Картографирование поверхностей небесных тел

При картографировании поверхностей небесных тел возни­кает необходимость решения следующих вопросов:

— определение фигуры небесного тела;

— установление геодезической системы координат на его поверхности;

— изучение физических особенностей, типов рельефа, оп­тических свойств поверхности щ т. п.;

— исследование картографической изученности и установ­ление картографических источников, которые могут быть ис­пользованы для создания карт данного небесного тела;

— разработка единой концепции картографирования дан­ного небесного тела как элемента общей концепции картогра­фирования небесных тел конкретного пространства (например, планет земной группы), разработка системы карт, их класси­фикации, типов, математической основы, содержания, системы условных знаков, методов отображения картографической ин­формации и выполнения картографических работ;

— разработка технологии составления, оформления, издания карт и способов их использования для решения научных и практических задач, а также для создания карт нового назна­чения.

Кратко остановимся на некоторых аспектах этой проблемы. Отметим, что в настоящее время еще не разработана единая концепция картографирования поверхностей небесных тел, а также практически отсутствуют достаточно обоснованные исследования по вопросам создания единой системы их карт.

О фигурах Луны и Марса и геодезических системах коор­динат. При картографировании Луны изучают ее геометриче­скую и динамическую фигуру, рельеф и общую форму края видимой стороны. Геометрическая фигура определяется из ус­ловия наилучшей аппроксимации физической поверхности по­верхностью правильного геометрического тела. Если допустить, что центр этой фигуры совпадает с центром масс, а экватор — с экватором инерции, то полученную аппроксимирующую по­верхность можно назвать поверхностью относимости или ре-ференц-поверхностью. Выбор ее для Луны, как и для других небесных тел, имеет важнейшее значение для установления селенодезических систем координат и дальнейшего картогра­фирования.

Установлена асимметрия видимой и обратной сторон Луны, ее западного и восточного полушарий. Однако в настоящее время считается достаточным принимать Луну за сферу ради­уса 1738 км, или, чтобы не было отрицательных высот,— 1730 км. При изучении динамической фигуры, также аппрокси­мирующей физическую поверхность Луны, исследуется поверх­ность постоянного потенциала силы тяжести, или селеноид. Эта поверхность может быть определена только в результате изучения гравитационного поля. Отметим, что для решения задач картографии важно знание параметров геометрической фигуры, аппроксимирующей физическую поверхность данного небесного тела.

При изучении поверхности Марса также рассматриваются его геометрическая и физическая формы. Определена значи­тельная асимметрия этой планеты вдоль полярной оси. Уро­вень поверхности почти всего южного полушария на 3—4 км выше северного. Перепады высот на Марсе в планетарном масштабе достигают 14—16 км. В настоящее время принято аппроксимировать реальную поверхность Марса поверхностью эллипсоида вращения с параметрами:

«= 3393,4 км — большая полуось; 6 = 3375,8 км — малая полуось; «=1: 192 —полярное сжатие.

Системы координат применительно к поверхностям Луны и Марса имеют собственные наименования: селенодезическая и ареографическая соответственно. Однако удобнее все эти системы именовать единым термином геодезические си­стемы, но указывать, к какому небесному телу они отно­сятся.

Использование материалов космической съемки позволяет выполнить работы по построению опорных сетей, созданию и уточнению каталогов опорных пунктов, решать задачи сгуще­ния опорных сетей для целей создания конкретных карт и их комплексов. Физические особенности Луны и Марса оптиче-

ские свойства, строение поверхностей этих тел, их картографи­ческая изученность и возможность использования этих карто­графических материалов весьма полно рассмотрены в работе

[42] и др.

О классификации, типах и методике создания карт. Карты поверхностей небесных тел, в том числе Луны и Марса, могут быть классифицированы, как и земные карты, по многим при­знакам: по содержанию, масштабам, территориальному охвату, назначению и т. п.

По содержанию они подразделяются на общегеографиче­ские и тематические. Отличие общегеографических карт Луны, Марса и других небесных тел от земных заключается в том, что на земных общегеографических картах дается общая ха­рактеристика территории в физико-географическом и соци­ально-экономическом аспектах, а на картах других небесных тел показывается только комплекс физических характеристик, особенностей их поверхностей, отображаются основные их оп­тические свойства. Содержание включает изображение рель­ефа, сведения об отражательных свойствах поверхности, си­стему подписей наименований объектов, которые несут в себе также некоторые морфологические характеристики.

Следует отметить, что решениями Международного астро­номического союза (MAC) установлена единая система номен­клатурных обозначений деталей рельефа на поверхности пла­нет земной группы и спутников, к которым отнесены: цепочка кратеров, глубокая, протяженная с обрывистыми склонами впадина, впадина округлой формы (кратер), гребень (гряда), длинная, узкая неглубокая впадина, комплекс пересекающихся узких впадин, утес с плоской вершиной, отдельная вершина (гора, пик), неправильной формы кратер или комплекс подоб­ных образований, равнина, плато, плоскогорье, обрыв (сброс), трещина (борозда), пологая возвышенность (холм), долина, ©бширная равнина, озеро, море, болото, мыс, залив. На тема­тических картах, кроме сокращенной общегеографической на­грузки, отражаются специальные данные (например, альбедо, его связь с кратерной плотностью, различные показатели оп­тических свойств поверхностей и т. п.).

При определении масштабного ряда карт небесных тел до­статочно иметь более сокращенную систему по сравнению с земными картами. Например, в Советском Союзе была пред­ложена классификация карт Луны и следующая сокращенная система масштабов: 1: 5 000 000, 1: 1 000 000, 1: 250 000, 1:50 000, 1:10 000, которая впоследствии была закреплена в основных положениях по составлению карты Луны, разрабо­танных совместно советскими и американскими специалистами. Вопросы компоновки и разграфки карт решаются с учетом их назначения, особенностей содержания, выбранных проекций, масштабов, размеров тел.

По типу оформления содержания карты поверхностей не-

бесных тел, создаваемые по материалам космической съемки, подразделяются на фотокарты и рисованные карты. Косми­ческие фотокарты обладают высокими информативными свойствами, на них ряд объектов воспроизводится с большей объективностью, нагляднее передаются взаимосвязи и направ­ленность процессов преобразования, чем на других картах. Благодаря наличию эффекта оптической генерализации более четко и достоверно передаются крупные структуры (особенно глобального характера). Космические фотокарты могут быть использованы в качестве основы для создания разнообразных тематических карт. Рисованные карты уступают первым в де­тальности изображения. Преимущества их заключаются в возможности (на основе применения отмывки и различных условных знаков) отражать вид каждого образования при наи­более благоприятных для него условиях освещения, создавать синтезированный образ отображаемого ландшафта, изобра­жать и четко выделять различные особенности картографируе­мой поверхности.

По принципам отображения, приемам и методам исследо­вания картографируемых объектов эти карты могут быть под­разделены на аналитические, отображающие объекты в их прямой характеристике; комплексные, отображающие совокуп­ность различных объектов или их свойств, каждый в своих по­казателях, а также синтетические, передающие интегральные характеристики. Комплексные характеристики отображаемых регионов или целиком всей поверхности планеты могут пере­даваться на основе создания серий взаимосвязанных карт.

Методика создания карт поверхностей небесных тел по ма­териалам космической съемки включает:

— разработку геодезической и математической основы;

— обработку материалов космической съемки (анализ, из­готовление увеличенных отпечатков, проведение мероприятий по улучшению качества изображений, дешифрирование);

— проведение подготовительных работ для преобразования снимков (опознавание опорных контурных точек, измерение координат, определение элементов ориентирования, установле­ние связей систем прямоугольных координат снимка и при­бора, изготовление трасформационных планшетов, решение вопросов устранения искажений снимков и т. п.);

— преобразование снимков в заданную картографическую проекцию, составление фотопланов;

— получение оригиналов фотокарт и их размножение.
Для рисованных фотокарт дополнительно разрабатывается

система условных знаков, которые используются при создании составительского оригинала карты. Возможны случаи, когда фотоизображение может не сохраняться, но в процессе состав­ления желательно, чтобы это изображение, полученное в за­данной проекции, было показано на подготовленном для ра­боты оригинале.

12 Заказ № 224

Поскольку многие из указанных вопросов в той или иной мере уже рассмотрены выше, то кратко остановимся только на некоторых особенностях. При разработке геодезической ос­новы вначале по космическим снимкам строятся свободные фотограмметрические сети. Затем, выполняя преобразование подобия, ориентируют их относительно опорных пунктов, ко­ординаты которых берут из каталогов, и приводят в систему координат фотограмметрической сети. При этом обеспечивают минимальные расхождения координат опорных пунктов, взятых из каталога, и фотограмметрической сети. За окончательные значения координат опорных пунктов принимают координаты фотограмметрической сети, ориентированной указанным выше способом по опорным точкам. Математическая основа вклю­чает, как обычно, картографическую проекцию, масштаб, ком­поновку и разграфку. Выбор картографических проекций за­висит от многих факторов и определяется в соответствии с положениями математической картографии. Отметим, что при создании карт планет и спутников по материалам косми­ческой съемки часто используют равноугольные и произволь­ные цилиндрические проекции, равноугольные и равнопроме-жуточные конические и азимутальные проекции соответственно на средние широты и полярные области.

Составление фотокарт и рисованных карт на основе приме­нения разработанных систем условных знаков (общегеографи­ческих, тематических и специальных), а также различных по назначению аналитических, комплексных и синтетических карт в основном производится по обычной методике. Заметим только, что при выполнении отмывок имеются две следующие особен­ности: во многих случаях отсутствует изображение рельефа го­ризонталями, направление освещения получаемых космических снимков может быть различным и не совпадать с обычно при­нятым северо-западным, его устанавливают, исходя из тех или иных соображений. В заключение данной главы заметим, что на всех этапах создания карт поверхностей Луны, Марса и других небесных тел в большей, чем обычно, степени прово­дятся все виды редакционных работ.

Глава 15.

Дата добавления: 2015-10-13