Тепловые изображения в исследованиях
Земли
Спектр возможностей тепловой космической съемки широк. В
настоящее время данные дистанционного зондирования в тепловом
инфракрасном диапазоне находят применение в разных отраслях
исследований Земли и для мониторинга природно-антропогенных
объектов.
На тепловых инфракрасных снимках с метеоспутников находит
отображение поверхностная тепловая структура океанов, в которой
проявляется динамика вод, крупные течения. В фондах снимков,
например, в центрах данных
NASA, результаты тепловой съемки хранятся и предоставляются
потребителю уже в виде созданных карт температур морской
поверхности SST (Sea Surface Temperature). C начала 80-х гг. XX
века по данным радиометра AVHRR составляются региональные и
глобальные карты дневных и ночных, суточных, осредненных за
неделю, месяц температур морской поверхности с разным
пространственным обобщением (с разрешением 9, 18, 54 км),
используемые для изучения многолетней динамики теплового поля
Земли с целью создания прогнозных моделей. Съемки в тепловом
диапазоне используются также для изучения глобального
круговорота воды, взаимодействия между аэрозолями и облаками,
энергетического баланса и климата Земли. По этим данным
возможно определение температуры морских льдов, снежно-ледового
покрова моря и суши.
При решении геологических задач тепловая съемка используется
для структурно-тектонического и литологического
картографирования. С увеличением числа спектральных каналов
съемки в тепловом инфракрасном диапазоне увеличиваются
возможности исследования состава горных пород и
картографирование особенностей их распространения в районах
разреженным растительным покровом. Солнечное и эндогенное тепло
нагревает горные породы по-разному в зависимости от
вещественного, т.е. минерального состава пород, их тепловой
инерции, влажности, отражательной способности и других свойств.
Поэтому на тепловых снимках литологически разные породы
отличаются друг от друга по фототону на тепловых снимках в
одном канале или по цвету при использовании многозональной
тепловой съемки. С помощью материалов тепловой космической
съемки можно также получить некоторое представление о
погребенных геологических структурах, исследуя распределения
тепловых полей региона. Различия в теплоизлучательных свойствах
поверхностей, которые фиксируются тепловой съемкой используются
при поисках полезных ископаемых, выявлении элементов тектоники,
прямых поисках залежей нефти и газа, руд. Наличие плотного
растительного покрова является препятствием к определению
теплоизлучательных свойств почв и горных пород. Однако в
районах с развитым растительным покровом тепловые изображения
становятся полезными для определения его состояния.
При инженерно-геологических изысканиях по тепловым инфракрасным
снимкам возможно выявление таликовых зон в областях развития
вечной мерзлоты, исследование участков развития карстовых и
оползневых процессов.
Известны примеры использования снимков в
тепловом инфракрасном диапазоне для решения задач
картографирования зон подземных ядерных взрывов на полигонах,
определения местоположения и состояния подземных тепловых
сетей, съемки линий электропередач, картографирования и
диагностики состояния нефте- и газопроводов, включая
обнаружения мест утечек, выявления островов тепла крупных
городов и промышленных центров, картографирования теплового
загрязнения городов, контроля тепловых выбросов промышленных
отходов (ТЭЦ, крупные производства, пруды-охладители),
регистрации дымных шлейфов от труб, контроля за состоянием
полей фильтрации и аэрации.
Тепловые снимки широко используются для оперативного слежения
за проявлениями неблагоприятных природных процессов и
чрезвычайных ситуаций: лесные и торфяные пожары, скрытое
самовозгорание, вулканическая деятельность. С помощью тепловой
съемки возможно выявление факелов сгорания попутного газа на
нефтяных месторождениях и мониторинг их функционирования.
Тепловая съемка увеличивает возможности мониторинга водных
объектов, особенно в черте города, выявления участков
подтопления и заболачивания, контроля за состоянием
сельскохозяйственных полей, в том числе обнаружения пораженных
болезнями участков посевов сельскохозяйственных культур,
контроля при проведении мелиорации и ирригации.
Известно, что тепловые снимки могут успешно применяться для
контроля влажности почв, их весеннего просыхания и готовности к
обработке, состояния поливных земель. Данные тепловой съемки
используются также для изучения породного состава лесов в
глобальных исследованиях. Тепловой инфракрасный спектральный
индекс TISI оценивается как надежный индикатор состояния
растительности.
Подробнее о
применении тепловых космических изображений в исследованиях
некоторых земных объектов дальше.