27. Особенности взаимодействия электромагнитного излучения с атмосферой.

Электромагнитным излучением (ЭМИ) называют распространение энергии в пространстве в виде волн или прямолинейного потока световых частиц (фотонов), каждая из которых несет определенную долю энергии.

Любое тело, температура которого выше нуля (0 К), является источником электромагнитного излучения. Все электромагнитные волны образуют то, что называется электромагнитным спектром. Спектр ЭМИ непрерывен и делится на несколько областей или групп излучения – это и есть зоны или диапазоны длин.В ДМИ наиболее часто используются следующие диапазоны: Ультрафиолетовый:;Видимый;Ближний инфракрасный (фотографический):;Тепловой ИК, Микроволновой.Атмосфера представляет собой смесь газов, паров воды (от аэрозолей до плотных облаков), кристалликов льда, пыли, дыма. Она рассеивает и поглощает солнечную радиацию,при этом меняется интенсивность и диапазон излучения. Распространяясь через атмосферу, ЭМИ частично поглощается молекулами различных газов. Выделяют три основных типа взаимодействия излучения с атмосферой: поглощение, отражение и рассеивание. Излучение, прошедшее через атмосферу, затем отражается или поглощается земной поверхностью Отражение - возвращение ЭМИ от поверхности среды без изменения частоты монохроматических волн. Различают: направленное (зеркальноее) отражение (оно может быть описано законами линейной оптики); -диффузное (рассеянное) отражение (полное диффузное отражение, равновеликое во всех направлениях, описывается законом Ламберта). В метеорологии отражение принято измерять величиной Альбедо - это отношение отраженного от поверхности потока энергии к падающему на нее потоку: Рассеяние - это ослабление направленного потока излучения вследствие отклонения направления его падения, но без поглощения энергии падающего излучения или перехода энергетического потока в другие формы энергии. Коэффициент поглощения (абсорбция, а), - показывает величину отношения поглощенного потока энергии (φ _а) к падающему потоку (φ): а=φ /φ Для ДЗ используют только те диапазоны длин волн, которые лежат вне основных интервалах поглощения. Такие диапазоны называются окнами прозрачности атмосферы. Избирательное поглощение и рассеяние излучения отдельных частей спектра ЭМИ определяется в первую очередь соотношением состава и размера частиц атмосферы с длиной волны ЭМИ: 1)молекулы газов рассеивают коротковолновую часть излучения (рассеяние Рэлея); 2)аэрозоли(пыль,дым),в соответствии с размерами частиц,рассеивают длинноволновую часть оптического излучения(рассеяние Ми).3) Неселективное рассеивание - возникает при условии, что размер частиц существенно больше длины волны излучения. К таким частицам относятся капли воды и крупные частицы пыли. Атмосфера и магнитосфера Земли пропускают к поверхности видимый свет, малую часть инфракрасного и ультрафиолетового излучений, а также часть радиоволн.

28. Геоинформационные системы, информатика. Источники данных в гис.

Географическая информационная система (ГИС) – Информационная система, оперирующая пространственными данными.Информационная система: Система, предназначенная для хранения, обработки, поиска, распространения, передачи и представления информации. ГИС – Объединение компьютерного аппаратного и программного обеспечения, географических данных и действий специалистов для эффективного сбора, хранения, обновления, обработки, анализа и отображения любой информации, имеющей географическую привязку. ГИС-технологии – Совокупность приемов, способов и методов применения программно-технических средств обработки и передачи информации, позволяющая реализовать функциональные возможности геоинформационных систем. Геоинформатика - Научно-техническое направление, объединяющее теорию цифрового моделирования предметной области с использованием пространственных данных, технологии создания и использования геоинформационных систем, производство геоинформационной продукции и оказание геоинформационных услуг. Компоненты ГИС: Рабочая станция с периферийными устройствами; Специальное программное обеспечение; Пространственные данные; Система управления данными и средствами их анализа. Классификация ГИС:

По архитектурному принципу различают:

• закрытые системы характеризуются заранее определенным классом решаемых задач, простым интерфейсом;

• открытые системы обладают определенным набором функций и снабжены аппаратом для создания и встраивания пользователями специальных приложений.

По аппаратной платформе различают:

• ГИС профессионального уровня, поддерживающие многочисленные приложения, включающие блоки векторизации карт, работающих с большим количеством внешних устройств и ориентированных на рабочие станции (ERSI, Integraph и др.);

• ГИС настольного типа ориентированы на ПК (MapInfo, ArcView,WinGIS и др.).

По пространственному охвату различают:национальные;межнациональные;региональные;субрегиональные и локальные ГИС.

По предметной области моделирования различают:

• городские, земельные, геологические, природоохранные, рекреационные, природоохранные и т.д.

По функциональным возможностям различают:

• универсальные характеризуются открытостью, работают с различными форматами данных, имеют средства разработки и внедрения различных приложений;

• специальные решают узкий круг задач на заданном наборе данных;

• ГИС-вьюеры предназначены для визуализации пространственной информации, вывода на печать.

Данные ГИС: пространственные данные (положение (координаты), геометрия объекта); атрибутивные данные (качественные и количественные свойства простанственного объекта); библиотека условных знаков (наборы стандартных знаков, символов и принятых обозначений для отображения пространственных объектов в конкретной предметной области); метаданные (информация о самих данных, т.е. источник, метод получения, исполнитель и т.д.).

Источники данных для ГИС

• Данные ДМИ (аэро- и космоснимки в различных диапазонах волн);

• Оцифровка карт;

• Фотограмметрия (фотостерео пары);

• Полевые исследования (электронный тахиометр, GPS)

• Другие источники атрибутивной информации (Интернет, статистические отчеты, результаты переписи населения и др.).

В качестве данных могут выступать:

• Природные ресурсы (состав лесов, почв, полезных ископаемых, данные о водоемах, землепользовании и др.);

• Демографические данные (возраст, занятость, социальный статус, городское и сельское население, миграция населения, соотношение полов и др.);

• Агроэкономические данные (посевные и орошаемые площади, поголовье и видовой состав скота и др.);

• Социально-экономические данные (развитие областей деятельности человека (промышленности, туризма, спорта и др.);

• Данные об инфраструктуре (транспортная сеть, объекты промышленности, учреждения различных сфер деятельности и др.)