4.3.3. Съемки в невидимом диапазоне частот. Инфракрасная съемка (ИК), в аэроварианте тепловая аэросъемка (ТАС) (λ = 1,5 - 14 мкм), обычно осуществляется при помощи сканирующей аппаратуры (тепловизоров), т.е. информация об особенностях земной поверхности складывается из характеристик, получаемых по отдельным участкам, на которые в данный момент времени направлено регистрирующее устройство (см. п. 4.2.2).

Инфракрасное излучение как носитель информации близко к световому изображению. Поскольку тепловое излучение тел непосредственно связано с их энергетическим состоянием, оно указывает на температуру и размеры источника. Интенсивность и спектральный состав излучения зависят не только от температуры, но и от электромагнитных и тепловых свойств почв, грунтов и горных пород, на которые направлен объектив тепловизора. Эти особенности ИК-излучения позволяют выявлять природу источников, в том числе обусловленных глубинными процессами, что не удается при дешифрировании фото- и телеизображений земной поверхности, полученных в видимом диапазоне спектра.

Наблюдения в инфракрасной области спектра ведутся в трех диапазонах: ближнем (λ = 0,7 - 2,5 мкм), среднем (λ = 3 - 5,5 мкм), дальнем (λ = 8 - 14 мкм). Эти диапазоны соответствуют "окнам" прозрачности атмосферы. В ближнем диапазоне регистрируется главным образом длинноволновое отражение солнечного излучения, в дальнем основную роль играет собственное излучение земной поверхности, в среднем излучение носит смешанный характер.

Выделяют две группы задач, решаемых при помощи тепловой съемки. Первая группа связана с изучением аномального температурного поля областей современного вулканизма, зон распространения термальных вод и термального (естественного или техногенного) загрязнения геологической и водной среды. Ко второй группе относится изучение теплового поля, формирующегося за счет солнечной радиации, результат которого можно использовать

97

для региональных геологических и эколого-геологических исследований. Особенно эффективна совокупность съемок в разные сезоны года, ночных и дневных, т.е. когда меняется температура земной поверхности.

Радиолокационная съемка (РЛ) основана на использовании радиоволнового диапазона электромагнитного спектра. Она подразделяется на пассивную (радиотепловую) с λ = 0,3 - 10 см и активную (радиолокационную), в которой используются электромагнитные излучения с длиной волны λ = 1,0 - 100 см. Радиотепловая съемка во многом аналогична ИК-съемке, но отличается существенно меньшей разрешающей способностью. С ее помощью выделяются термические аномалии, охватывающие большие площади, по которым удается получать усредненные показатели температурного поля.

При радиолокационных (радарных) съемках изучается различная способность объектов земной поверхности отражать радиоимпульсы (см. п. 4.2.2). Интенсивность отраженного сигнала определяется электромагнитными свойствами поверхностных отложений, к которым относятся их диэлектрическая проницаемость и электропроводность, в свою очередь зависящие от влажности. Разрешающая способность радарного изображения зависит от длины волны используемого сигнала. Характер изображения определяется шероховатостью растительного покрова, микрорельефом и рельефом. В реальных условиях отражение оказывается полурассеянным, что обусловлено множеством хаотично расположенных неровностей земной поверхности с размерами, соизмеримыми с длиной волны.

Радиолокационные съемки позволяют обнаруживать разрывные нарушения, определять состав пород, характеризовать степень их увлажненности, картировать участки развития и деградации мерзлоты. Эти и другие задачи имеют большое значение для экологической геологии. В условиях развития пород низкой электропроводности (высокого сопротивления) радиолокационное зондирование может осуществляться на глубину в несколько десятков метров.

Ультрафиолетовая и лазерная (лидарная) съемки используются преимущественно для контроля загрязняющих компонентов приземных частей атмосферы, для оценки воздействия промышленных объектов, территорий урбанизации и сельскохозяйственной деятельности на окружающую среду. Чаще всего в качестве индикаторов применяются датчики, использующие лазерное излучение, так называемые лидары (лазерные сенсоры).

С помощью лазерного луча, усиливающего эффект люминесценции аэрозольного и газового загрязнения атмосферы,

98

осуществляется спектральный анализ загрязняющих веществ. При этом лидары позволяют обнаруживать излучение, создаваемое "мишенью", в диапазоне частот, отличном от частоты лазера. Спектральный анализ "мишени" выполняется с практически абсолютной точностью, т.е. он способен обнаруживать отдельные атомы загрязняющих веществ.

В настоящее время созданы лидарные станции (комплексы), которые могут устанавливаться на воздушных носителях, на высотных зданиях и мачтах, на передвижных наземных носителях. Так, например, для контроля аэрозольных и газовых компонентов атмосферы урбанизированных территорий используется трехканальная лидарная станция. В видимом диапазоне частот контролируется аэрозольный компонент; ультрафиолетовый канал предназначен для контроля загрязняющих газов SO₂, NO₂, O₃; ИК-канал обеспечивает контроль концентрации NH₃, C₂H₄ и О₃.

Лазерный мониторинг позволяет следить за эволюцией и разрушением озонового слоя, контролировать кислородно-азотный баланс в атмосфере, оценивать содержание вредных аэрозольных и газовых компонентов в ее приземной части. По данным лидарных исследований можно определять вклад конкретных источников техногенного воздействия в загрязнение атмосферы, выявлять роль воздушного канала в переносе загрязняющих веществ на исследуемой территории, устанавливать влияние этих веществ на экологическое состояние верхней части литосферы и гидросферы.

К дистанционным методам можно отнести спутниковую альтиметрию, т.е. определение общей картины гравитационного поля суши и океанов по наблюдениям за орбитами спутников (см. п. 4.2.1).

99