторы Зверев А.Т., Малинников В.А.) Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка., 2008, №6, c.34-37.
Рень А.В., Разработка структуры и содержания бортовой электронной библиотеки тестовых участков. (соавторы Зверев А.Т., Малинников В.А., Савиных В.П.) Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъемка., 2008, №6, c.79-81.
Зверев А.Т., Рень А.В., Бортовая библиотека тестовых участков земной поверхности для космонавтов., Сборник научных трудов «Инновационные технологии в экологии», Москва, МИИГАиК, 2008 г.
Подписано в печать 27.04.2009. Гарнитура Таймс
Формат 60×90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная.
Объём 1.5 усл. печ. л.
Тираж 80 экз. Заказ №2 Цена договорная
Издательство МИИГАиК
105064, Москва, Гороховский пер., 4
Отпечатано в типографии МИИГАиК
|
