ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ ЛАНДШАФТА. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 16Следующая ⇒

Возможность определения по снимкам положения и содержания элементов ландшафта, изучения их свойств решающим образом зависит от качества анализируемых снимков. Нужные элементы на фотографических и визуализированных снимках, полученных нефотографической съемочной системой, должны иметь достаточно четкие границы, отображаться по возможности собственным уровнем оптической плотности. Этого можно достичь путем оптимизации сочетания цветовой (спектральной) чувствительности приемников электромагнитного излучения с оптическими особенностями элементов ландшафта. Это значит, что оптимизации должно предшествовать изучение оптических свойств этих элементов.

С оптической точки зрения ландшафт представляет собой совокупность элементов, различающихся по цвету и яркости.Цвет большинства искусственных и ряда природных объектов (почвы, горные породы) сравнительно устойчив во времени, изменяется в основном яркость с изменением условий освещения и влажности.Цвет и яркость растительности изменяются и во времени и в пространстве.. Это усложняет изучение оптических свойств растений и приводит к непостоянству рекомендаций по выбору спектральной чувствительности приемника съемочной системы для разных моментов съемки. Но, с другой стороны, установление закономерностей изменения цвета и яркости растений позволяет надеяться на возможность изучения их состояния дистанционными методами.

В съемочном процессе в качестве характеристик отражательной способности элементов ландшафта используют коэффициенты интегральной и спектральной яркости, интегральные и спектральные индикатрисы рассеяния (отражения).

Коэффициент интегральной (ахроматической) яркости, или просто коэффициент яркости (КЯ) - отношение интегральной яркости объекта в данном направлении В к яркости идеально рассеивающей, полностью отражающей радиацию поверхности в том же направлении наблюдения В° при одинаковых условиях их освещения:

Аналогично отношение монохроматических яркостей даст коэффициент спектральной яркости (КСЯ):

КЯ представляются в табличной форме, КСЯ, кроме того, в графической. КСЯ содержит значительно больший объем информации об объектах, чем КЯ. Через КСЯ часто выявляются существенные различия свойств объектов, КЯ которых практически одинаковы. Несмотря на огромное многообразие форм, кривые элементов ландшафта по их ходу в видимой области спектра можно разделить на три основных класса.

Первый класс включает кривые, постепенно поднимающиеся с увеличением длины волн. Они относятся к обнаженным почвам, горным породам, искусственным сооружениям, например, к дорогам, некоторым постройкам. Различаются эти кривые в основном уровнем и крутизной подъема.

Второй класс объединяет кривые, обладающие характерным возвышением в зоне около 0, 55 - 0, 56 мкм и понижением около 0, 66 мкм и резким подъемом в начале ИК области спектра. Они принадлежат растительным образованиям Видовые различия растительности, а также ее состояние выражаются в изменении уровня и некоторой деформации типичной кривой.

Третий класс объединяет кривые, плавно понижающиеся с увеличением длины волн. Они соответствуют поверхностям под водой, снегом, льдом.

Рис.1. Кривые элементов ландшафта

В.специальной литературе, справочниках и каталогах приводятся значения КЯ и КСЯ для отвесного наблюдения объектов. При прочих направлениях они в общем случае будут иными, так как зависят от взаимного положения точки наблюдения, наблюдаемой площадки и Солнца, структуры поверхности, ориентации систематических структур относительно Солнца, например, борозд пашни и других факторов. Поэтому для решения фотометрических задач необходимо знать пространственное распределение отражаемого поверхностью данного объекта излучения. Оно характеризуется индикатрисой рассеяния, представляющей собой плавную поверхность, огибающую концы векторов rилиr λ . Индикатриса будет называться соответственно интегральной (ахроматической) или спектральной.

Впрактике чаще пользуются двумя сечениями индикатрисы в плоскости главного вертикала Солнца и в перпендикулярной к ней плоскости, обозначая их азимутами А (0-180°) и А (90-270°) соответственно. Сечения представляются в виде таблиц или графиков. Они в целях краткости часто называются индикатрисами. По характеру пространственного рассеяния поверхности можно разделить на три основных типа:

гладкие, отражение от которых происходит зеркально, по направлению от источника света. К ним относятся: спокойная водная поверхность, снег под настом, такыры и др.;

шероховатые, основная часть отражающейся энергии от которых направлена в сторону источника света. Ими являются вспаханные поверхности, крупноструктурный растительный покров и т. п.

матовые, рассеивающие падающую на них лучистую энергию равномерно по всем направлениям. Такие поверхности называются ортотропными. В природе идеально ортотропные поверхности не встречаются; близки к ним ровные песчаные поверхности, плотный ровно постриженный газон и др.

Элементы ландшафта, в зависимости от постоянства формы индикатрис в разных зонах спектра, делят на изохроматические и полихроматические. Первые отражают световые потоки постоянного спектрального состава во всех направлениях. К ним относятся обнаженные почвы и горные породы, сплошные одноярусные нецветущие растительные покровы и др. Спектральные индикатрисы рассеяния их имеют практически постоянную форму. Световые потоки, отраженные в различных направлениях вторыми, не сохраняют постоянства спектрального состав. Ими являются участки под несомкнутым или многоярусным растительным покровом с различными спектральными характеристиками растений в ярусах участки под цветущей растительностью и т. п. Непостоянство спектрального состава отраженного ими излучения обусловливается изменением доли участия в отражении слагающих поверхность объекта компонентов с изменением точки наблюдения. Спектральные индикатрисы рассеяния полихроматических элементов ландшафта не повторяют по форме одна другую, а иногда и пересекаются.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒