Работа с аэрофото- и космическими материалами и отраслевыми картами

Использование аэрофотоматериалов можно рекомендовать как для крупного, так и для среднего масштабов исследований. Космические снимки удобны для работ мелкого и среднего масштабов, а при условии их увеличения и для крупного.

Обычно при крупномасштабных исследованиях используются черно-белые контактные отпечатки аэрофотоснимков разных масштабов (чаще 1:17 000 и 1:12 000, но возможны и другие - от 1: 5000 до 1:60 000) в зависимости от наличия в фондах Госгеонадзора готовых негативов, так как заказывать специально новую аэрофотосъемку часто невозможно из-за финансовых соображений. Выбираются материалы более свежих полетов, лучше начала лета, когда контрастность в увлажнении разных ПТК фиксируется наиболее четко.

На аэрофотоснимках обычно хорошо просматриваются типы местностей со специфичной для них урочищной структурой. Можно распознать на них и подурочища, и отдельные крупные фации. На космических снимках, охватывающих большую территорию, видны уже разные ландшафты, приуроченные к определенным тектоническим структурам, или, может быть, «просвечивают» тектонические структуры через разный рисунок ландшафтов.

По возможности используются цветные или спектрозональные снимки, особенно для дешифрирования растительности, а также (дополнительно) аэрофотоснимки прежних лет разной давности, по которым можно проследить скорость протекания некоторых процессов (например, эоловых, эрозионных, заболачивания, зарастания, смену угодий, изменений в размещении населенных пунктов и т.д.). Практикуется также просмотр парных снимков под стереоскопом. На снимках выявляются контуры, отличающиеся по форме, фототону, рисунку (структуре) фотоизображения, его тени.

Выявляются, в первую очередь, естественные границы, связанные с изменениями природного характера. Резкая смена фотоизображения по прямолинейным границам часто отражает результаты хозяйственной деятельности человека (смену угодий, полей севооборота и др.). Такие границы интересны как границы производных (антропогенных модификаций) фаций и урочищ, обычно они тоже фиксируются, но иным способом, чем природные (например, точечным пунктиром).

При дешифрировании используются как прямые признаки объектов, непосредственно видимые на аэрофотоснимке, так и косвенные, базирующиеся на закономерных связях, существующих в ПТК. Например, если на террасе отдешифрирован сосновый лес, то вполне вероятно, что она песчаная. Или, если распаханный участок вблизи бровки балки имеет более светлый тон, чем соседние, то, скорее всего, его почвы значительно эродированы, и т.д.

Зачастую изменение рисунка либо тона вполне объяснимо и соответствует или изменению растительности, или увлажнения, или же слагающих поверхность пород, или сразу нескольких компонентов, в чем можно убедиться, сверившись с топокартой и (или) отраслевыми природными картами. Но нередко в камеральных условиях объяснить причину изменения характера изображения на аэрофотоснимке не удается, и расшифровка его откладывается на полевой период.

Результаты дешифрирования вырисовывают на матовой пленке, наложенной поверх аэрофотоснимка, мягким простым карандашом и (или) гуашью. Можно сразу переносить их на топооснову, дополняя или уточняя те контуры, которые на ней уже были отрисованы по горизонталям как формы и элементы форм рельефа. Параллельно составляют табличную (рабочую) легенду, где для каждого выделенного и пронумерованного контура раскрывают его основное содержание: местоположение и рельеф, породы, увлажнение, почвы, растительность. В примечании указывают, необходимо ли полевое уточнение свойств ПТК, и чего именно (опознание слагающих пород, почв и т.д.).

Составление предварительной ландшафтной карты среднего масштаба отличается меньшей степенью детальности дешифрирования. Известные трудности возникают при этом в связи с разномасштабностью материалов. Как правило, масштаб аэрофотоснимков намного крупнее составляемой карты. В связи с этим удобнее пользоваться не отдельными контактными отпечатками, а накидными монтажами или, еще лучше, фотосхемами, либо увеличенными космоснимками (и космопланами с нанесенными на них горизонталями), позволяющими обозревать одновременно большую территорию, выявлять на ней природные территориальные комплексы, и укладывать их на топографическую основу избранного масштаба или на наложенную на нее кальку (пленку). Просмотр всей массы контактных отпечатков аэрофотоснимков под стереоскопом в этом случае практически невозможен из-за слишком большого их количества. Однако в отдельных случаях это вполне целесообразно, например, при выявлении границ, совпадающих с перегибами склонов коренных берегов речной долины, террас и др.

Как правило, в учебных планах физико-географов - ландшафтоведов есть специальные курсы по дешифрированию аэрофото- и космических снимков, поэтому мы не будем на этом останавливаться.

При любом масштабе работ для наполнения контуров конкретным содержанием одновременно с анализом аэрофото- и космоматериалов используются имеющиеся по изучаемой территории специальные (компонентные) карты: почвенная, четвертичных отложений, дочетвертичных отложений, структурно-тектонические, гидрогеологические, инженерно-геологические, геоморфологические, карты (планы) лесной таксации и другие, показывающие растительный покров. Однако растительность - компонент, как правило, наиболее измененный человеком. Эти изменения могут быть недолговечны и случайны, а сами карты (и планы) часто слишком мозаичны, что затрудняет их использование. Поэтому материалы по растительному покрову территории используются уже после всех других. Особое внимание обращается на типы местообитаний, для чего пользуются шкалами Л.Г. Раменского, В.В. Погребняка (в переработке А.А. Видиной), экологическими рядами, с тем, чтобы за сегодняшней картиной сильно измененной растительности разглядеть ее коренные варианты.

В случае несоответствия контуров специальных карт с характером фотоизображения предпочтение отдается аэрофотоматериалам, однако возникший вопрос фиксируется для дальнейшего выяснения.

Составленные по аэрофото- и (или) космоматериалам и специальным картам (геологическим, геоморфологическим и др.) предварительные ландшафтные карты имеют, как правило, довольно хорошую рисовку контуров, но схематичную легенду, еще недостаточно полную и точную по содержанию.

Однако, несмотря на всю неполноту, легенда предварительной ландшафтной карты не должна представлять собой хаотичный перечень контуров различного содержания. Уже в подготовительный период надо стремиться систематизировать материал, произвести первоначальную классификацию ПТК, соблюдая структурно-генетический принцип и избегая логических ошибок.

В процессе полевой работы основная задача заключается в раскрытии содержания выявленных контуров (по их типологическим группам) и в выяснении спорных вопросов, возникших при анализе разнородных материалов. Границы же контуров ПТК обычно мало изменяются после полевых работ, так как аэрофото- и космоматериалы позволяют положить их на карту даже с большей степенью точности, чем при непосредственном наблюдении в поле.

По предварительной ландшафтной карте еще до выезда в поле рекомендуется разработать сеть маршрутов и наметить точки комплексных описаний. А.А. Видина считает возможным для крупного масштаба работ (1: 10 000 - 1: 25 000) в лесной зоне средней полосы России задавать одной рабочей паре (специалист и рабочий или коллектор) на однодневный маршрут протяженностью 2 - 3 км 20 - 23 точки комплексного описания (полного на основных точках и сокращенного на картировочных). В лесостепной зоне при большей сложности описания почвенных профилей серых лесных почв и черноземов дневная норма снижается до 12-15 точек на рабочую пару, но одновременно увеличивается длина полевого маршрута до 3 - 4 км. Последнее связано, по нашему мнению, с меньшей сложностью морфологической структуры ландшафтов эрозионно-денудационных равнин лесостепи по сравнению с ландшафтами моренных и моренно-водноледниковых равнин лесной зоны, что позволяет делать сеть точек более разреженной.

На 1 км² может быть задано от 2-3 до 20-25 точек. В среднем необходимая плотность точек на 1 км² в лесной зоне составляет 10-15, в лесостепной 6 - 8, а на ключевых участках до 10-12 точек и больше. Это несколько более высокие нормы, чем приведенные ниже расчеты, заимствованные из опыта почвенной съемки. Может быть, это и правомерно, так как ландшафтная съемка, по-видимому, сложнее почвенной, по крайней мере, по мнению И.И. Мамай, указанные выше нормы занижены. Ландшафтоведы давно уже отказались от практиковавшегося ранее в отраслевых исследованиях регулярного размещения точек по сети квадратов, так как использование аэрофотоснимков, хороших топографических карт и других материалов и составление предварительных ландшафтных карт позволяет сделать эту сеть более рациональной - разреженной на крупных контурах относительно однородной территории и более густой на площадях с мелкоконтурными и разными по характеру ПТК. Однако использование компьютерной техники при составлении ландшафтных карт вновь вынуждает нас признать правомерность метода регулярного размещения точек наблюдения.

Нормативы отдельных видов работ ландшафтных исследований еще не выработаны. Для комплексного дешифрирования аэрофотоснимков при составлении ландшафтной карты масштаба 1:10 000 на среднеосвоенную территорию средней полосы Русской равнины А.А. Видина определяет норму в 5 - 8 км² (или 5 - 8 дм² в масштабе карты) на одного человека в день. Наш опыт работы показал, что для масштаба 1: 100 000 можно за это же время отдешифрировать 100 км² (или 1 дм² в масштабе карты). Но как бы ни были значительны затраты времени на составление предварительных ландшафтных карт, они оправдываются существенным повышением качества всей работы в целом и более сжатыми сроками полевых работ.

Полевая документация

Фиксация материалов полевых наблюдений производится в полевом дневнике, а также в журналах, бланках и прочих документах, которые разрабатываются исходя из целенаправленности, масштаба работ и других специфических особенностей экспедиции.

Дневник (наряду с полевой картой и бланками) - один из основных документов, требующих тщательного хранения и аккуратного обращения. На правой стороне страниц простым мягким карандашом предельно четко ведутся текстовые записи по ходу наблюдений, на левой стороне делаются зарисовки, составляются схематические планы, колонки геологических обнажений, записываются фотокадры, вносятся поправки, относящиеся к тексту правой стороны.

Полевой дневник в первый же день работы должен иметь заполненный титульный лист, на котором указываются: название организации, экспедиции, номер полевого дневника, фамилия, имя, отчество исследователя, дата начала ведения дневника и номер точки, с которой начата работа, а позже - дата окончания работы и номер последней точки. В конце титульного листа записывается почтовый адрес и телефон для того, чтобы в случае утери дневника нашедший мог бы связаться с его автором. По окончании дневника в начале или в конце его дается «Содержание» с названиями маршрутов и перечнем точек, описанных в каждом из них. Впрочем, лучше «Содержание» составлять в процессе полевых работ, по мере окончания каждого из маршрутов, с указанием страниц (дневник должен быть заранее пронумерован).

Если основная часть полевого материала документируется на бланках, то в дневниках записываются лишь специализированные точки (см. раздел 3.7), наблюдения по маршруту между точками, поконтурная характеристика выявленных ПТК, более сложных, чем фация (она описывается на бланке). Необходим ежевечерний просмотр полевых записей с целью контроля их полноты и правильности и первичных обобщений материала.

Обычно при работе в среднем и особенно в крупном масштабах наблюдения на точках носят массовый характер, и их фиксация производится на бланках. Преимущество бланков перед полевым дневником заключается в строго определенном перечне фиксируемых сведений. Бланк - своего рода сокращенная программа наблюдений. Чем строже будет соблюдаться требование единообразия и сравнимости собранного материала, тем более правильные и точные выводы могут быть сделаны на основании их обработки. Другое преимущество бланков - удобство «сортировки» материала по нужным признакам описанных фаций. Недостатки бланка - его привязанность к «точке» (фации) и некоторая его «формалистичность». Последнее качество уже упоминалось как положительное, помогающее обработке полевого материала, но жесткая форма не всегда вмещает в себя все. Обстановка может требовать записей дополнительных фактов, не предусмотренных графами бланков. Вот почему даже при наличии бланков ведение полевого дневника остается обязательным для исследователя.

Форма бланка (бланков) вырабатывается в экспедиции в подготовительный период или заимствуется из имеющихся образцов. Она может и должна изменяться в зависимости от направления исследований и от условий района работ. Применение универсальных бланков «на все случаи жизни» неудобно. Однако разнообразие форм бланков не должно быть беспредельным, иначе материалы полевых исследований различных экспедиций могут оказаться плохо сопоставимыми. Чтобы получить сравнимые материалы, необходима максимально однородная информация. И в дневнике, и в бланках нельзя ничего стирать, можно лишь зачеркивать и писать заново. Нельзя уничтожать бесследно записи, показавшиеся ошибочными, чтобы не лишить себя возможности вновь подумать над неясными вопросами. К тому же правка по стертому может вызвать у кого-либо сомнение в достоверности написанного. Полевой бланк, полевая карта, дневник - это документы и отношение к ним должно быть соответствующим.