Наряду с традиционной картографической информацией информационную основу ГИС-технологий составляют данные дистанционного зондирования (ДЗ)

Под дистанционным зондированием понимают исследования неконтактным способом, различного рода съемки с летательных аппаратов - атмосферных и космических, в результате которых получается изображение земной поверхности в каком-либо диапазоне (диапазонах) электромагнитного спектра.

Обычно выделяют следующие методы съемок: космические и аэросъемки. С точки зрения конечного пользователя, принципиального отличия между ними нет. Это съемки с разных летательных аппаратов и с разных высот. Но сами методы съемки и основы устройств съемочных камер для космических и аэросъемок сегодня являются весьма похожими.

Представление о резком различии космических и аэросъемок родилось тогда, когда появились первые доступные снимки из космоса. Они были мелкомасштабными, захватывали одним кадром целые регионы (что действительно невозможно сделать с помощью аэросъемки), часто были многозональными (что было тогда мало привычно, хотя и возможно, для аэросъемки), наконец, именно через космические снимки специальных систем (LANDSAT TM и LANDSAT MSS) широкие круги специалистов впервые познакомились с цифровыми ("сканерными") снимками.

Такие космические мелкомасштабные съемки уникальны, поскольку позволяют охватить взглядом целый регион и выявить такие обобщенные особенности, которые при попытке воссоздания их по мелким фрагментам просто ускользают от изучения.

Основной объем космических снимков сегодня - это снимки с ИСЗ (искусственных спутников земли), а не с пилотируемых аппаратов.

По методу регистрации изображения системы ДЗ можно подразделить на аналоговые и цифровые. Аналоговые системы - сегодня представлены практически только как фотографические системы. Системы с телевизионной регистрацией существуют, но за исключением некоторых специальных случаев их роль ничтожно мала.

В фотографических системах все происходит примерно так же, как и в обычном фотоаппарате: изображение фиксируется на пленку, которая после приземления летательного аппарата или специальной спускаемой капсулы проявляется и сканируется для использования в компьютерных технологиях.

Среди цифровых систем съемки можно выделить сканерные, то есть системы с линейно расположенным набором светочувствительных элементов и некоторой системой развертки, часто оптико-механической, изображения на эту линейку. Все большее распространение получают также системы с плоскими двухмерными массивами светочувствительных элементов. И хотя в последнем случае никакой реальной развертки изображения, как в сканере, не происходит, такие цифровые системы иногда по традиции тоже именуют сканерами.

Существуют особо устроенные системы – радиолокационные системы. Данные, получаемые с радара, еще далеко не изображение. Прежде, чем оно станет таковым, его необходимо восстанавить с помощью сложной обработки, специфической для конкретного типа радара. Соответствующее программное обеспечение, как правило, не распространяется на рынке, а является собственностью владельца и разработчика съемочной системы.

Радар - совершенно особый источник данных активным сенсором. Он сам "освещает" снимаемый участок, поэтому время суток для радарных съемок роли не играет.

Все цифровые системы съемки имеют преимущество перед фотографическими в отношении оперативности получаемых данных. Ведь в случае космических съемок они передаются на Землю по радиоканалу, и не нужно ждать, пока аппарат израсходует весь запас пленки (а это может быть много тысяч кадров) и на Землю будет сброшена спускаемая капсула, пленка в ней будет проявлена и отсканирована.

До недавнего времени было, однако, общепризнано, что цифровые системы уступают фотографическим в отношении разрешающей способности изображения - сегодня это уже не совсем так.

Потребителю, однако, важнее знать не особенности сенсора как такового, а характеристики того изображения, которое с его помощью можно получить. К наиболее важным из них являются:

• Пространственное разрешение на местности – минимально различимый размер объекта. У разных систем космической съемки это разрешение колеблется от нескольких километров (это касается систем, представляющих интерес с точки зрения пользователя ГИС) до первых десятков сантиметров.
• Следующим по значимости является спектральный диапазон съемок, точнее, число и границы этих диапазонов. Для аэрофотосъемочных систем наиболее привычными являются черно-белые съемки (черно-белые фото) в видимой зоне спектра. Они же часто используются и для космических фотосъемок, особенно для съемок системами высокого разрешения. Черно-белые пленки имеют наименьшую зернистость и обеспечивают наиболее высокое разрешение.

Но видимый диапазон - очень небольшая часть электромагнитного спектра. Более короткие длины волн - ультрафиолетовая область - мало используются в дистанционном зондировании из-за очень сильного поглощения в атмосфере. Зато инфракрасная область, занимающая огромный участок спектра, от 700 до 15000 нм, очень информативна и широко используется в дистанционном зондировании.

Однако такие "многозональные" съемки в фотографическом варианте имеют много недостатков, которые особенно ощутимо проявились в последние годы, когда основными средствами для работы со снимками стали компьютерные системы. Существенным недостатком для всех фотографических систем явилась недостаточная оперативность.

Поэтому наибольший интерес из всех вариантов космических многозональных съемок сегодня вызывают цифровые системы - LANDSAT TM, SPOT, NOAA.

В настоящее время появилась возможность прямого получения данных дистанционного зондирования на собственные приемные станции потребителя. Хотя эти снимки сравнительно низкого разрешения, они позволяют добавить, например, к региональной ГИС, слой оперативной информации.

Сегодня существуют и могут быть приобретены российским заказчиком передвижные станции приема данных с любых спутников, включая LANDSAT TM, SPOT, ERS-1 и др.

С использованием данных ДЗ с российских спутников давно не все благополучно. Причины – высокие цены, условия секретности. Кроме того, ориентация на интересы военных привела к резкому уклону в сторону фотографических систем высокого разрешения в ущерб многозональным цифровым системам длительного действия.

Сейчас появился другой потребитель с другими запросами, и для него нужно многое менять. Пройдут ли космические организации испытание рынком, станет ясно в ближайшие годы.

Таким образом, методы дистанционного зондирования представляют собой искусство и научное направление для проведения измерений земной поверхности с использованием сенсоров, таких как различные камеры на борту летательных аппаратов, приемники системы глобального позиционирования или других устройств. Эти датчики собирают данные в виде изображений и обеспечивают специализированные возможности обработки, анализа и визуализации полученных изображений.